一種早強(qiáng)型廢舊瀝青路面冷再生用乳液、其制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路工程材料領(lǐng)域,具體涉及一種早強(qiáng)型廢舊瀝青路面冷再生用乳 液、其制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國每年產(chǎn)生的廢舊瀝青混合料數(shù)量將近1. 6億噸,數(shù)量如此龐大的廢棄瀝青混 合料,如不加以利用,不但占用大量土地,并且污染環(huán)境。因此,科學(xué)高效的利用廢舊瀝青混 合料,對(duì)促進(jìn)資源循環(huán)利用及環(huán)境保護(hù),實(shí)現(xiàn)瀝青路面的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
[0003] 目前的瀝青混合料再生主要分熱再生和冷再生。熱再生雖然路用性能較好,但是 其在高溫拌和攤鋪環(huán)境污染重,能耗大,同時(shí)廢舊瀝青混合料的利用率(20-30% )較低。乳 化瀝青冷再生在常溫拌和和施工,廢舊瀝青混合料利用率(70% -90% )高,具有節(jié)能和環(huán) 保的優(yōu)點(diǎn),但是目前乳化瀝青冷再生混合料的早期強(qiáng)度不足已嚴(yán)重制約其推廣應(yīng)用。
[0004] 冷再生乳液是由微小瀝青顆粒懸浮在水介質(zhì)中的乳液,冷再生乳液與再生料拌和 時(shí),瀝青顆粒相互靠近形成瀝青膜,但是此時(shí)瀝青膜由于水份的存在而瀝青粘結(jié)力較低,所 以混合料內(nèi)聚力也較低,冷再生乳液混合料必須經(jīng)過乳液與集料的粘附、分解破乳、水份蒸 發(fā)之后才能完全恢復(fù)原有的粘結(jié)性能。冷再生乳液混合料的強(qiáng)度發(fā)展緩慢,冷再生層在加 鋪上層結(jié)構(gòu)前必須進(jìn)行養(yǎng)生,養(yǎng)生時(shí)間不宜少于7d,需要長時(shí)間中斷交通,這對(duì)交通尤其是 城市交通影響非常大,如何在保留瀝青混合料環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢的同時(shí)克服其早期強(qiáng)度的 不足,是道路工程材料領(lǐng)域重要的研宄方向。
[0005] 中國專利ZL00808923. X發(fā)明了一種高早強(qiáng)水泥和外加劑及其制備方法,該發(fā)明 能改善水泥的早期強(qiáng)度,但是需要在水泥粉磨過程中加入,普通的早強(qiáng)水泥用于乳化瀝青 冷再生混合料會(huì)影響混合料的可工作時(shí)間,并不適用于瀝青路面冷再生。
[0006] 中國專利ZL200810150504. 6授權(quán)了一種廢舊瀝青混合料的冷再生還原劑及制備 還原劑方法和應(yīng)用,雖然該發(fā)明冷再生還原劑綜合性能優(yōu)異,但溶劑油組分為汽油、煤油、 柴油中的一種或幾種,且該再生劑早期強(qiáng)度并沒有明顯優(yōu)勢。
[0007] 目前冷再生用乳液的早期強(qiáng)度低的問題已開始得到重視,現(xiàn)有技術(shù)鋪筑的冷再生 路面養(yǎng)生時(shí)間長嚴(yán)重影響交通通行,制約了冷再生路面的推廣與應(yīng)用。因此,開發(fā)具有早強(qiáng) 型的冷再生用乳液對(duì)促進(jìn)瀝青路面再生利用具有重要的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中瀝青路面冷再生早期強(qiáng)度低的技術(shù)難題,本發(fā)明提供了一種 早強(qiáng)型廢舊瀝青路面冷再生用乳液、其制備方法及其應(yīng)用,本發(fā)明中的早強(qiáng)型冷再生用乳 液能夠降低冷再生混合料中的拌合用水量,加速冷再生混合料中水泥的水化,從而提高冷 再生混合料的早期強(qiáng)度,縮短了養(yǎng)生時(shí)間,擴(kuò)大乳化瀝青冷再生混合料的應(yīng)用范圍。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0010] -種早強(qiáng)型廢舊瀝青路面冷再生用乳液,其原料組分由下列組分按質(zhì)量百分比配 制而成:道路石油瀝青:50% -65%,瀝青乳化劑:1.0% -4. 5%,改性劑:0% -10%,激發(fā) 劑:0-0. 4%,分散劑:0. 01% -0. 4%,穩(wěn)定劑:0. 05% -2. 0%,調(diào)節(jié)pH值的助劑;0-0. 5%和 余量的水;所述改性劑為陽離子丁苯膠乳;所述激發(fā)劑為三乙醇胺、二乙醇胺、甲醇、乙醇 或三異丙醇胺中一種或兩種以上任意配比的混合物。
[0011] 本發(fā)明早強(qiáng)型瀝青路面冷再生用乳液,有效縮短了冷再生混合料的養(yǎng)生時(shí)間。
[0012] 為了進(jìn)一步提高瀝青路面冷再生早期強(qiáng)度,優(yōu)選,所述道路石油瀝青的針入度為 50-110。針入度的單位是0.1mm。
[0013] 為了進(jìn)一步保證所得乳液的穩(wěn)定性等性能,同時(shí)提高同其它組分的協(xié)同效應(yīng),所 述瀝青乳化劑為陽離子慢裂或中裂型。
[0014] 為了進(jìn)一步提高乳液的分散性,促進(jìn)各組分之間的協(xié)同效應(yīng),所述的分散劑是混 凝土超塑化劑。
[0015] 為了進(jìn)一步提高瀝青路面冷再生早期強(qiáng)度,優(yōu)選,混凝土超塑化劑為木質(zhì)素磺酸 鹽類、脂肪族類、萘磺酸鹽類或聚羧酸類中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
[0016] 為了進(jìn)一步提高所得乳液的穩(wěn)定性,所述穩(wěn)定劑為氯化鈉、氯化銨、氯化鉀、氯化 鎂、氯化鈣、聚乙烯醇或羧甲基纖維素中的一種或兩種以上任意配比的混合物;所述調(diào)節(jié) PH值的助劑為鹽酸、硫酸、硝酸、甲酸、苯甲酸、乙酸、丁二酸或酒石酸。
[0017] 上述強(qiáng)型廢舊瀝青路面冷再生用乳液的制備可參照現(xiàn)有技術(shù),但優(yōu)選按照如下方 法制備:
[0018] 早強(qiáng)型廢舊瀝青路面冷再生用乳液的制備方法,其特征在于:包括順序相接的如 下步驟:
[0019] (a)將道路石油瀝青加熱至120°C _150°C ;
[0020] (b)將瀝青乳化劑、改性劑、激發(fā)劑、分散劑、穩(wěn)定劑和調(diào)節(jié)pH值的助劑共同溶于 水中,制備成皂液并加熱到40-70°C,調(diào)節(jié)pH值為1. 5-3. 0之間;
[0021] (c)將步驟(b)所得皂液輸送入膠體磨中循環(huán),再將步驟(a)所得道路石油瀝青輸 入到膠體磨中,經(jīng)膠體磨均勻分散及研磨后,成為水包油型乳液,將乳液輸出膠體磨,冷卻 至室溫,即得。
[0022] 上述步驟(c)研磨時(shí)間優(yōu)選l_3min。
[0023] 優(yōu)選,包含上述用于早強(qiáng)型瀝青路面冷再生用乳液的冷再生混合料,其原料組分 包括:瀝青路面回收材料50-99份、新礦料0-50份、普通硅酸鹽水泥0. 5-4份,礦粉0-4份、 早強(qiáng)型廢舊瀝青路面冷再生用乳液2-5份和水0-5份,所述份數(shù)為質(zhì)量份數(shù);
[0024] 上述冷再生混合料的制備包括如下步驟:
[0025] (a)按照冷再生混合料級(jí)配,將瀝青路面回收材料、新礦料、普通硅酸鹽水泥和礦 粉在攪拌鍋內(nèi)拌合5-30s ;
[0026] (b)向步驟(a)所得的混合物中加入水,拌合5-60s ;
[0027] (c)向步驟(b)所得的混合物中加入早強(qiáng)型廢舊瀝青路面冷再生用乳液,拌合 5_60s,即得。
[0028] 本申請(qǐng)通過激發(fā)水泥的活性提高了冷再生混合料的早期強(qiáng)度,并在保證冷再生混 合料工作性的同時(shí),降低了拌合用水量。
[0029] 優(yōu)選,上述冷再生混合料用于瀝青路面結(jié)構(gòu)層中的上基層、下面層或中面層。
[0030] 本發(fā)明未提及的技術(shù)均參照現(xiàn)有技術(shù)。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn):
[0032] (1)本發(fā)明的瀝青路面冷再生乳液與普通的冷再生乳液相比,其制備的冷再生混 合料早期強(qiáng)度大幅度提升,有利于快速開放交通或鋪筑上面層,提高施工效率及交通組織 效率,從而擴(kuò)大應(yīng)用范圍;
[0033] (2)本發(fā)明的瀝青路面冷再生乳液,所制備的冷再生混合料在最終強(qiáng)度、抗水損害 性能上比普通的冷再生乳液均有提升,在廢舊瀝青混合料冷再生中添加本發(fā)明的冷再生乳 液制成的冷再生混合料性能優(yōu)異:其40°C的馬歇爾穩(wěn)定度可達(dá)11. 5kN,15°C的劈裂強(qiáng)度可 達(dá)0. 78Pa,高于《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG F41-2008)中6kN和0. 5MPa的要求, 同時(shí)完全滿足《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)普通熱拌瀝青混合料的路用性能,可廣泛用于 高速公路、普通公路和城市道路的中大修養(yǎng)護(hù)。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 為了更好地理解本發(fā)明,下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容,但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0035] 以下實(shí)施例中,制備得到的早強(qiáng)型冷再生乳液的性能檢測參照中華人民共和國行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程(JTG E20-20