本发明属于道路材料及其配制工艺技术领域，涉及一种道路透层中所用到的乳化沥青及其制备方法，特别涉及一种高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青及其制备方法。
技术背景
近年来我国公路发展十分迅速，总里程数已居世界首位。目前，我国高等级公路大多采用无机结合料基层沥青路面结构，基层多采用水泥、石灰等稳定级配粒料，面层为沥青混凝土路面。由于二者之间的强度模量相差较大，变形协调性差，在水平方向强大剪切力的作用下，沥青面层在结合面处容易发生位移，严重时产生滑移、推挤和拥包等病害。所以，研究和预防半刚性基层由于粘结不良、水损害而引发的沥青路面早起病害是我国公路建设的当务之急。
透层的主要作用是增加半刚性基层与柔性沥青面层之间的粘结力，将基层表面可能松散的集料结合在一起以及在基层表面提供一层防水层。我国《公路沥青路面施工技术规范》中规定：根据基层类型选择渗透性好的液体石油沥青、乳化沥青、煤沥青作为透层油，喷洒后通过钻孔或者挖掘确认透层油渗透入基层的深度宜不小于5mm(无机结合料稳定集料基层)～10mm(无结合料基层)，并能与基层联接成为一体。但从已完工许多工程上看，透层油的渗透效果根本没有达到规范所规定的要求，也就是透层油没有起到相应的作用。
在我国目前道路工程施工中所使用的透层油，通常选择煤油或石油分馏提取的粗制渣油等对沥青进行稀释，制得煤油稀释沥青。这种方法所制备的透层油虽然能够渗入基层，但渗透效果并不是十分理想，同时由于其沥青固含量较低，造成透层油在基层表面残留较少，无法起到基面层之间良好的粘结作用。另外，我国也有一些研究者提出高渗透乳化沥青作透层油，但其所研究制备的乳化沥青，仍然需要稀释剂进行稀释，且由于研磨工艺及乳化剂使用量等其他问题，也存在着煤油稀释沥青所出现的缺点，所以，如何在有效提高透层油渗透性的同时，兼顾其在基面层之间的粘结性，对于解决道路病害问题具有重要的参考意义和工程使用价值。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种环保的高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青及其制备方法，有效提高透层油的渗透性。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。
一种高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青，用于道路透层中，该阳离子乳化沥青的主要组成成分按质量百分数为：
基质沥青：50％～70％；
水：25％～45％；
乳化剂：1.5％～4.5％；
润湿剂：0.1％～1％；
ph助剂：0％-0.5％。
所述的基质沥青的针入度分级为50-130。
所述的乳化剂为慢裂型阳离子乳化剂。
所述的润湿剂为一种表面活性剂，其具体组成成分为水性有机硅润湿剂。
所述的ph助剂为盐酸、磷酸、甲酸或醋酸中的一种。
上述高固含量高渗透性阳离子乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：将乳化剂、润湿剂和水按比例配制成皂液，并用ph助剂调整皂液ph值在2-4之间，然后加热到50-60℃；按比例称量石油沥青并加热到130-150℃；将皂液加入到胶体磨中然后加入温度满足要求的沥青，经高速剪切乳化成高固含量高渗透性的乳化沥青。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的制备工艺中，使用了较高含量的阳离子乳化剂对基质沥青进行乳化，由于乳化剂独特的分子结构特点，在高用量的情况下，所制备的乳化沥青中沥青颗粒粒径较小，乳化效果更好，与此同时，增加了阳离子乳化沥青的稳定性，使其破乳速度更慢。
(2)本发明配制的乳化沥青为高固含量的阳离子乳化沥青，由于沥青固含量较高，在胶体磨中增大了其颗粒之间的摩擦力与相互撞击力，可以使得沥青充分乳化，最后所制备的沥青粒径小，乳化效果更好，毛细渗透能力增强。
(3)本发明所制得的高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青中，加入了水溶性润湿剂，显著降低了乳化沥青的表面张力，使其更容易展开在集料表面，润湿性好，增加乳化沥青的渗透性能。
由于以上三个特点，使本发明的阳离子乳化沥青具有较高的渗透性能，一般60％固含量的乳化沥青渗透性可达到8～10mm，远远满足于规范要求，在乳化沥青破乳后，可以较好的粘结半刚性稳定基层的粒料，也加强了基面层之间粘结，并具有一定的防水性能。
(4)本发明在制备高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青时，所用到乳化剂为阳离子乳化剂，区别于现今市场中的阴离子乳化剂，这对最终得到的产品性能有了更加广阔的选择范围，增加了产品的适用性。
(5)本发明所制备的高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青，与现有的市场上所呈现的高渗透乳化沥青相比，具有渗透性能高，制作方便简单，生产成本低等优点，而且，在乳化沥青制备时不再使用煤油做稀释剂，减少了对大气环境境的污染，也使得在产品制备的过程更加安全，有利于在市场上的进一步推广。
附图说明
图1为cad处理示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
首先称取90号基质沥青650g，在140～150℃的温度条件下将其加热至液态，然后机械搅拌十分钟左右后均匀加入50～60℃的皂液，皂液主要是由303g的水、45g乳化剂、0.5g盐酸和1.8g润湿剂组成，最后在胶体磨中进行充分乳化，即可制得高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青。主要技术指标见表1。
实施例2
首先称取90号基质沥青600g，在140～150℃的温度条件下将其加热至液态，然后机械搅拌十分钟左右后均匀加入50～60℃的皂液，皂液主要是由363g的水、35g乳化剂、0.5g盐酸和2g润湿剂组成，最后在胶体磨中进行充分乳化，即可制得高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青。主要技术指标见表1。
实施例3
首先称取90号基质沥青500g，在140～150℃的温度条件下将其加热至液态，然后机械搅拌十分钟左右后均匀加入50～60℃的皂液，皂液主要是由483g的水、15g乳化剂、0.5g盐酸和2.5g润湿剂组成，最后在胶体磨中进行充分乳化，即可制得高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青。主要技术指标见表1。
实施例4
取已制备好的实施例1乳化沥青1000g，加水83g进行稀释，配制得到与实施例1相同配比的60％固含量的高渗透性阳离子乳化沥青。主要技术指标见表1。
实施例5
取已制备好的实施例1乳化沥青1000g，加水300g进行稀释，配制得到与实施例1相同配比的50％固含量的高渗透性阳离子乳化沥青。主要技术指标见表1。
实施例6
首先称取90号基质沥青600g，在140～150℃的温度条件下将其加热至液态，然后机械搅拌十分钟左右后均匀加入50～60℃的皂液，皂液主要是由353g的水、45g乳化剂、0.5g盐酸和2g润湿剂组成，最后在胶体磨中进行充分乳化，即可制得高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青。主要技术指标见表1。
实施例7
首先称取90号基质沥青600g，在140～150℃的温度条件下将其加热至液态，然后机械搅拌十分钟左右后均匀加入50～60℃的皂液，皂液主要是由383g的水、15g乳化剂、0.5g盐酸和2g润湿剂组成，最后在胶体磨中进行充分乳化，即可制得高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青。主要技术指标见表1。
实施例8
首先称取90号基质沥青650g，在140～150℃的温度条件下将其加热至液态，然后机械搅拌十分钟左右后均匀加入50～60℃的皂液，皂液主要是由303g的水、45g乳化剂和0.5g盐酸组成，最后在胶体磨中进行充分乳化，即可制得高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青。主要技术指标见表1。
实施例9
首先称取90号基质沥青600g，在140～150℃的温度条件下将其加热至液态，然后机械搅拌十分钟左右后均匀加入50～60℃的皂液，皂液主要是由363g的水、35g乳化剂和0.5g盐酸组成，最后在胶体磨中进行充分乳化，即可制得高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青。主要技术指标见表1。
实施例10
首先称取90号基质沥青500g，在140～150℃的温度条件下将其加热至液态，然后机械搅拌十分钟左右后均匀加入50～60℃的皂液，皂液主要是由483g的水、15g乳化剂和0.5g盐酸组成，最后在胶体磨中进行充分乳化，即可制得高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青。主要技术指标见表1。
表1不同固含量的阳离子乳化沥青主要技术指标
其中表1中平均粒径通过马尔文激光粒度仪2000测量所得。
表1中平均渗透深度的测量方法如下：无机结合料基层为水泥稳定碎石基层，养护龄期3d后进行乳化沥青的喷洒，待乳化沥青完全破乳后，对试件进行切割，采用软件autocad对图像进行处理，计算其面积，得到平均渗透深度的数据，数据处理见图1。
表1中剪切强度是用直剪试验的方法进行测量。直剪试验是采用夹具与压块进行组合，使试件的剪切面与模具对齐，在万能试验机(utm)施加竖向荷载的情况下，进行剪切试验。
对比实施例1、2、3，实施例1由于较高固含量与较多乳化剂的存在，研磨较细，所得粒径较小，所以其平均渗透深度最大；而实施例3由于存在沥青颗粒较粗，在下渗过程中容易堵住基层空隙，从而影响乳化沥青的渗透，所以其平均渗透深度最小。
对比实施例1、4、5，相同的制作配比通过加水稀释得到不同固含量的阳离子乳化沥青，其粒径大小相同，但乳液的粘稠程度不同，所以它们的平均渗透深度也不同，对比发现，实施例5的平均渗透深度最大，但由于溶液较稀，其粘结性较差，抗剪强度较低。
对比实施例2、6、7，在同种固含量的情况下，实施例6所用到的乳化剂含量最高，所得粒径最小，所以其平均渗透深度最大；相反实施例7的乳化剂含量最低，所得阳离子乳化沥青中颗粒较大，在渗透试验的过程中，渗透深度最小。
对比实施例1、8；2、9；3、10，我们可以看出，由于实施例8、9、10没有添加润湿剂，在其他条件相同的情况下，其渗透深度大大降低，这表明，所用有机硅润湿剂可以显著提高乳化沥青的渗透性能。
除此之外，高固含量高渗透性的阳离子乳化沥青在65％的时候也可满足规范中渗透深度在5～10mm的要求。在洒布量相同的情况下，固含量高的渗透性乳化沥青对，这对后续的基面层之间的粘结性会有一定的影响。具体工程实践中需要多少固含量的乳化沥青需视基本情况而定。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些均属于本发明的保护范围。