应力吸收层用高固含量乳化沥青及其制备和施工方法与流程

本发明涉及乳化沥青和施工技术领域，尤其涉及一种应力吸收层用高固含量乳化沥青及其制备方法和施工方法。

背景技术：

我国目前高等级公路路面结构的主要形式为半刚性基层结构，其中约90％以上的沥青路面使用了半刚性基层，由于半刚性基层具有良好的致密性且强度高，在使用过程中由于反复的荷载的作用不可避免的会产生疲劳开裂，并由下至上反射道路面上形成反射裂缝。为了预防反射裂缝的产生，国内采取的措施是主要有：(1)在半刚性基层与沥青下面层之间摊铺沥青碎石应力吸收层；(2)在半刚性基层上摊铺一层橡胶沥青应力吸收层；(3)在半刚性基层上摊铺玻璃纤维土工格栅防裂层；(4)在半刚性基层上加铺土工织物防裂层。

橡胶沥青应力吸收层其低温塑性和韧性有一定提高，可以达到延缓反射的效果，但存在着对施工摊铺和碾压的质量要求高，且容易造成环境污染的缺陷；沥青碎石应力吸收层，其特点是混合料孔隙较大，减少应力集中，使基层裂缝不会扩展到面层，但存在工程造价高，经济性差的问题，应用受到限制；玻璃纤维土工格栅防裂层在前几年应用较为广泛，但存在着由于施工要求较高，施工质量很难控制，而且施工的好坏直接影响防裂层的防裂效果的缺陷，因此目前很少应用。另外，土工织物防裂层的防裂效果受土工织物影响较大，由于国产无纺土工织物的技术标准及质量很难满足要求，因而限制了土工织物防裂层的应用。

授权号为cn200710019042的发明提供了一种沥青碎石应力吸收层及其施工方法，该应力吸收层自上而下一次由碎石层、应力吸收粘结层及连接层组成。本发明所用的应力吸收层用高固含量乳化沥青固含量67-75％，作为应力吸收层使用时不需要连接层的铺设，在保证铺设效果的同时降低了施工成本。

发明专利cn201210406539公开了一种纤维增强型沥青路面应力吸收层及其施工方法，该应力吸收层由sbs改性乳化沥青、玻璃纤维或玄武岩纤维、碎石组成。本发明所用高固含量应力吸收层乳化沥青无需玻璃纤维或玄武岩纤维来缓解应力集中，借助沥青添加剂及改性剂的性能亦可达到同样效果。

综上所述，目前国内应力吸收层施工存在施工成本高、施工工序复杂的缺点。

技术实现要素：

本发明就是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种应力吸收层用高固含量乳化沥青，是一种廉价、高效、环境友好的高聚合物再生型乳化沥青，应用于应力吸收层减缓了路面反射裂缝问题，并且一次施工实现“透层+应力吸收层”的作用，减少了透层施工工序，降低了施工成本。

本发明还提供一种应力吸收层用高固含量乳化沥青的制备方法。

本发明还提供一种应力吸收层用高固含量乳化沥青的施工方法。

应力吸收层用高固含量乳化沥青的应用包括以下四个方面：

(1)作为应力吸收层用于新建沥青路面的水泥稳定碎石层之上。

(2)作为应力吸收层应用于旧沥青路面之上，上铺热拌沥青混合料，实现旧路面的改造。

(3)作为应力吸收层应用于旧水泥路面之上，上铺热拌沥青混合料，实现路面“白改黑”。

(4)作为应力吸收层应用于沥青路面上面层与中面层之间。

本发明的上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种应力吸收层用高固含量乳化沥青，通过普通沥青、沥青添加剂、乳化剂、改性剂、水和ph调节剂为原料制得，固含量67-75％，所述原料的质量组分比例为：普通沥青50-70％，沥青添加剂1-12％，乳化剂0.2-3.0％，改性剂2.0-10.0％，剩余为水和ph调节剂。

所述的普通沥青为道路石油沥青，所述的乳化剂为阳离子型乳化剂，所述的改性剂为热塑性弹性体类胶乳。

所述的普通沥青为ah-50、ah-70、ah-90、ah-110或者ah-130中的任一种。

所述的沥青添加剂为芳烃抽出油、糠醛抽出油、废弃食用油、剩余油、沥青再生剂中的一种或几种。

所述的乳化剂为烷基多胺类、氧胺类、季铵盐类、脂肪胺类、木质素胺类、咪唑啉类或酰胺类中的一种或多种。

所述的改性剂为丁苯胶乳、丁腈胶乳、丁吡胶乳、氯丁胶乳中的一种或多种。

所述的水为自来水、工业用水、蒸馏水或者去离子水中的任一种；

所述的ph调节剂为盐酸、甲酸、乙酸或者磷酸。

一种应力吸收层用高固含量乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：

1)将普通沥青加热至120-150℃，将沥青添加剂按比例加入普通沥青中搅拌均匀得到沥青与沥青添加剂的混合物；

2)乳化剂按乳化沥青总质量的0.2-3.0％配制成水溶液，加入改性剂，制得乳化剂皂液，用ph调节剂将乳化剂皂液ph值调为1.5-2.5，然后加热至35-60℃；

3)将上述乳化剂皂液及沥青与沥青添加剂的混合物依次通过胶体磨，研磨后得到乳化沥青成品。

应力吸收层用高固含量乳化沥青的施工方法，包括以下步骤：

1)乳化沥青洒布温度控制在80±5℃，洒布量为1.2-2.3l/m²，采用i型碎石时乳化沥青洒布量为1.5-2.2l/m²，采用ii型碎石时乳化沥青洒布量为1.6-3.0l/m²；

2)同步碎石封层车进入指定位置，启动乳化沥青洒布和碎石撒布并按照标定速度匀速行驶；

3)乳化沥青及碎石撒布完成后立即采用胶轮压路机进行碾压，全面积碾压一遍；作业面水分蒸发后，宜再次碾压一遍，压完后多余集料应及时处理。

当乳化沥青洒布或/和碎石撒布因故暂停或施工结束导致车辆停止前进时，及时关闭乳化沥青洒布器和碎石撒布器，再次施工时，应在横向接头边缘处继续乳化沥青洒布和碎石撒布，避免重复洒/撒布。

所述应力吸收层采用分幅作业，纵向施工接缝应保证下承层面积全覆盖。

当乳化沥青洒布或碎石撒布出现缺陷时，应人工及时处理，乳化沥青积聚应予以刮除，碎石处理应在乳化沥青破乳前完成。

本发明所使用的应力吸收层用高固含量乳化沥青由清洁的专车进行运输，应力吸收层施工采用同步碎石封层车，施工期内日最低气温应高于4℃，并不得在雨天施工。

所述步骤1)碎石的强度满足现行jtgf40标准要求，规格满足表1规定的要求：

表1碎石筛孔通过率

其中i型碎石撒布量为4-11kg/m²，ii型碎石撒布量为5-12kg/m²，局部漏撒或多撒应在乳化沥青破乳前人工处理。

本发明的施工准备及注意的工作包括：半刚性基层作为下承层时，应按现行规范要求检查基层外观和内在质量技术指标，对局部开裂、污染等缺陷进行修复处理。旧水泥路面作为下承层时，应对水泥路面进行抛丸处理，清除面板浮浆、灰尘等杂物，形成粗糙、干燥作业表面。石料应干燥、洁净，粉尘含量过高时应水洗、晾干，或经拌和机除尘处理后使用。配备不小于25吨的橡胶轮压路机2台。检查碎石封层车使用状态，清理车内及车身可能会污染作业面的其他材料，根据设计用量标定洒/撒布设备油管喷嘴高速、行车速度等参数。应力吸收层施工完成后应尽快施工沥青面层，中间不宜开放交通；若有特殊情况必须开放时，应在应力吸收层作业完毕2h后方可允许车辆驶入。禁止驶入车辆在应力吸收层区域进行急刹及调头等操作。

本发明的有益效果：

1.本发明提供了一种廉价、高效、环境友好的高聚合物再生型乳化沥青，应用于应力吸收层解决路面反射裂缝问题，并且一次施工实现“透层+应力吸收层”的作用，减少了透层施工工序，降低了施工成本。

2.本发明通过将高固含量乳化沥青应用于应力吸收层，解决路面反射裂缝问题，撒布的乳化沥青同时起到透层和应力吸收层的作用，减少了施工工序，提高了工作效率。

3.本发明不仅可以应用到沥青路面新建中的应力吸收层，也可应用于旧路改造，撒布在旧路表面(沥青路面或水泥路面均可)作为应力吸收层，上铺热拌沥青混合料，完成旧路的改造。

4.本发明具有优异的粘附性能。由于应力吸收层用高固含量乳化沥青具有高固含量、高粘度的特性，其固含量为67-75％，50℃赛波特粘度200s以上，是市场上供应乳化沥青的10倍以上，保证了材料的粘附性；由于应力吸收层用高固含量乳化沥青超高的沥青含量和高粘度特性，其与石料及半刚性基层具有更好的粘附性；同时，应力吸收层用高固含量乳化沥青使用了专用的改性剂，该种改性剂与水泥及石料的黏附性非常好，保证了乳化沥青可牢固的与石料及半刚性基层粘附在一起。

5.本发明具有优异的抗疲劳性能。室内模拟实验表明，采用高固含量乳化沥青作为应力吸收层试件的疲劳寿命为采用橡胶沥青作为应力吸收层试件的2倍以上，抗疲劳开裂能力优异。

6.本发明防水性能好。专用的改性剂可以形成致密的、均匀的聚合物膜，粘附在半刚性基层上形成长效的粘结层，防止水分进入半刚性基层对道路造成进一步的危害。

7.本发明具有优异的低温抗开裂能力。应力吸收层用高固含量乳化沥青pg低温等级至少为-28℃，低温性能良好，可有效防止低温开裂。

8.本发明能够有效修复裂缝病害。应力吸收层用高固含量乳化沥青含有专用沥青添加剂，其具有良好的再生能力和渗透能力，能够对裂缝进行充分填充，并可高效再生旧路路表及裂缝内部沥青。专用改性剂具有优异的粘韧性、强度、高低温性能和弹性恢复，保证了材料的路用性能，因此应力吸收层用高固含量乳化沥青可有效密封、修复半刚性基层及路表裂缝，提高道路的服务寿命。

9.本发明的施工效率高，一次施工即可实现“透层+应力吸收层”的作用，快捷高效。

10.本发明绿色环保，节能减排。与现有技术中采用的传统的沥青材料相比，本发明的应力吸收层用高固含量乳化沥青施工中不会产生有害的沥青烟气，对人体无毒无害，符合当前发展绿色路面的产业趋势。应力吸收层用高固含量乳化沥青施工温度为75-85℃，避免了对沥青的加热(160-180℃)，大幅降低了能耗。

11.采用本发明施工后开放交通快。应力吸收层用高固含量乳化沥青在施工后成型速度快，可在2h内快速开放交通，减少交通管制造成的社会影响，也显著提高了施工效率。

12.本发明应用范围广。应力吸收层用高固含量乳化沥青作为应力吸收层使用时，不但可以应用于新建沥青路面，还可以用于旧沥青路面及旧水泥路面的改造。

附图说明

图1为本发明施工层结构示意图一；

图2为本发明施工层结构示意图二。

图1中，1.新建沥青路面的水泥稳定碎石层、旧沥青路面或旧水泥路面，2.乳化沥青层，3.碎石层，4.沥青面层。

图2中，1.沥青中面层，2.乳化沥青层，3.碎石层，4.沥青上面层。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

一种应力吸收层用高固含量乳化沥青，通过普通沥青、沥青添加剂、乳化剂、改性剂、水和ph调节剂为原料制得，固含量67-75％，所述原料的质量组分比例为：普通沥青50-70％，沥青添加剂1-12％，乳化剂0.2-3.0％，改性剂2.0-10.0％，剩余为水和ph调节剂。

所述的普通沥青为道路石油沥青，所述的乳化剂为阳离子型乳化剂，所述的改性剂为热塑性弹性体类胶乳。

所述的普通沥青为ah-50、ah-70、ah-90、ah-110或者ah-130中的任一种。

所述的沥青添加剂为芳烃抽出油、糠醛抽出油、废弃食用油、剩余油、沥青再生剂中的一种或几种。

所述的乳化剂为烷基多胺类、氧胺类、季铵盐类、脂肪胺类、木质素胺类、咪唑啉类或酰胺类中的一种或多种。

所述的改性剂为丁苯胶乳、丁腈胶乳、丁吡胶乳、氯丁胶乳中的一种或多种。

所述的水为自来水、工业用水、蒸馏水或者去离子水中的任一种；

所述的ph调节剂为盐酸、甲酸、乙酸或者磷酸。

实施例1：

1.乳化沥青的制备

a.原料的准备：ah-50普通沥青占50wt％，氧胺类乳化剂占0.7wt％，丁苯胶乳改性剂占10.0wt％，糠醛抽出油沥青添加剂占12wt％，剩余组分为水和ph调节剂，其中水采用自来水，ph调节剂为盐酸，以质量百分比计；

b.将a中所述的沥青改性剂加入到普通沥青混合均匀，并加热至135℃；

c.按比例称取乳化剂、改性剂和水配制皂液，用酸将皂液ph值调为2.0，然后加热至50℃；

d.将上述乳化剂皂液及沥青与沥青添加剂的混合物依次通过胶体磨，研磨后得到乳化沥青成品。

2.乳化沥青的施工

结合图1对本实例的施工步骤加以说明。

a.1为新建沥青路面的水泥稳定碎石层。采用清扫车对半刚性基层进行打毛，并清除面板浮浆、灰尘等杂物，形成粗糙、干燥作业表面；

b.采用同步碎石封层车洒布应力吸收层的乳化沥青层2、i型碎石层3，乳化沥青层2洒布量为1.2l/m²，洒布温度80℃；i型碎石层3的石料撒布量为4kg/m²；

c.乳化沥青层2、i型碎石层3撒布完成后立即采用胶轮压路机进行碾压，全面积碾压一遍；

d.应力吸收层作业完毕2h后即可开放交通，并进行沥青面层4的施工。

实施例2：

1.乳化沥青的制备

a.原料的准备：ah-70普通沥青占61wt％，烷基多胺类或季铵盐类乳化剂占0.2wt％，丁腈胶乳改性剂占5.0wt％，芳烃抽出油沥青添加剂占7wt％，剩余组分为水和ph调节剂，其中水采用工业用水，ph调节剂为甲酸，以质量百分比计；

b.将a中所述的沥青添加剂加入到普通沥青混合均匀，并加热至135℃；

c.按比例称取乳化剂、改性剂和水配制皂液，用酸将皂液ph值调为2.0，然后加热至50℃；

d.将上述乳化剂皂液及沥青与沥青添加剂的混合物依次通过胶体磨，研磨后得到乳化沥青成品。

2.乳化沥青的施工

结合图1对本实例的施工步骤加以说明。

a.1为旧水泥路面。采用清扫车对旧路面进行打毛，并清除面板浮浆、灰尘等杂物，形成粗糙、干燥作业表面；

b.采用同步碎石封层车洒布应力吸收层，即乳化沥青层2、i型碎石层3。乳化沥青层2洒布量为1.8l/m²，洒布温度80℃，i型碎石层3的石料撒布量为9kg/m²；

c.乳化沥青层2、i型碎石层3撒布完成后可立即采用胶轮压路机进行碾压，全面积碾压一遍；

d.应力吸收层作业完毕2h后即可开放交通，并进行沥青面层4的施工。

实施例3：

1.乳化沥青的制备

a.原料的准备：ah-130普通沥青占70wt％，咪唑啉类或酰胺类乳化剂占2.0wt％，丁吡胶乳改性剂占2.0wt％，剩余油沥青添加剂占1wt％，剩余组分为水和ph调节剂，其中水采用蒸馏水，ph调节剂为盐酸，以质量百分比计；

b.将a中所述的沥青添加剂加入到普通沥青混合均匀，并加热至135℃；

c.按比例称取乳化剂、改性剂和水配制皂液，用酸将皂液ph值调为2.0，然后加热至50℃；

d.将上述乳化剂皂液及沥青与沥青添加剂的混合物依次通过胶体磨，研磨后得到乳化沥青成品。

2.乳化沥青的施工

结合图1对本实例的施工步骤加以说明。

a.1为旧沥青路面。采用清扫车对旧路面进行清扫，并清除面板浮浆、灰尘等杂物，形成粗糙、干燥作业表面；

b.采用同步碎石封层车洒布应力吸收层材料，即乳化沥青层2、i型碎石层3，乳化沥青层2洒布量为2.2l/m²，洒布温度80℃，i型碎石层3的石料撒布量为11kg/m²；

c.乳化沥青层2、i型碎石层3撒布完成后可立即采用胶轮压路机进行碾压，全面积碾压一遍；

d.应力吸收层作业完毕2h后即可开放交通，并进行沥青面层4的施工。

实施例4：

1.乳化沥青的制备

a.原料的准备：ah-90普通沥青占62wt％，脂肪胺类乳化剂占3.0wt％，氯丁胶乳改性剂占3.0wt％，废弃食用油沥青添加剂占4wt％，剩余组分为水和ph调节剂，其中水采用去离子水，ph调节剂为乙酸，以质量百分比计；

b.将a中所述的沥青添加剂加入到普通沥青混合均匀，并加热至135℃；

c.按比例称取乳化剂、改性剂和水配制皂液，用酸将皂液ph值调为2.0，然后加热至50℃；

d.将上述乳化剂皂液及沥青与沥青添加剂的混合物依次通过胶体磨，研磨后得到乳化沥青成品。

2.乳化沥青的施工

结合图2对本实例的施工步骤加以说明。

a.1为沥青中面层。清除中面层浮浆、灰尘等杂物，形成粗糙、干燥作业表面；

b.采用同步碎石封层车洒布应力吸收层的乳化沥青层2、ii型碎石层3，乳化沥青层2洒布量为1.4l/m²，洒布温度80℃；ii型碎石层3的石料撒布量为5kg/m²；

c.乳化沥青层2、ii型碎石层3撒布完成后立即采用胶轮压路机进行碾压，全面积碾压一遍；

d.应力吸收层作业完毕2h后即可开放交通，并进行沥青上面层4的施工。

实施例5：

1.乳化沥青的制备

a.原料的准备：ah-90普通沥青占59wt％，氧胺类与季铵盐类复配乳化剂占1.2wt％，丁苯胶乳与丁吡胶乳复配改性剂占5wt％，芳烃抽出油与糠醛抽出油复配沥青添加剂占8wt％，剩余组分为水和ph调节剂，其中水采用自来水，ph调节剂为盐酸，以质量百分比计；

b.将a中所述的沥青添加剂加入到普通沥青混合均匀，并加热至135℃；

c.按比例称取乳化剂、改性剂和水配制皂液，用酸将皂液ph值调为2.0，然后加热至50℃；

d.将上述乳化剂皂液及沥青与沥青添加剂的混合物依次通过胶体磨，研磨后得到乳化沥青成品。

2.乳化沥青的施工

结合图1对本实例的施工步骤加以说明。

a.1为旧水泥路面。采用清扫车对旧路面进行打毛，并清除面板浮浆、灰尘等杂物，形成粗糙、干燥作业表面；

b.采用同步碎石封层车洒布应力吸收层，即乳化沥青层2、ii型碎石层3，乳化沥青层2洒布量为2.4l/m²，洒布温度80℃，ii型碎石层3的石料撒布量为8kg/m²；

c.乳化沥青层2、ii型碎石层3撒布完成后可立即采用胶轮压路机进行碾压，全面积碾压一遍；

d.应力吸收层作业完毕2h后即可开放交通，并进行沥青面层4的施工。

实施例6：

1.乳化沥青的制备

a.原料的准备：ah-110普通沥青占66wt％，木质素胺类类乳化剂占1.5wt％，丁吡胶乳改性剂占3.0wt％，沥青再生剂类沥青添加剂占3wt％，剩余组分为水和ph调节剂，其中水采用去离子水，ph调节剂为盐酸，以质量百分比计；

b.将a中所述的沥青添加剂加入到普通沥青混合均匀，并加热至135℃；

c.按比例称取乳化剂、改性剂和水配制皂液，用酸将皂液ph值调为2.0，然后加热至50℃；

d.将上述乳化剂皂液及沥青与沥青添加剂的混合物依次通过胶体磨，研磨后得到乳化沥青成品。

2.乳化沥青的施工

结合图1对本实例的施工步骤加以说明。

a.1为旧沥青路面。采用清扫车对旧路面进行清扫，并清除面板浮浆、灰尘等杂物，形成粗糙、干燥作业表面；

b.采用同步碎石封层车洒布应力吸收层材料，即乳化沥青层2、ii碎石层3，乳化沥青层2洒布量为3.0l/m²，洒布温度80℃，ii型碎石层3的石料撒布量为12kg/m²；

c.乳化沥青层2、ii型碎石层3撒布完成后可立即采用胶轮压路机进行碾压，全面积碾压一遍；

d.应力吸收层作业完毕2h后即可开放交通，并进行沥青面层4的施工。

本发明上述实施例的应力吸收层用高固含量乳化沥青的性能指标如下，见表2所示。表2应力吸收层用高固含量乳化沥青达到的性能指标

由上表可以看出，本发明的应力吸收层用高固含量乳化沥青达到的赛波特粘度(50℃)均在200s以上，固含量均在67-75％范围内。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。