[发明专利]一种提高稀释沥青冷补料水稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高稀释沥青冷补料水稳定性的方法，属于道路养护领域。

背景技术

稀释沥青冷补料是将加热的沥青溶解到汽油、煤油、柴油等溶剂中制成稀释沥青，与集料拌合，用袋装或堆放储存。冷补料主要用来修补路面坑洞。在压实成型，汽油、煤油、柴油等溶剂挥发后，冷补料形成强度与普通热拌沥青混合料无异。由于汽油、煤油和柴油等溶剂的挥发速度不同，稀释沥青冷补料可分为快凝、中凝和慢凝三种；稀释沥青冷补料是最常用的修补路面坑洞的材料，由于路面坑洞多是由于水损坏或者冬季时冻融破坏导致，提高冷补料的水稳定性，即抵抗水损坏的性能，对保证坑洞修补的耐久性和稳定性非常重要。

工程界已采用将消石灰或水泥等碱性材料作为矿粉掺加在沥青混合料中，来提高其水稳定性。水会导致沥青粘附性下降的机理是：当水侵入到了沥青-矿粉-集料的界面内，由于水分子是极性物质，水更易与集料结合，会使沥青或者沥青胶浆整体从集料表面剥落；沥青中含有少量羧酸(carboxylic)，碱性矿粉中的氢氧化钙与羧酸接触，会生成硷土盐，硷土盐能够粘附在集料表面而不剥落，这样极性的水分子无法使沥青胶浆从集料表面剥落；但是这种方法只是利用碱性矿粉与沥青中酸性物质的反应产物与集料的粘附性来抵抗水分子入侵到集料和沥青胶结料的界面处。

目前，同时利用水泥水化和沥青胶黏作为胶结料的建筑材料有两种：一种是法国人发明的将配制好的水泥浆灌入开级配沥青混凝土路面中，形成介于刚性路面和柔性路面之间的路面结构类型，具有较好的抗车辙性能。另一种是将水泥加入乳化沥青中制成乳化沥青砂浆。利用乳化沥青中的水分与水泥发生水化反应，生成水泥胶砂，具备一定强度。主要用于高速铁路板式无砟轨道弹性垫层专用填充材料。这两种材料在制备时，水泥已经发生水化反应。

本发明中采用的冷补料为稀释沥青冷补料，并不含有水分。水泥颗粒团簇分布储存在沥青薄膜表面，在遇到水入侵时，发生水化反应，消耗掉入侵水分，而水泥颗粒团簇的水化产物也可补偿水入侵造成的沥青混合料强度损失。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种提高稀释沥青冷补料的水稳定性的方法，该方法简单易行，可以显著提高稀释沥青冷补料的水稳定性、抵抗冻融循环破坏的能力。

技术方案：本发明提供了一种提高稀释沥青冷补料水稳定性的方法，该方法包括以下步骤：

1)配制稀释沥青：将沥青加热至130～140℃后，加入质量为沥青质量1/2～1/3的柴油，充分搅拌均匀，得到稀释沥青；

2)配制稀释沥青冷补料：将集料加热到70～100℃，之后加入步骤1)得到的稀释沥青搅拌均匀，使得沥青完全包裹集料，在集料表面形成沥青薄膜，得到稀释沥青冷补料，且稀释沥青冷补料中沥青的质量含量为4～5％；

3)提高稀释沥青冷补料水稳定性：保持步骤2)得到的稀释沥青冷补料的温度为70～100℃，加入质量为稀释沥青冷补料质量3～6％的水泥，继续搅拌5～10min，至稀释沥青冷补料表面无水泥形成的水泥颗粒团簇即可。

其中：

步骤1)和步骤2)所述搅拌均匀过程中搅拌频率为35～50rpm，搅拌时长为20～30s。

所述的水泥以水泥颗粒团簇的形式分布于在集料表面形成的沥青薄膜中，且不与沥青薄膜包裹的集料接触。

所述的水泥为普通水泥或者快凝水泥。

所述的集料为普通石灰岩粗集料。

步骤3)所述搅拌的时间需要严格控制，过度搅拌会导致水泥颗粒团簇过于分散。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：

本发明提出的一种提高稀释沥青冷补料水稳定性的方法简单易行，只需在生产稀释沥青冷补料的过程中，增加一道工序，即在稀释沥青冷补料拌和结束时，加入一定量的水泥继续搅拌；水泥以水泥颗粒团簇的形式存在于稀释沥青冷补料中沥青薄膜的表面，水泥颗粒团簇与入侵的水分发生水化反应，消耗掉入侵的水分，并且水化产物可以补强入侵水分引起的粘结力损失。经过室内冻融循环试验结果表明，该方法可以显著提高稀释沥青冷补料的水稳定性、抵抗冻融循环破坏的能力。

附图说明

图1为普通水泥掺入量不同的试件在干燥、泡水和冻融之后劈裂抗拉强度示意图；

图2为普通水泥掺入量不同的试件的劈裂抗拉强度比示意图，其中“冻融/干燥”表示冻融循环后的劈裂抗拉强度/干燥试件的劈裂抗拉强度、“冻融/泡水”表示冻融循环后的劈裂抗拉强度/浸在水中的试件的劈裂抗拉强度；

图3为快凝水泥掺入量不同的试件在干燥、泡水和冻融之后劈裂抗拉强度示意图；