[发明专利]一种利用磁性颗粒提高抗车辙能力的乳化沥青

说明书

本申请提供一种利用磁性颗粒提高抗车辙能力的乳化沥青，其通过在常规乳化沥青中依次添加水溶性催化剂前驱体、水溶性磁性颗粒前驱体、络合剂、还原剂，被络合的磁性颗粒前驱体离子与还原剂在催化剂和高温条件下反应，原位生成磁性颗粒，降低了乳化沥青的针入度，从而通过磁性颗粒提高乳化沥青冷再生混合料的抗车辙能力。本申请在乳化沥青凝聚过程中引入磁性作用，实现了乳化沥青冷再生混合料抗车辙能力提升。而且，本申请采用化学镀方式通过温度控制反应发生，方便了对工艺的控制。

技术领域

本申请属于道路工程领域，涉及一种通过形成磁性颗粒促使沥青微粒凝聚的乳化沥青，从而提高乳化沥青的抗车辙能力。

背景技术

近年来，随着我国公路事业的发展，公路建设里程数一直保持高速增长。截止2018年年底，全国的公路里程已达484.65万公里。由于国民经济的飞速发展，2019年上半年，全国机动车保有量高达3.4亿辆，道路交通量的不断增大，伴随着超载、过载的不断增加，以及全球气候变暖，导致沥青路面容易出现车辙等病害，提高了路面的维护成本。由此可见，对道路进行升级与养护是今后发展的重点。

乳化沥青广泛运用于新建道路施工、道路升级与养护，其优点为：无须加热即可使用、与普通沥青路面相比更为节约能源、减少有害排放、绿色环保、成本低廉等，而且还可以加入改性剂以改善性能，不仅大幅提高沥青层间结合状况，还有防止高温车辙和低温裂缝等，具有较好的经济效益，因此在道路建设中发挥着越来越重要的作用。

目前，对乳化沥青的研究主要集中在乳化剂的类型以及沥青改性的研究。虽然乳化沥青中乳化剂占比很少，但对乳化沥青的性能和施工过程均有较大的影响。为了同时满足施工和性能的要求，往往采用几种不同的乳化剂进行复合，来改善乳化效果。沥青改性主要是在乳化沥青中添加改性剂，常见的改性方法有聚合物改性和纳米材料复合改性，其在改善抗车辙性能、稳定性、耐久性等方面具有良好的提升作用。

对于乳化沥青方面的研究，我国也取得了很多进展。例如中国发明专利CN201910632440.1公开了一种改性乳化沥青胶的制备方法，主要由以下重量份数的原料组成：乳化沥青80-120份、改性剂聚合物15-30份、阳离子表面活性剂2-8份、阴离子表面活性剂2-5份和中性去离子水40-60份。该发明的优势在于配方合理、制得的改性沥青胶的针入度和延展性更好。CN201910632461.3公开了一种高针入度抗老化改性乳化沥青胶的制备方法，包括如下重量份数的原料：石油沥青70-90份、聚合物改性剂8-12份、热塑性树脂5-8份、妥尔油脂肪酸6-14份、电气石10-15份、去离子水40-50份。该发明的优势在于，增强了沥青胶整体稳定性和乳化性能。CN201710785324.4公开了一种SBS改性乳化沥青及其制备方法，其特征在于，包括以下重量份的原料制备而成：40-50份水、45-55份沥青、1.0-2.5份乳化剂、0.1-0.5份无机稳定剂、0.05-0.15份有机稳定剂、0.02-0.05份增稠剂、0.003-0.03份抑烟剂、1.1-2.2份SBS。该发明的优势在于，改性后的沥青高温粘度增大、软化点升高、储存稳定性提高、降低了施工温度。

根据乳化沥青的沥青颗粒破乳形成磁性沥青颗粒的原理可知，沥青颗粒凝聚后形成磁性沥青颗粒的过程是沥青性质形成的关键，乳化剂以及改性剂能够对该凝聚过程施加影响，从而改善固化后磁性沥青颗粒的性质，目前还没有报道利用磁性影响沥青颗粒的团聚过程以改善磁性沥青颗粒性质的相关研究。本申请提出在沥青颗粒凝聚过程中利用磁性颗粒之间的相互吸引作用促使颗粒能够更好地形成磁性沥青颗粒，降低了乳化沥青的针入度，进而提高了乳化沥青冷再生混合料的抗车辙性能。

发明内容