[发明专利]一种高模量冷拌沥青及其制备方法、以及其混合料

说明书

技术领域

本发明属于道路路面材料领域，具体涉及一种改性的高模量冷拌冷铺沥青、含有此沥青的混合料及其制备方法。

背景技术

我国公路网总里程已达到450万公里，大部分公路将逐渐进入大修、中修期，这将产生大量的废旧混合料。按照5%的维修、改建率计算，每年废旧沥青混合料将产生2亿多吨，其经济价值据粗略估算可达20亿元以上，但是由于我国旧路面的再生利用技术还不成熟，利用率仅为10%～20%。

从我国的“十二五”规划中，对道路养护做了详细的规划纲要：

——2010年养护总投资5227亿，2015年7738亿，2020年11053亿；

——每年对不少于3.5万公里的国省干线进行综合改造；

——高速公路平均路面使用性能指数POI大于95；

——高速公路养护废旧路面材料循环利用率达到40%，国省干线达到70%。

在未来十年，我国2000年前后修建的高速公路将相继进入大修期，同时加上部分新建高速公路，根据相关统计，预计到2020年用于新建、养护的沥青混合料每年将超过5亿吨，废旧路面材料每年达到1亿吨。材料资源消耗严重、循环利用率低（目前我国循环利用率仅10%～20%，而发达国家已达到80%以上），需要更加重视“资源节约、环境友好”的技术理念。但是，结合当前我国社会发展和高速公路技术水平现状来看，仍面临巨大挑战。

由此可以看出，政府已经将道路养护地具体目标放入政府工作报告中，从政策和资金共同进行了确定，养护将是快速增长的需求和市场。更为重要的是如何实现“资源节约、环境友好”的技术理念，则需要更多和更有效的养护技术、材料来保证养护的高效、节约和环保。

随着高速公路里程的不断增加，交通量的不断增大，早期高速公路的结构病害逐渐显现，高速公路的养护循环也开始形成；同时，政府对节能环保政策的逐步实施，原材料成本的不断升高，冷拌混合料的使用将迅速增加，特别是使用冷拌合和冷再生混合料进行结构修补、基层改扩建的应用量将越来越大。而目前的材料无法满足高等级公路——特别是重载交通的要求，只能将其作为基层使用，使冷拌技术的应用受到极大的限制。

现有技术中冷拌沥青技术主要分为两种，泡沫沥青冷拌及冷再生技术、乳化沥青冷拌及冷再生技术。其中泡沫沥青冷拌及冷再生技术，1928年德国注册了第一个制造沥青泡沫的专利，1956年美国Iowa州立大学的Csanyi教授首次将泡沫沥青用作道路稳定土基层的稳定剂注册专利，1968年澳大利亚MobilOil公司以冷水代替热蒸汽改进了原有生产工艺并于1971年注册专利。目前,国内主要由德国Wirtgen公司进行技术推广,其主要应用为泡沫冷再生。其连续级配，现场空隙率8-11%,冷拌的静态模量900-1200；再生的静态模量800-1100。此技术方案的不足在于，混合料模量低、泡沫沥青混合料抗水性能较差（冻融劈裂强度比很难大于75%）、沥青发泡技术需要专用设备，且对沥青选择比较严格、泡沫沥青生产后必须马上使用，不能储存。

另一种技术为乳化沥青冷拌及冷再生技术，其多采用开级配或半开级配,现场空隙率9-12%,冷拌的静态模量1100-1800；再生的静态模量1000-1500。目前,冷拌混凝土技术应用量极小,特别是在高等级公路中没有应用,乳化沥青冷再生技术在美国和欧洲从上世纪70年代开始大面积应用,中国从上世纪90年代末开始研究,2005年江西昌九高速公路第一次正式使用该技术。此技术的不足之处在于：混合料模量低、混合料现场空隙率较大，抗水性能较差（冻融劈裂强度比很难大于75%）、混合料破乳凝结速度较慢，强度上升慢，工期长和等待交通开放的时间长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，现有乳化沥青冷拌混合料和冷再生混合料的模量低，抗水性能差，无法应用于高等级公路的下面层的问题。

为解决上述问题本发明采取如下的技术方案：

一种高模量冷拌沥青，所述沥青组合物按质量百分数组成包括，石油沥青58-60份、聚合物1.5-3.0份、1.5-2.5份的相容剂、乳化剂1.0-2.5份、界面修复剂0.3-1.2份，所述乳化剂为极性基团和非极性基团的双子结构。

所述一种高模量冷拌沥青的优选方案为，所述沥青包括质量百分比为0.2-0.3份的主动型抗剥落剂。

所述一种高模量冷拌沥青的优选方案为，所述沥青包括质量百分比为0.02-0.06份的乳液稳定剂、沥青稳定剂0.04-0.08份。