[发明专利]一种提高沥青混合料水稳定性的添加剂及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高沥青混合料性能的添加剂及其应用，特别是涉及一种提高沥青混合料水稳定性的添加剂及其应用，尤其是提高沥青混合料浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂性能的添加剂及其应用。

背景技术

热拌沥青混合料是沥青与一定级配的矿物集料和矿粉经加热拌和后的混合材料，主要用于修筑沥青路面。一般沥青混合料路面的设计寿命为10~15年。然而，由于沥青混合料的水稳定性不足，我国很多沥青路面在使用几年内（甚至1~3年内）出现早期损坏，如坑槽、松散等病害，这已经成为我国高速公路沥青路面破坏的主要形式之一。因此，混合料的水稳定性直接影响沥青路面的使用年限。

所谓沥青路面水损害，即沥青混合料水稳定性不足，是指水经由沥青混合料表面的孔隙、裂缝，进入沥青路面内部，在车轮轮胎动态荷载产生的水压力和真空抽吸冲刷的反复作用下，水分逐渐渗入到沥青与矿料两相界面或沥青内部， 使沥青与矿料之间的粘附性降低，并逐渐丧失粘结能力，使沥青膜逐渐从矿料表面剥离甚至完全分离，使沥青混合料出现掉粒、松散等现象，最终造成沥青路面的整体性破坏。

目前, 沥青混合料水稳定性评价方法可大致分为两类。一类是水煮法，将未经压实的松散沥青混合料浸于水中( 常温或沸水) 一段时间后，以主观的集料裹覆沥青膜的裹附率或剥落程度为判别依据，评价混合料的水稳定性，该方法为主观性评价方法。另一类评价方法是，将沥青混合料试件置于一定水侵蚀环境条件下，以某些物理力学指标的衰变程度来表征混合料的水稳定性，这些试验包括浸水马歇尔试验、劈裂试验。本发明采用马歇尔试验、劈裂试验，以此评价混合料的水稳定性和添加剂对沥青混合料水稳定性影响。

按照JTJ052《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定，沥青混合料的水稳定性要求见下表1。

表1 沥青混合料水稳定性技术指标

加入抗剥落剂被认为是改善混合料水稳定性能的一种主要方法。目前使用较为普遍的抗剥落剂都是一些胺类或酰胺类化合物，这类沥青混合料抗剥离剂的文献和专利都很多。

如CN200810044903.4公开了一种路面强力剂，其中以卡洛胺或AR-78为抗剥落剂。胺类或酰胺类沥青抗剥离剂的价格高昂，大多在2~3万元/吨，且大多液体或膏状，一般在沥青生产厂或沥青储运站与沥青混合，形成含抗剥离剂的沥青，然后再运往沥青混合料拌和厂，与集料拌和生产混合料。这样使用的弊端是，这类抗剥离剂需要长时间高温状态下与沥青储存、运输，因而容易产生降解，影响其抗剥离效果。

除了沥青抗剥离剂外，有些改性沥青，如CN011108700.5涉及的硅藻土改性沥青和CN10346039A涉及的废橡胶与废塑料复合改性沥青，主要在于提高沥青及其混合料的高、低温性能，也具有一定的改善沥青混合料水稳定性的效果。如果将上述改性沥青用于提高混合料的水稳定性，存在着工艺复杂、改性剂用量大、成本高等不可克服的弊端。

发明内容

为克服现有技术中的不足之处，本发明的目的在于提供一种合适的提高沥青混合料水稳定性之添加剂，其特点是本发明之添加剂在常温下为固体颗粒或粉末，易于使用，尤其是适合于在沥青混合料拌和厂与沥青和集料一起直接加入拌和设备中，在此完成与集料和沥青胶结料拌和。

本发明的一个方面在于提供一种用于提高沥青混合料水稳定性的添加剂，所述添加剂为尿素组合物，是尿素与硬脂酸盐的混合物。以混合物质量计，尿素占30%~95%，优选50%~80%，余者为硬脂酸盐。本发明所述的硬脂酸盐为一价金属盐，包括硬脂酸的钾、锂、钠盐，优选钠盐和/或二价金属盐包括硬脂酸的钙、镁、锌盐，优选钙盐。

本发明同时提供了一种用于提高沥青混合料水稳定性的添加剂的应用方法，包括：（1）将所述添加剂添加到沥青中，然后与集料一起在拌合设备中拌合； 或者（2）将上述添加剂与沥青、集料一起加入拌和设备，制备沥青混合料。其中添加剂的加入量，以沥青质量计，为0.2%~3.0%。

在混合料生产中，不同牌号沥青需要不同的拌和温度。沥青拌合温度其（0.17±0.02）Pa.s粘度下的温度，根据沥青的粘温曲线求取。根据规范要求，沥青混合料的生产条件范围见表2。

表2 热拌沥青混合料的生产温度（℃）

本发明另一方面在于提供一种沥青混合料，其中含有前述用于提高沥青混合料水稳定性的添加剂，以沥青质量百分比计，0.2%~3.0%，优选0.6%~2.0%。