一种CA砂浆用高粘乳化沥青及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种CA砂浆用高粘乳化沥青及其制备方法，属高速铁路板式无碴轨道用CA砂浆的制备技术领域。
背景技术
高速铁路采用板式无碴轨道，其结构特点是在路基上铺设混凝土底座，在底座上放置预制的轨道板，两者之间预留3～5cm的空隙，灌注一种CA砂浆(水泥沥青砂浆)，固化后形成均匀的兼具一定刚性和弹性的填充垫层。该垫层是板式无碴轨道结构中弹性调整层的关键组成部分。因此，CA砂浆的生产是板式无碴轨道的核心技术之一，而乳化沥青又是决定CA砂浆质量的重中之重。现有的乳化沥青配制成CA砂浆后，由于沥青对温度的敏感度强，温度较低使CA砂浆弹性模量偏高，弹性不足，影响行车舒适性和安全性；温度较高时，使CA砂浆弹性模量偏低，其变型性较好，但刚度不足，导致轨道板易破坏。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种配方设计合理，能有效提高沥青乳化液耐高温抗低温能力的CA砂浆用高粘乳化沥青及其制备方法。
本发明为一种CA砂浆用高粘乳化沥青，包括沥青，改性剂，乳化剂，稳定剂，添加剂，水等，其特征在于所述的改性剂为SBS(固态苯乙烯-丁二稀-苯乙烯高分子聚合物热塑性橡胶)与SBR(胶乳状丁苯橡胶)地混合物，所述的乳化剂为阳离子型乳化剂与非离子型乳化剂的混合物；各组分的组成按重量百分比计分别为：沥青45～65％，SBS2～4％，SBR2～8％，阳离子型乳化剂0.3～1.5％，非离子型乳化剂0.2～1.2％，稳定剂0.5～2％，添加剂1～4.5％，其余为水，各组分的重量百分比之和为100％。
所述SBR的含固量可为45～55％。
所述的阳离子型乳化剂可为十二～十八烷基三甲基溴化铵，十六～十八烷基三甲基氯化铵等的任一种或一种以上的混合物。
所述的非离子型乳化剂可为硬脂酸聚氧乙烯醚，脂肪酸聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚等的任一种或一种以上的混合物。
所述的稳定剂可为聚乙烯醇，氯化钙，羧甲基纤维素钠，氯化铵的任一种或一种以上的混合物。以增强改性沥青的储存稳定性。
所述的添加剂可为盐酸或冰醋酸，以促进乳化剂在水中的溶解。
本发明所述CA砂浆用高粘乳化沥青的制备方法按以下工艺步骤进行：
a、将SBS投入165～185℃的沥青中，搅拌均匀后通过研磨机研磨，控制SBS的粒径小于5μm，制得改性沥青备用；
b、将乳化剂、稳定剂、添加剂投入60～80℃的水中制得乳化液备用；
c、将改性沥青和乳化液通过乳化装置制得乳化改性沥青；
d、将SBR乳液投入乳化改性沥青中，通过搅拌和静态混合器混溶，制得高粘乳化沥青。
本发明与现有技术相比，具有以下突出优点和积极效果：
1、用SBS、SBR对沥青进行复合改性，全面增强了乳化高粘改性沥青的耐低温、抗高温和弹性恢复能力。
2、通常乳化沥青PH值很低，而水泥浆PH值高达12以上，酸碱中和反应导致沥青破乳速度过快，影响施工性能。本发明经优化设计和反复试验比较，合理选用部分阳离子乳化剂和非离子乳化剂复配，提高了乳化液的PH值，改善了施工性能。
3、由本发明制得的高粘乳化沥青60℃的动力粘度高达10000p.s以上，对骨料具有极强的粘结性能。用于配制CA砂浆，能显著提高沥青耐低温、抗高温和弹性恢复能力，有效提高沥青对骨料的粘结强度。提升了CA砂浆抵抗行车负载和震动的能力，延长轨道使用寿命。
【具体实施方式】
本发明所述的工艺步骤为：
1、制备改性沥青：沥青(选用石油沥青AH90#、AH70#的一种或其混合物)升温到165～185℃，投入SBS，搅拌分散混合；然后通过磨机研磨细化，控制SBS粒径小于5μm，制得改性沥青；
2、制备乳化液：把水升温到60～80℃，投入添加剂调节PH值在2～5，投入阳离子乳化剂，溶解后投入非离子乳化剂，然后投入稳定剂，制得乳化液；
3、乳化工艺：将改性沥青和乳化液按比例同步输入乳化机(磨)乳化，乳化后的乳化改性沥青通过冷却器冷却，输入混合罐；
4、将SBR胶乳(乳液)按比例投入混合罐内，通过搅拌和静态混合器的作用，即制得高粘乳化沥青。
实施例1：取90#沥青52.5份、SBS2.5份，加工成改性沥青；取阳离子乳化剂十八烷基丙烯二胺0.4份、十六烷基三甲基氯化铵0.2份、非离子乳化剂硬脂酸酰胺聚氧乙烯醚0.55份、聚乙烯醇0.8份，盐酸1.3份，水39.75份配制成乳化液；将改性沥青和乳化液通过乳化设备加工成乳化改性沥青；将SBR胶乳2份加入乳化改性沥青中通过搅拌和静态混合器的作用，即制得高粘乳化沥青。
实施例2：取70#沥青52.5份，加入的SBS、乳化剂、稳定剂、盐酸和水、SBR胶乳及制备方法同实施例1。
实施例3：取90#沥青53.3份、SBS3份、SBR3份、阳离子乳化剂十六烷基酰胺季胺0.6份、十六烷基三甲基氯化铵0.2份、非离子乳化剂脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚0.6份、羧甲基纤维素钠0.4份、氯化铵0.4份，盐酸1.5份、水37份，制备方法同实施例1。
实施例4：取70#沥青49.6份、SBS3.5份、SBR5份，阳离子乳化剂十六烷基酰胺季胺0.8份，非离子乳化剂脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚0.6份、聚乙烯醇0.5份，羧甲基纤维素钠0.4份，盐酸1.6份、水38份，制备方法同实施例1。
由上述各实施例制备的高粘乳化沥青(乳化高粘改性沥青)经测试，主要技术性能指标如下：