本發(fā)明屬于道路建筑材料
技術領域：
，具體涉及一種用于高寒地區(qū)道路工程的乳化瀝青改性劑及其制備方法和應用。
背景技術：
：根據(jù)《國家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013年-2030年）》的長期規(guī)劃，到2030年末，國家公路網(wǎng)新增高速公路約3.3萬公里，高原寒冷西部地區(qū)占其中的80%-90%；國網(wǎng)普通公路新增11萬公里，高原寒冷西部地區(qū)占其中的60%-70%，高寒地區(qū)海拔高、低溫時間長且溫差大，瀝青路面容易由于溫度應力的作用而產(chǎn)生低溫縮裂，這種低溫縮裂是高寒地區(qū)瀝青路面的主要破壞形式，嚴重危害道路的使用壽命和質(zhì)量，這給我國的公路建設與養(yǎng)護帶來極大挑戰(zhàn)。瀝青路面的低溫抗裂性能主要是由瀝青來提供，所以在高寒地區(qū)瀝青路面建設和養(yǎng)護工程中的瀝青材料要具有良好的低溫性能，以適應高寒地區(qū)的氣候條件。研究人員嘗試采用各種方法來改善瀝青的低溫性能，采用高分子聚合物對瀝青進行改性則是近年來比較常用的一種方法。輪胎橡膠具有優(yōu)異的力學性能，將它作為瀝青的改性材料，可以大幅度改善瀝青材料對自然環(huán)境溫度的適應能力，提高低溫抗開裂性能。因此橡膠瀝青技術得到了廣泛關注，橡膠瀝青是利用廢舊橡膠輪胎磨細制得橡膠粉進行改性的瀝青，不僅具有非常突出的低溫柔性和抗裂性能，而且可以大量回收利用廢舊輪胎，有效緩解廢棄輪胎導致的“黑色污染”問題。在高寒地區(qū)瀝青路面建設和養(yǎng)護工程中，熱拌瀝青混合料在運輸、攤鋪、壓實過程中受到高寒氣候的影響，極易發(fā)生溫度離析以及壓實度不均勻，施工質(zhì)量難以保證。而乳化瀝青混合料可以在常溫條件下拌制，并且相比熱拌瀝青混合料施工可大量節(jié)約能源，減少環(huán)境污染，良好的常溫和易性和節(jié)能減排特點使得乳化瀝青材料在高寒地區(qū)瀝青路面工程中凸顯出技術優(yōu)勢。然而，橡膠瀝青粘度高難以乳化，并且橡膠粉自身表面呈憎水特性，難以在乳化瀝青中直接分散，這就限制了橡膠粉在高寒地區(qū)道路工程乳化瀝青材料中的應用。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明解決的技術問題是提供了一種用于高寒地區(qū)道路工程的乳化瀝青改性劑及其制備方法，該制備方法工藝簡單易行，用該乳化瀝青改性劑制備的改性乳化瀝青具有良好的低溫抗裂性能。本發(fā)明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種用于高寒地區(qū)道路工程的乳化瀝青改性劑，其特征在于是由以下重量份的原料制備而成的：多聚磷酸3-6份、橡膠粉18-36份、非離子瀝青乳化劑20-25份和去離子水35-45份，其中橡膠粉為子午線廢舊輪胎生產(chǎn)的80目橡膠粉。進一步優(yōu)選，所述多聚磷酸與橡膠粉的質(zhì)量比為1:6。本發(fā)明所述的用于高寒地區(qū)道路工程的乳化瀝青改性劑的制備方法，其特征在于具體步驟為：（1）將3-6重量份的多聚磷酸加熱至105℃并保溫；（2）將18-36重量份的橡膠粉加熱至70℃，然后將其加入到步驟（1）保溫的多聚磷酸中，升溫至130℃并保溫5h；（3）降至室溫，然后加入20-25重量份的非離子瀝青乳化劑，再以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌30min；（4）邊攪拌邊加入35-45重量份的去離子水，持續(xù)攪拌直至均勻乳液形成即制得用于高寒地區(qū)道路工程的乳化瀝青改性劑。本發(fā)明所述的用于高寒地區(qū)道路工程的乳化瀝青改性劑在制備改性乳化瀝青中的應用，其特征在于具體過程為：將乳化瀝青改性劑直接加入到固含量為60%的乳化瀝青中攪拌均勻制得改性乳化瀝青，其中乳化瀝青改性劑與乳化瀝青的質(zhì)量比為1:50。在上述用于高寒地區(qū)道路工程的乳化瀝青改性劑組分中，橡膠粉作為高聚物改性材料，可以賦予乳化瀝青蒸發(fā)殘留物良好的低溫抗裂性質(zhì)；多聚磷酸對橡膠粉進行化學接枝改性，使得橡膠粉具有親水性質(zhì)，并使其脫硫液化，從而提高其被乳化的能力，并使其在乳化瀝青中具有良好的相容性，并且多聚磷酸作為無機聚合物，可有效提高乳化瀝青蒸發(fā)殘留物的高溫性能；非離子瀝青乳化劑不會在水里電解，制備的改性劑乳液不帶有正負電荷，所以既能用于陽離子乳化瀝青的改性，又能用于陰離子乳化瀝青的改性，并且非離子瀝青乳化劑與離子型乳化劑配伍性良好，可以有效提高改性乳化瀝青的穩(wěn)定性。這些組分的組合是通過大量試驗確定的，可以使改性乳化瀝青具有高溫性能和低溫性能的優(yōu)良平衡。本發(fā)明具有以下有益效果：1、本發(fā)明的用于高寒地區(qū)道路工程的乳化瀝青改性劑生產(chǎn)工藝中不使用溶劑，不僅避免了環(huán)境污染，而且避免了溶劑殘留對乳化瀝青蒸發(fā)物性能的負面影響，并具有簡單便捷的技術優(yōu)勢；2、本發(fā)明的用于高寒地區(qū)道路工程的乳化瀝青改性劑采用常規(guī)的方法對乳化瀝青進行改性，即直接將乳化瀝青改性劑加入到乳化瀝青中，攪拌均勻即可完成乳化瀝青的改性。具體實施方式以下通過實施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范圍。在以下實施例和對比例中，通過改性乳化瀝青的性能指標來反映乳化瀝青改性劑的改性效果。按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（jtge20-2011）中t0605-2011“瀝青延度試驗”、t0606-2011“瀝青軟化點試驗（環(huán)球法）”分別獲得改性乳化瀝青以下指標：5℃延度和軟化點。5℃延度反映改性乳化瀝青的低溫性能，數(shù)值越大則說明低溫性能越好；軟化點是指在一定條件下，瀝青達到某一稠度時的溫度，數(shù)值越高則表明高溫性能越好。實施例本發(fā)明實施例1-3乳化瀝青改性劑的原料組成配比（kg）見表1：表1乳化瀝青改性劑的原料組成配比（kg）實施例多聚磷酸橡膠粉非離子瀝青乳化劑去離子水131820352424233936362545本發(fā)明實施例1-3乳化瀝青改性劑的制備方法為：（a）按照表1所述乳化瀝青改性劑的原料組成配比分別準備各種原料；（b）將多聚磷酸加熱至105℃并保溫；（c）將橡膠粉加熱至70℃，將其加入到步驟（b）保溫的多聚磷酸中，升溫至130℃并保溫5h；（d）降至室溫，然后加入非離子瀝青乳化劑，再以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌30min；（e）邊攪拌邊加入去離子水，然后持續(xù)攪拌直至均勻乳液形成即制得用于高寒地區(qū)道路工程的乳化瀝青改性劑。將制得的乳化瀝青改性劑40g直接加入到2000g固含量為60%的乳化瀝青中攪拌均勻制得改性乳化瀝青，測試改性乳化瀝青的性能指標，測試結果見表2。對比例選用sbr膠乳作為乳化瀝青改性劑。取sbr膠乳40g直接加入到2000g固含量為60%的乳化瀝青中攪拌均勻制得改性乳化瀝青，測試改性乳化瀝青的性能指標，測試結果見表2：表2改性乳化瀝青性能檢測結果例樣5℃延度軟化點實施例13458.9實施例23760.5實施例34364.6對比例2853.6上述表2中各實施例和對比例的測試數(shù)據(jù)說明，本發(fā)明的乳化瀝青改性劑所改性的乳化瀝青綜合性能明顯優(yōu)于對比例的改性乳化瀝青性能，尤其是5℃延度指標性能更為突出，說明本發(fā)明的乳化瀝青改性劑十分適用于高寒地區(qū)道路工程。以上實施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點，本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入本發(fā)明保護的范圍內(nèi)。當前第1頁12