本發(fā)明涉及道路石油瀝青的改性，特別涉及一種發(fā)泡與改性同時進行的發(fā)泡改性瀝青組合物制備方法，不同于現(xiàn)有高溫熔融瀝青乳化后再改性的形式。

背景技術(shù)：
我國的交通呈現(xiàn)大流量、重載和渠化交通的特點，隨著路齡的增長，瀝青逐漸老化，瀝青混凝土的抗車轍能力、抗裂能力、抗疲勞破壞能力、耐磨性能都逐漸減弱。瀝青路面在使用過程中，結(jié)構(gòu)性破壞、嚴(yán)重水破壞、嚴(yán)重車轍、表面開裂等早期破壞現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。如何因地制宜選擇合理科學(xué)的公路管理和養(yǎng)護、延長路面使用期成為亟待解決的問題。瀝青發(fā)泡技術(shù)是采取一定措施使瀝青膨脹，從而降低其表面粘度，使其更容易裹覆石料，改善較低溫度下瀝青的可工作性，因而采用瀝青發(fā)泡技術(shù)實現(xiàn)溫拌時，可在比現(xiàn)有溫拌技術(shù)更低溫度下存儲更長時間，而且具有很好的可壓實性。同時由于混合料生產(chǎn)溫度低，具有更長的使用壽命。公開號為“CN103102108A”的發(fā)明專利公開了一種泡沫溫拌瀝青混合料及其制備方法，其將2％-8.5％的泡沫瀝青、2％-90％的新集料(或6％-90％的舊瀝青路面材料)與1％-15％的礦粉按照特定工藝進行處理，獲得泡沫溫拌瀝青混合料。其制備泡沫瀝青的方法仍采用熱瀝青與水混合后發(fā)泡的傳統(tǒng)方法制備，瀝青加熱所需溫度較高。而且在混合料制備時也沒有添加能夠促進瀝青與石料粘結(jié)提升混合料性能的添加劑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，用水性乳液作為瀝青發(fā)泡劑和改性劑，提供了一種發(fā)泡與改性同時進行的發(fā)泡改性瀝青組合物及制備方法。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種發(fā)泡改性瀝青組合物，按照重量份數(shù)計，包括：60-130份基質(zhì)瀝青和3-15份水性乳液；其中所述水性乳液由35-65wt%的瀝青改性劑、1-8wt%的乳化劑、1-2wt%的泡沫穩(wěn)定劑、0.01-3wt%偶聯(lián)劑和23-63wt%水乳化而成。泡沫穩(wěn)定劑具有穩(wěn)定泡沫的作用，偶聯(lián)劑可以改善瀝青與石料界面特性。優(yōu)選的，按照重量份數(shù)計，包括：90-110份基質(zhì)瀝青和10-14份水性乳液。優(yōu)選的，所述瀝青改性劑為丁苯橡膠、氯丁橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-乙酸乙烯聚合物中的至少一種，所述瀝青改性劑的相對分子量大于10萬。優(yōu)選的，所述泡沫穩(wěn)定劑為表面活性劑。進一步的，所述泡沫穩(wěn)定劑為酯類表面活性劑、酰胺類表面活性劑、咪唑啉類表面活性劑、季銨鹽類表面活性劑、松香酸鈉、妥爾油磺酸鹽類表面活性劑、烷基磺酸鹽類表面活性劑、烷基苯磺酸鹽類表面活性劑、烷基硫酸鹽類表面活性劑、木質(zhì)素磺酸鹽類表面活性劑、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、多元醇與脂肪酸的酯化產(chǎn)物、十二烷基氨基丙酸鈉、甜菜堿型表面活性劑中的一種或多種。優(yōu)選的，所述乳化劑為Span-20、Span-60、Span-80的一種或多種。優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。所述的發(fā)泡改性瀝青組合物的制備方法，包括以下步驟：1）加熱基質(zhì)瀝青至140-170℃，保溫待用；2）將水性乳液與熱瀝青同時泵送至具有剪切、研磨雙重功能的膠體磨混合均勻，并通過發(fā)泡噴嘴噴以不低于0.4Mpa的壓力分散，即得本發(fā)明的發(fā)泡改性瀝青組合物。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的發(fā)泡改性瀝青組合物，采用基質(zhì)瀝青和含有改性劑的水性乳液，在對基質(zhì)瀝青發(fā)泡的同時實現(xiàn)對瀝青的改性，發(fā)泡改性瀝青具有泡沫瀝青材料和改性瀝青材料的雙重特性，節(jié)省改性瀝青的生產(chǎn)步驟，降低瀝青混合料施工溫度30-50℃，防止瀝青混合料老化，優(yōu)于或達到熱拌改性瀝青混合料的路用性能，明顯優(yōu)于普通泡沫瀝青溫拌混合料性能。節(jié)約改性瀝青設(shè)備投入和生產(chǎn)成本，節(jié)能、減排、工藝簡便。具體實施方式對比例1普通發(fā)泡瀝青的制備方法，包括以下步驟：1）稱0.1-0.3kg水，調(diào)溫至15-40℃；2）加熱10kg基質(zhì)瀝青至150℃，保溫待用；3）將步驟2）中的熱基質(zhì)瀝青與步驟1）的調(diào)溫水通過具有剪切、研磨雙重功能的膠體磨剪切、研磨均勻，并在不低于0.4MPa壓力下通過噴嘴噴出得到普通發(fā)泡瀝青。對比例2常規(guī)改性瀝青的制備方法，包括以下步驟：1）加熱基質(zhì)瀝青到170-190℃；2）加入4%SBS改性劑，剪切20-60min；3）在170-180℃發(fā)育4-7h。對比例3采用對比例2制備的改性瀝青，按照傳統(tǒng)工藝制備發(fā)泡改性瀝青，包括以下步驟：1）稱0.1-0.3kg水，調(diào)溫至15-40℃；2）加熱10kg改性瀝青至170℃，保溫待用；3）將步驟2）中的熱改性瀝青與步驟1）的調(diào)溫水通過泡沫瀝青發(fā)生器混合均勻，并在不低于0.4MPa壓力下通過噴嘴噴出得到發(fā)泡改性瀝青。實施例1本實施例的發(fā)泡改性瀝青組合物包括10kg基質(zhì)瀝青和1.1kg水性乳液，其中水性乳液的包括：35wt%的丁苯橡膠2wt%的Span-80乳化劑1wt%的季銨鹽表面活性劑1wt%硅烷偶聯(lián)劑61wt%水。本發(fā)明發(fā)泡改性瀝青的制備方法，包括以下步驟：1）加熱10kg基質(zhì)瀝青至150℃，保溫待用；2）將步驟1）中的熱基質(zhì)瀝青與1.1kg水性乳液通過具有剪切、研磨雙重功能的膠體磨剪切、研磨均勻，并在不低于0.4MPa壓力下噴出得到的產(chǎn)品。實施例2本實施例的發(fā)泡改性瀝青組合物包括10kg基質(zhì)瀝青和1.2kg水性乳液，其中水性乳液的包括：38wt%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)2wt%的Span-60乳化劑1wt%的酰胺表面活性劑1wt%鋁酸酯偶聯(lián)劑58wt%水。本發(fā)明發(fā)泡改性瀝青的制備方法，包括以下步驟：1）加熱10kg基質(zhì)瀝青至160℃，保溫待用；2）將步驟1）中的熱基質(zhì)瀝青與1.2kg水性乳液通過具有剪切、研磨雙重功能的膠體磨剪切、研磨均勻，并在不低于0.4MPa壓力下噴出得到的產(chǎn)品。實施例3本實施例的發(fā)泡改性瀝青組合物包括10kg基質(zhì)瀝青和1.0kg水性乳液，其中水性乳液的包括：44wt%的氯丁橡膠4wt%的Span-20乳化劑1.5wt%的松香酸鈉1.5wt%鈦酸酯偶聯(lián)劑49wt%水。本發(fā)明發(fā)泡改性瀝青的制備方法，包括以下步驟：1）加熱10kg基質(zhì)瀝青至170℃，保溫待用；2）將步驟1）中的熱基質(zhì)瀝青與1.0kg水性乳液通過具有剪切、研磨雙重功能的膠體磨剪切、研磨均勻，并在不低于0.4MPa壓力下噴出得到的產(chǎn)品。實施例4本實施例的發(fā)泡改性瀝青組合物包括10kg基質(zhì)瀝青和1.4kg水性乳液，其中水性乳液的包括：20wt%的氯丁橡膠21wt%的丁苯橡膠5wt%的Span-20乳化劑1.0wt%的烷基酚聚氧乙烯醚1.0wt%鈦酸酯偶聯(lián)劑52wt%水。本發(fā)明發(fā)泡改性瀝青的制備方法，包括以下步驟：1）加熱10kg基質(zhì)瀝青至170℃，保溫待用；2）將步驟1）中的熱基質(zhì)瀝青與1.4kg水性乳液通過具有剪切、研磨雙重功能的膠體磨剪切、研磨均勻，并在不低于0.4MPa壓力下噴出得到的產(chǎn)品。實施例5本實施例的發(fā)泡改性瀝青組合物包括10kg基質(zhì)瀝青和1.1kg水性乳液，其中水性乳液的包括：50wt%的乙烯-乙酸乙烯聚合物6wt%的Span-60乳化劑3.0wt%的烷基酚聚氧乙烯醚2.0wt%硅烷偶聯(lián)劑39wt%水。本發(fā)明發(fā)泡改性瀝青的制備方法，包括以下步驟：1）加熱10kg基質(zhì)瀝青至150℃，保溫待用；2）將步驟1）中的熱基質(zhì)瀝青與1.1kg水性乳液通過具有剪切、研磨雙重功能的膠體磨剪切、研磨均勻，并在不低于0.4MPa壓力下噴出得到的產(chǎn)品。實施例6本實施例的發(fā)泡改性瀝青組合物包括10kg基質(zhì)瀝青和1.0kg水性乳液，其中水性乳液的包括：42wt%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）4wt%的Span-80乳化劑3.0wt%的甜菜堿型表面活性劑1.0wt%硅烷偶聯(lián)劑1.0wt%鈦酸酯偶聯(lián)劑49wt%水。本發(fā)明發(fā)泡改性瀝青的制備方法，包括以下步驟：1）加熱10kg基質(zhì)瀝青至150℃，保溫待用；2）將步驟1）中的熱基質(zhì)瀝青與1.0kg水性乳液通過具有剪切、研磨雙重功能的膠體磨剪切、研磨均勻，并在不低于0.4MPa壓力下噴出得到的產(chǎn)品。實施例1-實施例6給出了采用水性乳液與基質(zhì)瀝青通過膠體磨剪切、研磨均勻，并在不低于0.4MPa壓力下噴出，在實現(xiàn)瀝青發(fā)泡的同時實現(xiàn)了瀝青改性。相比對比例1中的普通泡沫瀝青，本發(fā)明的發(fā)泡改性瀝青技術(shù)指標(biāo)更優(yōu)，具體體現(xiàn)在膨脹率、半衰期、針入度、延度、軟化點指標(biāo)更優(yōu)。而與對比例2中的熱拌改性瀝青相比，在瀝青及混合料技術(shù)指標(biāo)上也有優(yōu)勢。與對比例3中的傳統(tǒng)發(fā)泡改性瀝青混合料相比，瀝青加熱溫度降低，更環(huán)保。選用AC-13型級配石料分別與本發(fā)明的發(fā)泡改性瀝青組合物、傳統(tǒng)的發(fā)泡改性瀝青、以及普通泡沫瀝青和熱拌改性瀝青拌合檢測性能，相比普通泡沫瀝青拌制的混合料，本發(fā)明的發(fā)泡改性瀝青混合料的高溫性能、低溫性能和水穩(wěn)定性更好，具體體現(xiàn)在動穩(wěn)定度、低溫彎拉應(yīng)變、浸水馬歇爾穩(wěn)定度指標(biāo)更高。表1對比例與實施例瀝青指標(biāo)對比表2對比例與實施例混合料性能對比