一种抗冻性水泥沥青砂浆及其制备方法

摘要

本发明公开了一种抗冻性水泥沥青砂浆及其制备方法。该水泥沥青砂浆包括乳化沥青、水泥、细砂、膨胀剂、铝粉、水。其中乳化沥青的配方包括沥青、阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、增稠剂、稳定剂、减水剂、消泡剂、醇、水。本发明水泥沥青砂浆采用特制的乳化沥青，当与水泥、细砂等干料拌合时，减水剂和消泡剂很容易分散均匀，与干料充分接触，减水效果明显，有效地避免了CA砂浆灌注后发生泌水现象，改善了乳化沥青与水泥及细砂的和易性，又在醇的协同作用下，提高了CA砂浆的抗冻性，并有效地消除大气泡，使CA砂浆成型后质地致密、均匀。本发明的水泥沥青砂浆特别适合于在修筑高速铁路时灌注在轨道板下作为减震缓冲层。

权利要求

1.一种抗冻性水泥沥青砂浆，包括乳化沥青、水泥、细砂、膨胀剂、铝粉、水；以水泥沥青砂浆的重量为基准，各组分含量之和为100%：乳化沥青 18.0%～25.0%，

水泥 22.0%～24.0%，细砂 45.0%～47.0%，膨胀剂 2.0%～2.6%，

铝粉 0.0015%～0.0025%，水 6.0%～9.0%，其中的乳化沥青配方包括：沥青、阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、增稠剂、稳定剂、减水剂、消泡剂、醇、水；以乳化沥青的重量为基准，各组分含量之和为100%：沥青 55.0%～65.0%，阳离子乳化剂 0.5%～2.0%，

阴离子乳化剂 0.5%～2.0%，

增稠剂 0.01%～0.05%，

稳定剂 0.1%～0.25%，

减水剂 0.1%～0.7%，

消泡剂 0.05%～0.1%，

醇 0.8%～4.0%，水 33.0%～36.0%；

乳化沥青中所用的阳离子型乳化剂为烷基胺类、酰胺类、咪唑啉类、胺化木质素类、季铵盐类乳化剂中的一种或几种；乳化沥青中所用的阴离子型乳化剂为硫酸酯盐类中的一种或几种；乳化沥青中所用的减水剂是木质素磺酸盐类、萘磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺甲醛缩合物中的一种或多种；所用的消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种；乳化沥青中所用的醇类为乙醇、丙醇、异丙醇和叔丁醇中的一种或多种。

2.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于所用的水泥为硅酸盐水泥，强度等级为42.5R、52.5、52.5R、62.5中的任意一种；所用的膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂；所用的细砂按不同粒径所占比例如下，以细砂的重量为基准：粒径0.35～0.50mm 34%～39%，

粒径0.25～0.35mm 23%～25%，

粒径＜0.25mm 38%～41%。

3.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于：乳化沥青中所述的季铵盐类乳化剂是十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。

4.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于：乳化沥青中所用的阴离子型乳化剂为烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪胺聚氧乙烯硫酸钠中的一种或多种；

所述的烷基硫酸钠的烷基碳数为12~18；所述的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中，脂肪醇的碳数为14~20，聚氧乙烯分子个数为1~4；所述的脂肪胺聚氧乙烯硫酸钠中，脂肪胺的碳数为

14~20，聚氧乙烯分子个数为1~4。

5.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于：乳化沥青中所用的增稠剂为羟甲基纤维素、羧乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或多种；所述的稳定剂为氯化钙、氯化镁、氯化钡、氯化铵中的一种或多种。

6.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于：乳化沥青中所用的沥青为石油沥青，包括直馏沥青、氧化沥青、溶剂脱油沥青、聚合物改性沥青中的一种或多种，其针入度为60～120 1/10mm。

7.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于所述的乳化沥青中加入两性离子型乳化剂，以乳化沥青的重量为基准，两性离子型乳化剂的加入量为0.1%~0.7%；所用的两性离子型乳化剂为氨基羧酸及其盐中的一种或多种。

8.按照权利要求7所述的水泥沥青砂浆，其特征在于所用的两性离子型乳化剂为N-椰油基-β-氨基丙酸钠、N-椰油基-β-氨基丙酸、N-月桂基-β-氨基丙酸、N-豆蔻基-β-氨基丙酸、N-牛油基-β-亚氨二丙酸二钠、N-月桂基-β-亚氨二丙酸二钠中的一种或多种。

9.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于所述的乳化沥青中加入非离子型乳化剂，以乳化沥青的重量为基准，非离子型乳化剂的加入量为0.1%~0.7%；所用的非离子型乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。

10.按照权利要求9所述的水泥沥青砂浆，其特征在于所用的脂肪醇聚氧乙烯醚是月桂醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、棕榈醇聚氧乙烯醚、环己醇聚氧乙烯醚、萜烯醇聚氧乙烯醚中的一种或几种，其中脂肪醇聚氧乙烯醚中聚氧乙烯分子个数为15~25；烷基酚聚氧乙烯醚可以是辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种，其中烷基酚聚氧乙烯醚中聚氧乙烯分子个数为15~25。

11.权利要求1~6任一所述的水泥沥青砂浆的制备方法，包括：将水和乳化沥青添加到搅拌釜中，搅拌均匀作为液料；然后，一边搅拌，一边依次将水泥、细砂、膨胀剂、铝粉添加到上述液料中，待全部干料加完后搅拌均匀，得到水泥沥青砂浆。

12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于所述的乳化沥青的制备过程如下：先将沥青加热至110℃～165℃，得到物料I；在常温下，将减水剂、消泡剂和醇混合均匀，然后在搅拌状态下把增稠剂徐徐添加到减水剂、消泡剂和醇的混合物中，搅拌均匀，制成糊状物，得到物料II；把阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、稳定剂共同溶于水中，制备成皂液并保持温度为40℃～65℃，得到物料III；然后将物料I、物料II和物料III分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散后，成为水包油型乳液，当乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到乳化沥青。

13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，在制备乳化沥青过程中，在制备皂液时加入两性离子型乳化剂；以乳化沥青的重量为基准，两性离子型乳化剂的加入量为

0.1%~0.7%；所用的两性离子型乳化剂为氨基羧酸及其盐中的一种或多种。

14.按照权利要求12或13所述的方法，其特征在于，在制备乳化沥青过程中，在制备皂液时加入非离子型乳化剂；以乳化沥青的重量为基准，非离子型乳化剂的加入量为

0.1%~0.7%；所用的非离子型乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。

说明书

一种抗冻性水泥沥青砂浆及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种抗冻性水泥沥青砂浆及其制备方法，特别是用于修筑高速铁路时板式无砟轨道板下灌注的水泥沥青砂浆（简称CA砂浆）及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着铁路建设水平以及对铁路运力要求的提高，需要修筑高速铁路及城际轻轨，为提高列车高速运行时的平稳性和减轻列车运行时因震荡产生的噪音，采用板式无砟轨道
技术。板式无砟轨道技术是将两条轨道铺设在钢筋水泥混凝土板上（称轨道板），在轨道板
的下面需要铺设3-5cm厚的减震层，该减震层是由乳化沥青、水泥、细砂及其它矿物材料构
成，形成水泥沥青砂浆（Cement Asphalt砂浆，简称CA砂浆）。在CA砂浆中，乳化沥青是关
键性材料，利用其柔性吸收一定的震动能量，减轻列车行进时因震荡产生的噪音，并能提高
列车运行的平稳性及舒适性。乳化沥青的性能直接影响水泥沥青砂浆的工作性能和耐久性
能。要求乳化沥青不仅要具有良好的稳定性，还要与水泥、细砂等干料有很好的相容性，不
能影响水泥的水化反应速度，为保证砂浆能够很好地灌注，要求配制的砂浆还要在较长时
间内具有一定的流动性。此外，为了保证灌注的砂浆固化后质地均匀，乳化沥青与水泥、细
砂等干料拌合时不能产生大气泡。为保证水泥沥青砂浆在灌注后的固化过程中有足够的水
供水泥发生水化反应，需要另外添加水，但加水量过多或乳化剂配方不合适时会发生泌水
现象。

[0003] CN 200710149995.8公开了一种乳化沥青，它由沥青、表面活性剂、助剂和水组成，其中表面活性剂采用离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的混合物。CN
200710078480.3公开了一种乳化沥青及其制备方法，它由沥青、表面活性剂、助剂和水组
成，表面活性剂是采用阳离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂复配对沥青进行乳化得
到乳化沥青。CN 200910076818.0公开了一种纵连板式无砟轨道水泥沥青砂浆专用乳化沥
青，采用的是阴离子乳化剂、稳定剂、助剂等对沥青进行乳化。上述方法制备的乳化沥青，为
了减少外加用水量，避免CA砂浆灌注后发生泌水的现象，一般在拌制CA砂浆时加入减水
剂。在砂浆拌合过程中为了消除较大的气泡并减少泡沫的产生，一般在拌制CA砂浆时加入
消泡剂，比如 CN 200910076819.5。制备砂浆过程是在一种拌合车内进行的，属于间歇式操
作，由于消泡剂和减水剂的用量很少，计量很难控制准确，而且即使快速搅拌，二者在砂浆
中的分布也很难均匀，一旦计量有误或分布不均就会对砂浆性质有影响，主要表现为消泡
不彻底，灌注砂浆时，会在轨道板四个角的下方堆积较多的气泡，成型后引起角部的强度不
足。此外，为了使高铁乳化沥青与大量的水泥、细砂混合后能够在高速搅拌时不至于破乳，
并具有一定的抗机械破坏的强度，一般在生产高铁乳化沥青时，表面活性剂的用量都会很
大，那么，在高铁乳化沥青的生产和装车时就容易产生大量泡沫，占据产品罐的很大空间，
如果操作不当，乳化沥青泡沫容易从罐口冒出，给生产及运输带来不便。此外，如果乳化沥
青的泡沫过多，当泡沫消失后会形成一层厚厚的皮，这种皮是由泡沫上的沥青成分在泡沫
消失后连结而成的，即使搅拌也无法再使其乳化，所以会影响乳化沥青性质，尤其影响筛上
剩余量指标，甚至还容易引发乳化沥青的破乳。此外，在施工现场添加消泡剂和减水剂，操
作步骤繁琐，影响施工进度，也给拌合车的结构设计增添麻烦。

发明内容

[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有抗冻性的、无泌水、和易性好、流动性好、可拌合时间长、无大气泡、质地均匀、可节省现场操作步骤、提高生产效率的水泥沥青
砂浆及其制备方法。该水泥沥青砂浆特别适合于修筑高速铁路时灌注在轨道板下作为减震
层。

[0005] 本发明的水泥沥青砂浆，其配方包括乳化沥青、水泥、细砂、膨胀剂、铝粉、水；以水泥沥青砂浆的重量为基准：

[0006] 乳化沥青 18.0%～25.0%，

[0007] 水泥 22.0%～24.0%，

[0008] 细砂 45.0%～47.0%，

[0009] 膨胀剂 2.0%～2.6%，

[0010] 铝粉 0.0015%～0.0025%，

[0011] 水 6.0%～9.0%，

[0012] 其中所述的乳化沥青的配方包括沥青、阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、增稠剂、稳定剂、减水剂、消泡剂、醇、水；以乳化沥青的重量为基准：

[0013] 沥青 55.0%～65.0%，

[0014] 阳离子乳化剂 0.5%～2.0%，

[0015] 阴离子乳化剂 0.5%～2.0%，

[0016] 稳定剂 0.1%～0.25%，

[0017] 减水剂 0.1%～0.7%，

[0018] 消泡剂 0.05%～0.1%，

[0019] 醇 0.8%～4.0%，

[0020] 增稠剂 0.01%～0.05%，

[0021] 水 33.0%～36.0%。

[0022] 乳化沥青所用的减水剂可以是木质素磺酸盐类、萘磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺甲醛缩合物中的一种或多种。

[0023] 乳化沥青所用的消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚等中的一种或多种。

[0024] 乳化沥青所用的醇类为乙醇、丙醇、异丙醇和叔丁醇中的一种或多种。

[0025] 乳化沥青所用的阳离子型乳化剂包括烷基胺类、酰胺类、咪唑啉类、胺化木质素类、季铵盐类乳化剂中的一种或几种。其中的季铵盐类可以是十八烷基三甲基氯化铵、十六
烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基苄基
氯化铵、十六烷基三甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。

[0026] 乳化沥青所用的阴离子型乳化剂为硫酸酯盐类中的一种或几种，优选为烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪胺聚氧乙烯硫酸钠中的一种或多种。所述的烷基硫酸钠
的烷基碳数为12~18。所述的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中，脂肪醇的碳数为14~20，聚氧乙
烯分子个数为1~4。所述的脂肪胺聚氧乙烯硫酸钠中，脂肪胺的碳数为14~20，聚氧乙烯分
子个数为1~4。

[0027] 乳化沥青所用的增稠剂为纤维素，可以是羟甲基纤维素、羧乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或多种。

[0028] 乳化沥青所用的稳定剂为无机盐，包括氯化钙、氯化镁、氯化钡、氯化铵等中的一种或多种。

[0029] 本发明的乳化沥青中，优选加入两性离子型表面活性剂和/或非离子型表面活性剂，以乳化沥青的重量为基准，两性离子型表面活性剂为0.1%~0.7%，非离子型表面活性剂
用量为0.1%~0.7%。

[0030] 乳化沥青所用的两性离子型乳化剂为氨基羧酸及其盐中的一种或多种，可以是N-椰油基-β-氨基丙酸钠、N-椰油基-β-氨基丙酸、N-月桂基-β-氨基丙酸、N-豆蔻
基-β-氨基丙酸、N-牛油基-β-亚氨二丙酸二钠、N-月桂基-β-亚氨二丙酸二钠中的一
种或多种。

[0031] 乳化沥青所用的非离子型乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。其中，脂肪醇聚氧乙烯醚可以是月桂醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、棕榈醇
聚氧乙烯醚、环己醇聚氧乙烯醚、萜烯醇聚氧乙烯醚中的一种或几种，其中脂肪醇聚氧乙烯
醚中聚氧乙烯分子个数为15~25。烷基酚聚氧乙烯醚可以是辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧
乙烯醚中的一种或两种，其中烷基酚聚氧乙烯醚中聚氧乙烯分子个数为15~25。

[0032] 乳化沥青所用的沥青为石油沥青，包括直馏沥青、氧化沥青、溶剂脱油沥青、聚合物改性沥青中的一种或多种，其针入度为60～1201/10mm。

[0033] 本发明水泥沥青砂浆中所用的水泥为硅酸盐水泥，强度等级为42.5R、52.5、52.5R、62.5中的任意一种。

[0034] 本发明水泥沥青砂浆中所用的细砂可以为河砂、海砂、山砂中的一种或几种的混合物，最好为山砂；所用的细砂要经过水洗，洗去其中的泥土，充分烘干后混合均匀，其中，
不同粒径的细砂所占比例，以细砂的重量为基准：

[0035] 粒径0.35～0.5mm 34%～40%，

[0036] 粒径0.25～0.35mm 22%～24%，

[0037] 粒径＜0.25mm 38%～42%。

[0038] 本发明水泥沥青砂浆中所用的膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂。

[0039] 本发明水泥沥青砂浆中所用的铝粉为鳞片状。

[0040] 本发明水泥沥青砂浆的制备方法，包括：将称量好的水和乳化沥青添加到搅拌釜中，搅拌均匀作为液料；然后，一边搅拌，一边依次将水泥、细砂、膨胀剂、铝粉等干料添加到上述液料中，待全部干料加完后搅拌均匀，得到水泥沥青砂浆。

[0041] 其中所述乳化沥青的制备方法是：先将沥青加热至110℃～165℃，得到物料I；在常温下，将减水剂、消泡剂和醇混合均匀，然后在搅拌状态下把增稠剂徐徐添加到减水剂、
消泡剂和醇的混合物中，搅拌均匀，制成糊状物，得到物料II；把阳离子型乳化剂、阴离子
型乳化剂、稳定剂共同溶于水中，制备成皂液并保持温度为40℃～65℃，得到物料III；然
后将物料I、物料II和物料III分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散后，成为水包油型
乳液，当乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到乳化沥青。其中所述的经胶体磨研磨后
的乳液未降到出系统温度时，可以采用换热的方式，比如冷却器进行降温，然后出系统。

[0042] 本发明乳化沥青的制备方法中，物料III优选的制备过程如下：把阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、两性离子型乳化剂和/或非离子型乳化剂、稳定剂共同溶于水中，制
备成皂液，并保持在40℃～65℃，得到物料III。

[0043] 本发明的水泥沥青砂浆具有如下优点：

[0044] 1、本发明预先将减水剂、增稠剂、消泡剂溶于醇中，制备成糊状物共同参与乳化，使他们能够均匀地分散于乳化沥青中，当与水泥、细砂等拌合时，不仅可解决在施工现场时
添加所引起的计量不准和分散不均的问题，而且可节省施工现场添加消泡剂和减水剂时的
搅拌步骤，提高生产效率；

[0045] 2、本发明乳化沥青与水泥、细砂等干混料拌合时，减水剂很容易分散均匀，与水泥、细砂等充分接触，减水效果明显，避免了现场加入时的搅拌不均现象。在减少外加用水
量的同时，有效地避免了CA砂浆灌注后发生泌水现象，改善了乳化沥青与水泥及细砂的和
易性，改善了CA砂浆的流动性，使CA砂浆灌注饱满，成型后受力均匀；

[0046] 3、本发明乳化沥青与水泥、细砂等干混料拌合时，预先均匀分散于乳化沥青中的消泡剂能够与各种组分充分接触，能够有效地消除大气泡，使CA砂浆成型后质地致密、均
匀，避免了现场加入时因搅拌不均而产生大气泡现象；

[0047] 4、本发明同时使用了减水剂和醇类，由于减水剂的使用，在保证水泥进行水化反应前提下，尽可能地减少了外加水，有利于提高CA砂浆的抗冻性；又在醇的协同作用下，进
一步提高了CA砂浆的抗冻性，确保砂浆冬季不发生冻裂或冻融松散现象；

[0048] 5、本发明的抗冻性乳化沥青，预先在常温下将减水剂、消泡剂、增稠剂溶于醇中，制备成糊状物。使这种糊状物以一个整体的形式参与乳化，与阳离子和阴离子型乳化剂配
合，其中的减水剂起到助乳化作用，提高了乳化效果，使乳化沥青颗粒变得细腻，对乳化沥
青的筛上剩余量、储存稳定性、尤其是对水泥混合性指标有明显地改善；其中的消泡剂使乳
化沥青在生产及装车时不易产生较多的泡沫，避免因泡沫过多引起从罐口冒出的现象，同
时也避免了乳化沥青因泡沫过多而引起的结皮现象，有利于改善乳化沥青的筛上剩余量指
标；其中的增稠剂起到增强薄膜强度的作用，使薄膜不易破裂，沥青颗粒不易结合，提高储
存稳定性；其中的醇分子起到抗冻效果，使靠近沥青颗粒的水分子不易冻结。在四者的协同
作用下，改善了乳化沥青长期储存性、筛上剩余量、尤其改善了水泥混合性指标，同时又具
有抗冻性。

具体实施方式

[0049] 下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但本发明不限于以下实施例。

[0050] 实施例1

[0051] 取针入度为108（1/10mm）的辽河原油直馏沥青6470g，加热至115℃备用，得到物料I；在常温下，将木质素磺酸盐钙10 g，甲基硅油（303-20）7g，异丙醇80 g，混合均匀后，在搅拌状态下徐徐添加羧甲基纤维素1 g，充分搅拌均匀制成糊状物，得到物料II；把阳离
子型乳化剂十六烷基三甲基氯化铵50g，阴离子型乳化剂脂肪（18）醇聚氧乙烯（3）醚硫酸
钠50 g，两性离子型乳化剂N-椰油基-β-氨基丙酸钠10 g，非离子型乳化剂油醇聚氧乙
烯（20）醚10g，氯化钙5 g，共同溶于3307g水中，保持温度45℃，得到物料III；然后将物
料I、物料II和物料III分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散后，成为水包油型乳液，当
乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到本发明所用的乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥
青性质见表2。

[0052] 实施例2

[0053] 取针入度为98（1/10mm）的茂名石化公司的阿曼原油溶剂脱油沥青6000g，加热至125℃备用，得到物料I；在常温下，将萘磺酸甲醛缩合物40 g，聚氧乙烯氧丙烯甘油
（GPE30）5g，乙醇60g，叔丁醇100g，混合均匀后，在搅拌状态下徐徐添加羧乙基纤维素5 g，充分搅拌均匀制成糊状物，得到物料II；把阳离子型乳化剂氢化牛脂基丙烯三胺90g，阴离
子型乳化剂脂肪（18）胺聚氧乙烯（4）硫酸钠195g，两性离子型乳化剂N-牛油基-β-亚
氨二丙酸二钠69 g，非离子型乳化剂辛基酚聚氧乙烯（20）醚50g，氯化铵15 g，共同溶于
3371g的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度65℃，得到物料III；然后将物料I、物
料II和物料III分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散后，成为水包油型乳液，当乳液温
度降到60℃～70℃时出系统，得到本发明所用的乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质
见表2。

[0054] 实施例3

[0055] 取针入度为62（1/10mm）的齐鲁石化公司的科威特原油氧化沥青5900g，加热至155℃，得到物料I；在常温下，将磺化三聚氰胺甲醛缩合物25 g，高碳醇脂肪酸酯（C18，浓
度30wt%）9g，丙醇320g，充分混合均匀后，在搅拌状态下徐徐添加羟乙基纤维素3 g，充分
搅拌均匀制成糊状物，得到物料II； 取阳离子型乳化剂胺化木质素（RH-CO1）乳化剂195g，
阴离子型乳化剂十二烷基硫酸钠125 g，两性离子型乳化剂N-月桂基-β-氨基丙酸30g，非
离子型乳化剂月桂醇聚氧乙烯（20）醚30g，氯化镁10g，共同溶于3353g的55℃的水中，充
分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度55℃，得到物料III；然后将物料I、物料II和物料III
分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散后，成为水包油型乳液，当乳液温度降到60℃～
70℃时出系统，得到本发明所用的乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

[0056] 实施例4

[0057] 取针入度为118（1/10mm）的SBS改性沥青5520g，加热至162℃，得到物料I；在常温下，将氨基磺酸钠69 g，聚氧丙烯甘油醚10g，叔丁醇400g，充分混合均匀，然后在搅拌
状态下徐徐添加羟丙基纤维素2 g，充分搅拌均匀形成糊状物，得到物料II；取阳离子型乳
化剂1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉-2（M-1）125 g，阴离子型乳化剂脂肪（20）醇聚氧乙
烯（4）醚硫酸钠150g，两性离子型乳化剂N-月桂基-β-亚氨二丙酸二钠50g，非离子型乳
化剂壬基酚聚氧乙烯（20）醚69g，氯化钡25 g，共同溶于3580g水中，制备成皂液并保持温
度为60℃，得到物料III；然后将物料I、物料II和物料III分别输送到胶体磨中，经胶体
磨均匀分散后，成为水包油型乳液，当乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到本发明所
用的乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

[0058] 实施例5

[0059] 取针入度为108（1/10mm）的辽河原油直馏沥青6100g，加热至115℃，得到物料I；在常温下，将木质素磺酸盐钙52 g，甲基硅油（303-20）6g，异丙醇240 g，混合均匀后，在搅拌状态下徐徐添加羧甲基纤维素4 g，充分搅拌均匀制成糊状物，得到物料II；取阳离子型
乳化剂十六烷基三甲基氯化铵150g，阴离子型乳化剂脂肪（18）醇聚氧乙烯（3）醚硫酸钠90
g，氯化钙20 g，共同溶于3338g不低于50℃的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度
50℃，得到物料III；然后将物料I、物料II和物料III分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀
分散后，成为水包油型乳液，当乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到本发明所用的乳
化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

[0060] 比较例1

[0061] 取针入度为108（1/10mm）的辽河原油直馏沥青6470g，加热至115℃备用。取阳离子型乳化剂十六烷基三甲基氯化铵50g，阴离子型乳化剂脂肪（18）醇聚氧乙烯（3）醚硫
酸钠50 g，两性离子型乳化剂N-椰油基-β-氨基丙酸钠10 g，非离子型乳化剂油醇聚氧
乙烯（20）醚10g，氯化钙5 g，共同溶于3324g不低于45℃的水中，充分搅拌均匀，制备成皂
液备用，并使温度保持不低于45℃。取异丙醇80 g，在搅拌状态下徐徐将1 g的羧甲基纤
维素添加到异丙醇中，充分搅拌均匀制成糊状物备用。然后将上述沥青、皂液和糊状物分别
输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温
度降低到60℃～70℃，从系统的出口放出，得到乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质
见表2。

[0062] 比较例2

[0063] 取针入度为98（1/10mm）的茂名石化公司的阿曼原油溶剂脱油沥青6000g，加热至125℃备用。取阳离子型乳化剂氢化牛脂基丙烯三胺90g，阴离子型乳化剂脂肪（18）胺聚氧
乙烯（4）硫酸钠195g，两性离子型乳化剂N-牛油基-β-亚氨二丙酸二钠69 g，非离子型
乳化剂辛基酚聚氧乙烯（20）醚50g，氯化铵15 g，共同溶于3416g的 65℃的水中，充分搅
拌均匀，制备成皂液备用并保持温度为65℃。取乙醇60g，叔丁醇100g，在搅拌状态下徐徐
将5 g的羧乙基纤维素添加到醇溶液中，充分搅拌均匀制成糊状物备用。然后将上述沥青、
皂液和糊状物分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通
过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃，从系统的出口放出，得到乳化沥青。具体配比见
表1，乳化沥青性质见表2。

[0064] 上述实施例1～实施例5制备砂浆方法：分别在常温下将称量好的水和乳化沥青添加到搅拌釜中，搅拌均匀作为液料；然后，一边搅拌，一边依次将水泥、细砂、膨胀剂、铝粉添加到上述液料中，待全部干料加完后搅拌均匀。实施例1～实施例5制备砂浆的材料配
比见表3，测得砂浆的性质见表4。分别将比较例1和比较例2的乳化沥青按上述砂浆的制
备方法，分别按照实施例1和实施例2中减水剂和消泡剂的用量，在制备砂浆时现场添加到
砂浆中，制成水泥沥青砂浆，材料配比见表3，测得砂浆的性质见表4。本发明所用水泥为安
徽海螺水泥股份公司生产的海螺牌水泥。

[0065] 由表2可见，预先把减水剂和消泡剂作为乳化剂组分参与乳化沥青的制备，对于乳化沥青的筛上剩余量、储存稳定性、水泥混合性有明显地改善，尤其对改善水泥混合性更
有意义，有利于砂浆的拌合、灌注及成型。同时，由于醇类的协同作用，使乳化沥青在-25℃
下储存而不破乳，无粗粒无结块。

[0066] 由表4可见，实施例1～实施例5的乳化沥青和水泥、细砂、膨胀剂等干料拌合后，可工作时间延长，有利于砂浆拌合、灌注及成型。有效地改善了泌水率，有利于保证水泥的
水化反应。使含气量、流动度、分离度、抗压强度等指标符合高铁施工规范要求，抗冻性也得
到了改善。

[0067] 表 1 乳化沥青配比

[0068]原料用量 实施例1 实施例2 实施例3
基础沥青类型 直馏沥青 溶剂脱油沥青 氧化沥青
针入度/0.1mm 108 98 62
沥青用量/g 6470 6000 5900
乳化剂用量/g
-阳离子 50 90 195
-阴离子 50 195 125
-两性离子 10 69 30
-非离子 10 50 30
稳定剂用量/g 5 15 10
减水剂用量/g 10 40 25
消泡剂用量/g 7 5 9
醇用量/g 80 160 320
增稠剂用量/g 1 5 3
水用量/g 3307 3371 3353

[0069] 表 1 续

[0070]原料用量 实施例4 实施例5 比较例1 比较例2
基础沥青类型 改性沥青 直馏沥青 直馏沥青 溶剂脱油沥青
针入度/0.1mm 118 108 108 98
沥青用量/g 5520 6100 6470 6000
乳化剂用量/g
阳离子 125 150 50 90
阴离子 150 90 50 195
两性离子 50 - 10 69
非离子 69 - 10 50
稳定剂用量/g 25 20 5 15
减水剂用量/g 69 52 - -
消泡剂用量/g 10 6 - -
醇用量/g 400 240 80 160
增稠剂用量/g 2 4 1 5
水用量/g 3580 3338 3324 3416

[0071] 表2 乳化沥青性质

[0072]项目 实施例1 实施例2 实施例3 指标要求 检测方法
筛上剩余量/% 0.01 0.01 0.02 ≤0.1 JTJT0652
恩氏粘度 13.9. 10 12.8 3～15 JTJT0622
储存稳定性/%
1天 0.3 0.2 0.2 ≤1 JTJT0655
5天 3 2 2.4 ≤5 JTJT0655
低温储存实验(-5℃) 无粗粒、无结块 无粗粒、无结块 无粗粒、无结块 无粗粒、无结块 JTJT0656低温储存实验(-25℃)无粗粒、无结块 无粗粒、无结块 无粗粒、无结块
水泥混合性 0.6 0.4 0.8 ≤2.0 JTJT0657
蒸发残留物性质
针入度/0.1mm 109 98 63 60～120 GB/T4509
延度（25℃）/cm ＞150 ＞150 110 ≥100 GB/T4508
延度（5℃）/cm 68 45 27 ≥20 GB/T4508
溶解度/% 99.8 99.8 99.9 ≥99 JTJT0607
乳化沥青状态 细腻 细腻 细腻

[0073] 表2 续

[0074]法方测检 2560TJTJ 2260TJTJ 5560TJTJ 5560TJTJ 6560TJTJ 7560TJTJ 9054T/BG 8054T/BG 8054T/BG 7060TJTJ 块
结
求要标指 1.0≤ 51～3 1≤ 5≤ 无、粒粗无 0.2≤ 021～06 001≥ 02≥ 99≥
块
结
2 无、
例较比 48.0 8.9 5.1 8 粒粗无 粒粗有 4.3 89 051＞ 54 8.99 皮结有
块
结
1 无、
例较比 59.0 6.31 7.1 7 粒粗无 粒粗有 8.3 801 051＞ 86 8.99 皮结有
块 块
结 结
5 无、 无、
例施实 20.0 4.11 5.0 9.1 粒粗无 粒粗无 13.0 701 051＞ 27 7.99 腻细
块 块
结 结
4 无、 无、
例施实 10.0 1.9 1.0 3.1 粒粗无 粒粗无 92.0 811 051＞ 09 6.99 腻细
) )
℃5 ℃52
%/量余 度 %/性定 -(验实存 -(验实存 性合 质性物留 mm1.0/ mc/）℃52 mc/）℃5 %/ 态状青剩 粘 稳 储 储 混 残 度 （ （ 度 沥
目 上 氏 存 天 天 温 温 泥 发 入 度 度 解 化
项 筛 恩 储 1 5 低 低 水 蒸 针 延 延 溶 乳

[0075] 表3 水泥沥青砂浆配比

[0076]原料用量 实施例1 实施例2 实施例3
乳化沥青/kg 180 248 201
水泥强度等级 42.5R 52.5 52.5R
水泥用量/kg 240 220 230
细砂类型 河砂 海砂 山砂
细砂用量/kg 470 450 460
膨胀剂/kg 20 22 24
外加水/kg 90 60 85
减水剂/g - - -
消泡剂/g - - -
铝粉/g 25 15 20

[0077] 表3续

[0078]原料用量 实施例4 实施例5 比较例1 比较例2
乳化沥青/kg 204 215 180 248
水泥强度等级 52.5R 62.5 42.5R 52.5
水泥用量/kg 235 225 240 220
细砂类型 山砂、河砂 山砂、海砂 河砂 海砂
细砂用量/kg 455 465 470 450
膨胀剂/kg 26 25 20 22
外加水/kg 80 70 90 60
减水剂/g - - 180 992
消泡剂/g - - 126 124
铝粉/g 18 23 25 15

[0079] 表4 水泥沥青砂浆性质

[0080]项目 实施例1 实施例2 实施例3 CA砂浆指标要求
砂浆状态 无大气泡，质地均匀饱满，不泌水 无大气泡，质地均匀饱满，不泌水 无大气泡，质地均匀饱满，不泌水 流动度/s 23 18 19 16～26
可工作时间/min 58 79 92 ≥30
分离度/% 0.7 0.5 0.7 ≤3
含气量/% 10.2 9.5 9.9 8～12
泌水率/% 0 0 0 0
膨胀率/% 1.8 1.9 1.6 1～3
抗压强度/MPa
1天 0.19 0.25 0.26 ≥0.1
7天 1.46 1.85 1.92 ≥0.7
28天 1.98 2.19 2.26 1.8～2.5
弹性模量/MPa 198 255 262 100～300
抗冻性试验（28天）
质量损失率/% 2.3 2.8 1.2 ≤5
相对弹性模量/MPa 93 99 94 ≥60

[0081] 表4续

[0082]项目 实施例4 实施例5 比较例1 比较例2 CA砂浆指
标要求
砂浆状态 无大气泡，质地均匀饱满，无大气泡，质地均匀饱有大气泡，质地不均，泌有大气泡，质地不 不泌水 满，不泌水 水明显 均，少量泌水
流动度/s 21 20 29 27 16～26
可工作时间/min 81 68 28 36 ≥30
分离度/% 0.8 0.4 2.2 2.0 ≤3
含气量/% 11.2 9.2 14 12.7 8～12
泌水率/% 0 0 4 2 0