CN100443549C - 路用冷拌冷铺沥青料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种路用冷拌冷铺沥青料，是用石油沥青(55.0～78.0%)、聚氨酯(2.0～4.0%)、树脂(石油树脂、古玛隆树脂(6.0～11.0%)、防冻剂(乙二醇、二甘醇0.0～1.0%)、稀释剂(柴油、航空煤油13.0～30.0%)和促凝剂(十六烷基丙撑三胺、三乙撑二胺0.0～0.5%)制成，沥青加热120℃溶解树脂，70～80℃加入稀释剂、聚胺酯、防冻剂、促凝剂，搅拌均匀而成。这种沥青料的松散性好，-10℃12小时后用铁锹能较易拌和。抗剥落性好，按JTJ052-2000规程，水煮法测试证明该沥青料与石料附着面积80%以上。另马歇尔稳定度试验初始和最终稳定度分别为≥2.0KN和≥5.0KN.适于各气候条件下施工施工后可立即开放交通，无车辙，无推移和无裂缝现象。
Description
技术领域
本发明涉及的是有关道路路面材料的制造技术，特别是这种路面材料是以沥青为主的高分子化合物的组合物。
背景技术
目前采用路面施工大都采用热拌沥青混合料，生产、施工时对温度要求较高，且施工后不能立即开放交通，产品不能重复使用，环境对施工影响很大。冷拌冷铺的路面材料是筑路工程中路面材料的一种趋势，各国都在开发这种路面用的材料。乳化沥青是使用的最多的材料：US5405440是利用回收废弃路面沥青碎石加入乳化沥青而制成冷混冷铺路面材料，其乳化沥青是由沥青和橡胶聚合物混合而成，而橡胶则是苯乙烯/丁二烯聚合物。US4928890还提供回收路面沥青的一整套设备和方法。国内对于冷施工的沥青料研究开发也有许多报道：如CN1429863(申请号为01145017.1)所提供的冷施工沥青混合料是由集料，沥青，由柴油、煤油、汽油和环烷酸的混合物构成，沥青仅为集料的4-12％，看来该冷施工料并不是以沥青为主。CN1441004(申请号为02133831.0)提供的冷铺沥青结合料及其制造方法是用重油、石油树脂制成预聚体A，用溶剂油和丁苯橡胶制得预聚体B，用柴油或煤油、汽油和热塑性丁苯橡胶、环烷油制得预聚体C。用这三种预聚体、矿物油制得的添加剂与沥青制得产品。工艺相当复杂。另外国内有用乳化沥青改性而制成改性乳化沥青砼路面，据称可改善路面性能节省原料和施工成本。
以上所述现有技术中乳化沥青混合料因其固化时间长，且只适于高温天气施工，破乳后以乳化沥青混合料容易出现低温开裂和高温不稳定状态。国内生产的冷拌冷铺沥青料贮存时间短、适应地区性差。采用进口添加剂或进口冷拌冷铺沥青价格高，其性能对某些特定要求有所欠缺。
发明内容
针对现有技术存在的欠缺，本发明旨在提供一种低成本、技术性能全面、可广泛使用的冷拌冷铺沥青料。
本发明使用的原料除沥青外有聚氨基甲酸酯，石油树脂、古玛隆树脂；乙二醇、二甘醇；十六烷基丙撑三胺、三乙撑二胺、柴油或航空煤油等。用柴油或航空煤油稀释沥青是当今世界上各国普遍采用的方法，然而势必破坏沥青中的沥青酯和沥青油，从而使其丧失了原有的粘聚性、热塑性、热固性，本发明通过加入酯类物(如石油述酯、古玛隆树脂等)予以弥补之。如果单加石油树脂以改善稀释后沥青的性能是远不够的，因石油树脂由于结构原因其性很脆而无法满足道路使用要求。本发明采用聚氨基甲酸酯，通过加成聚和反应，从而改善由于使用石油树脂带来的脆性缺点，并且进一步加强冷铺沥青的粘附性，同时降低了其温感性，提高了其内聚性。为了弥补稀释后沥青与石料间的附着性降低的缺陷，采用胺类加入，同时还能促进加成聚和反应，加速凝固。为了冷拌冷铺沥青适于低温下使用，可以在其中加入防冻剂。
制备冷拌冷铺沥青料，其使用原料配比(W％)为：
沥青.........................55.0-78.0
聚氨基甲酸酯.................2.0-4.0
树脂.........................6.0-11.0
防冻剂.......................0.0-1.0
稀释剂.......................13.0-30.0
促凝剂.......................0.0-0.5
上述原料中，所述沥青为石油沥青，聚氨基甲酸酯(以下简称聚氨脂)为TDI型、MDI型，如4500TA型、4050A型等。所述树脂为石油树脂、古玛隆树脂中一种或两种；稀释剂为航空煤油或柴油；防冻剂为乙二醇或二甘醇(一缩二乙二醇)等；促凝剂为十六烷基丙撑三胺、三乙撑二胺等。沥青料的制备方法为：将石油沥青加热到120℃，将树脂类料加入其中溶解，其温度下降到70～80℃下加入稀释剂、聚氨酯、防冻剂和促凝剂，在35～60℃下搅拌溶解均匀即成。
实践中，优选的原料配方(W％)为：
沥青.........................60.0-75.0
聚氨基甲酸酯.................2.0-4.0
树脂.........................7.0-10.0
防冻剂.......................0.0-1.0
稀释剂.......................14.0-27.0
促凝剂.......................0.0-0.5
树脂中以C5或C9石油树脂为好。
在不太冷的地区使用时防冻剂是可以不用的，而在较热的地区使用，需尽快使聚合反应完成，需道路更快凝固时则可加促凝剂，这时原料配方最好的选择是如下配方(W％)：
配方1 配方2
沥青.........................60.0-71.0 64.0-75.0
聚氨基甲酸酯.................2.4-4.0 2.0-2.4
树脂.........................7.6-10.0 7.0-9.0
防冻剂.......................0.5-1.0
稀释剂.......................18.0-26.5 15.0-24.0
促凝剂....................... 0.3.-0.5
在制备工艺中，上述两配方稍有不用：配方1是120℃沥青溶解树脂后，80℃以下加稀释剂，55-60℃加聚氨酯、防冻剂搅拌3分钟而成；配方2沥青溶解树脂后，70℃以下加稀释剂，35-50℃加聚氨酯、促凝剂，快速搅拌1分钟而成。
本发明克服了现有技术存在的某些缺陷，通过简单的工艺方法。低廉的成本生产出适于各种地理气候条件的优质冷拌冷铺沥青混合料。其性能为：
1、松散性：在-10-40℃松散性好，在-10℃恒温12小时后，用铁锹能够较容易拌和，与著名加纳打“宁枫”牌产品松散性相同。
2、抗剥落性：按照JTJ052-2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》通过水煮法测试，本发明与石料的着附面积达到80％以上。
3、冷拌冷铺沥青混合料的马歇尔稳定度实验，按上述规程用轻型击实方法压实，立即进行马氏实验，初始稳定度＞2.0kN，最终稳定度≥5.0KN。
具体实施方式
本发明仅举八个实例，进行制备冷拌冷铺沥青料，并进行性能测试。同时还举两例施工实例。实例所用原料配方如下表。
实例表
实例1、2、3、5、6、7按照上表所示进行配料，生产过程如下：
首先将沥青加热到120℃，然后将树脂类化合物(C5或C9石油树脂、或、固玛隆树脂)按比例加入到沥青中溶解，当温度降低到80℃以下时加入稀释剂进行混合搅拌、并且将温度控制在55-60℃之间，最后加入聚氨酯(TDI型其牌号为4500TA或、MDI型其牌号为4050A)、防冻剂(乙二醇、二甘醇)搅拌三分钟即可。
实例4、8按照上表所示进行配料，生产过程如下：
首先将沥青加热到120℃，然后将树脂类化合物(C5或C9石油树脂、或、固玛隆树脂)按比例加入到沥青中溶解，当温度降低到70℃以下时加入稀释剂进行混合搅拌、并且将温度控制在35-50℃之间，最后加入聚氨酯(TDI型其牌号为4500TA或MDI型其牌号为4050A)均匀搅拌，最后加入促凝剂(十六烷基丙撑三胺、三乙撑二胺)快速搅拌一分钟即可。
根据实例表合成的冷拌冷铺沥青与FZ-13型集料拌和形成的混合料性能实验如下。
根据JTJ52-2000《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》中沥青混合料稳定度成型实验，在混合料保持在规定温度下恒温12小时后，立即成型并进行测量马氏稳定度。其数据如下：
最终稳定度：指冷拌冷铺沥青中多聚类化合物完全反应后，将沥青混合料保持在规定温度下恒温12小时后，成型到进行马氏稳定度测定的值。冷拌冷铺沥青混合料施工实例效果1：
时间：2003年11月13日
地点：大连市疏港路西段
地表温度：5℃
冷拌冷铺沥青采用配比序号：2
集料配比：FZ-13
施工完毕后测量压实度为97％，立即开放交通观察，无车辙、无推移现象，无裂缝现象。
冷拌冷铺沥青混合料施工实例效果2：
时间：2003年11月24日
地点：大连市滨海路付家庄门前
地表温度：7℃ 天气：雨
冷拌冷铺沥青采用配比序号：6
集料配比：FZ-13
坑穴有积水，施工完毕后测量压实度为96％，立即开放交通观察，边界黏附好，无车辙、无推移现象，无裂缝现象。
Claims (2)
1.一种路用冷拌冷铺沥青料的制备方法，其特征在于所用原料及其重量百分配比为：
沥青.....................................55.0-78.0
聚氨基甲酸酯.........................2.0-4.0
树脂.....................................6.0-11.0
防冻剂..................................0.0-1.0
稀释剂..................................13.0-30.0
促凝剂...................................0.0-0.5
其中：所述沥青为石油沥青；所述聚氨基甲酸酯为TDI或MDI型，TDI型其牌号为4500TA，MDI型其牌号为4050A；所述树脂为石油树脂或古玛隆树脂；所述防冻剂为乙二醇或二甘醇；所述稀释剂为柴油或航空煤油；所述促凝剂为十六烷基丙撑三胺或三乙撑二胺；
其制备工艺为：将石油沥青加热到120℃，树脂溶入其中，其温度下降到70～80℃将稀释剂、聚氨基甲酸酯、防冻剂和促凝剂加入，35～60℃下搅拌溶解均匀即成。
2.根据权利要求1所述路用冷拌冷铺沥青料的制备方法，其特征在于所用原料重量百分配方为：
沥青.....................................60.0-75.0
聚氨基甲酸酯.........................2.0-4.0
树脂.....................................7.0-10.0
防冻剂..................................0.0-1.0
稀释剂..................................14.0-27.0
促凝剂...................................0.0-0.5
其中所述的树脂为C5或C9石油树脂。
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