CN101899218A

CN101899218A - 沥青温拌剂和由其拌合的沥青混合料及二者的制备方法

Info

Publication number: CN101899218A
Application number: CN2010102337609A
Authority: CN
Inventors: 宋晓燕; 李彦伟; 周卫峰; 石鑫; 李鑫; 张周平; 李源渊
Original assignee: Shijiazhuang Traffic & Transport Bureau; TIANJIN MUNICIPAL ENGINEERING INST
Current assignee: Shijiazhuang Traffic & Transport Bureau; TIANJIN MUNICIPAL ENGINEERING INST
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2030-07-22
Also published as: CN101899218B

Abstract

本发明涉及一种沥青温拌剂，包含按重量百分比配比的以下组分：1.0～2.0％的烷基胺类阳离子表面活性剂、3.0～5.0％的酰胺类阳离子表面活性剂、5.0～10.0％的季铵盐类阳离子表面活性剂、1.0～1.5％的氯化钙，剩余为水。本发明所涉及的沥青混合料具备与传统热拌沥青混合料基本相同的路用性能，且拌合、施工温度降低20～50℃，通过降低拌合温度实现了节能减排、延长施工季节、减少沥青老化、更容易压实的目的，而且铺筑后路面的密实度、水稳定性、高温性能、低温性能等指标不低于相同级配的热拌沥青混合料，有效保证了沥青路面的使用寿命。

Description

沥青温拌剂和由其拌合的沥青混合料及二者的制备方法

技术领域

本发明属于道路施工技术领域，尤其涉及一种沥青温拌剂和由其拌合的沥青混合料及二者的制备方法，沥青温拌剂和由其拌合的沥青混合料主要应用于道路、桥隧等路面的铺筑。

背景技术

在道路建设中，沥青路面较常采用传统的热拌沥青混合料HMA(Hot Mixture Asphalt)进行铺筑，该传统的热拌沥青混合料的制备过程是：先将沥青从常温加热到140℃左右，再将矿料从常温加热到170～180℃，然后再将二者在高温下进行拌和即为热拌沥青混合料。该热拌沥青混合料的成品温度不低于150℃，满足摊铺、碾压的温度要求。传统的热拌沥青混合料具有性能稳定的优点，得到了广泛的应用，但在制备过程中，将沥青和矿料加热到如此高的温度，消耗了宝贵的能源，而且在生产和施工的过程中还会排放出大量的废气和粉尘，严重影响了周围的环境，会对施工人员的身体健康造成伤害，可见大量使用传统的热拌沥青混合料不符合我国“资源节约型、环境友好型”的发展理念。

在一些道路施工中，还会用到冷拌沥青混合料，该冷拌沥青混合料在常温下制得，施工操作也在较低的温度下进行，在环保、节能、低碳排放等方面有一定优势，但是由冷拌沥青混合料铺筑而成的路面具有路用性能欠佳的缺点，难以满足高等级公路的大面积修筑。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能有效降低能源消耗、使沥青混合料更易压实、延长施工季节的沥青温拌剂，该沥青温拌剂包含按重量百分比配比的以下组分：

烷基胺类阳离子表面活性剂 1.0～2.0％

酰胺类阳离子表面活性剂 3.0～5.0％

季铵盐类阳离子表面活性剂 5.0～10.0％

氯化钙 1.0～1.5％

剩余为水。

其中：

烷基胺类阳离子表面活性剂为十八胺、十六胺、十八烷基丙烯二胺或十六烷基丙烯二胺中的任意一种。酰胺类阳离子表面活性剂为牛脂二胺、硬化牛脂二胺、羟烷基酰胺基多胺或硬脂酸酰胺基多胺中的任意一种。季铵盐类阳离子表面活性剂为十六～十九烷基三甲基氯化铵中的一种或十四～十八烷基羟乙基氯化铵中的一种或十六～十九烷基三甲基溴化铵中一种或十四～十八烷基羟乙基溴化铵的一种。

本发明的另一个目的是提供一种上述沥青温拌剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

(1)按配比将烷基胺类阳离子表面活性剂、酰胺类阳离子表面活性剂与水混合；

(2)在步骤(1)的混合液中加入季铵盐类阳离子表面活性剂；

(3)在步骤(2)的混合液中加入氯化钙；

(4)混合均匀后即制成沥青温拌剂。

本发明的另一个目的是提供一种加入沥青温拌剂的沥青混合料，该沥青混合料包括按重量百分比配比的以下组分：

矿料 94～97％

沥青 3～6％

沥青温拌剂∶沥青 5∶95～15∶85

本发明的另一个目的是提供一种上述沥青混合料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

(1)将沥青加热至140～160℃；

(2)将矿料加热至120～145℃；

(3)在搅拌机中添加沥青，再添加沥青温拌剂；

(4)步骤(3)的沥青添加完毕后添加矿料；

(5)各组分搅拌均匀后得到沥青混合料成品。

所述步骤(3)中的沥青开始添加后的3～5秒开始添加沥青温拌剂，沥青温拌剂的加入时间小于10秒，在沥青添加完成之前完成沥青温拌剂的添加。所述步骤(3)中沥青添加完成后的5～10秒添加粉状矿料。

本发明的优点与积极效果在于：

1.本沥青温拌剂将烷基胺类阳离子表面活性剂、酰胺类阳离子表面活性剂和季铵盐类阳离子表面活性剂有机的整合，具有使沥青混合料降粘、发泡、抗剥离的优点，而且在拌合沥青混合料时直接喷入拌缸中，设备工艺简单，操作简便。

2.本沥青温拌剂拌合的沥青混合料操作温度低，减少了燃料消耗，节省了能源；同时减少有害气体的排放，降低对环境的污染，而且铺筑后的沥青路面密实度、水稳定性、高温性能、低温性能等指标不低于相同级配的传统热拌沥青混合料，能有效保证沥青路面使用寿命。

3.本发明所涉及的沥青混合料具备与传统热拌沥青混合料基本相同的路用性能，且拌合、施工温度降低20～50℃，通过降低拌合温度实现了节能减排、延长施工季节、减少沥青老化、更容易压实的目的，而且铺筑后路面的密实度、水稳定性、高温性能、低温性能等指标不低于相同级配的热拌沥青混合料，有效保证了沥青路面的使用寿命。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

实施例1

1.沥青温拌剂的组成见表1：

表1：实施例1中的沥青温拌剂组分及含量

2.沥青温拌剂的制备：

(1)可变速混合器中将十八胺、牛脂二胺缓缓加入水中，搅拌使其混合均匀；

(2)在上述混合液中加入十六烷基三甲基氯化铵，搅拌均匀；

(3)然后加入氯化钙，搅拌使其溶解，使混合液稳定；

(4)搅拌至混合均匀。

实施例2

本实施例中沥青温拌剂的组成见表2，其制备方法与实施例1相同。

表2：实施例2中的沥青温拌剂组分及含量

实施例3

本实施例中沥青温拌剂的组成见表3，其制备方法与实施例1相同。

组分类别	组分名称	重量
			烷基胺类阳离子表面活性剂	十六烷基丙烯二胺	1.5公斤
酰胺类阳离子表面活性剂	硬脂酸酰胺基多胺	4.0公斤
			季铵盐类阳离子表面活性剂	十八烷基羟乙基溴化铵	6.5公斤
氯化钙	氯化钙	1.0公斤

表3：实施例3中的沥青温拌剂组分及含量

实施例4

本实施例中沥青温拌剂的组成见表4，其制备方法与实施例1相同。

表4：实施例4中的沥青温拌剂组分及含量

应用实施例1

1.本应用实施例中的沥青混合料的组成见表5：

组分类别组分名称含量

粉状矿料石灰岩 95.3％

沥青 70#基质沥青 4.7％

沥青温拌剂∶沥青(重 5∶95

量比)

表5：沥青混合料的组分及含量

粉状矿料级配见表6：

表6：粉状矿料级配

其中的沥青温拌剂使用实施例1中制得的沥青温拌剂。

2.沥青混合料的制备：

(1)将粉状矿料及沥青分别加热至140℃；

(2)首先将沥青投入拌合机中开始拌合，在沥青喷洒后延时4秒后喷入沥青温拌剂，沥青温拌剂的喷洒时间控制在8秒内，必须保证在沥青喷洒结束之前完成温拌剂的喷洒，当沥青喷洒完成后，延时6秒添加粉状矿料，最终拌合的成品即为温拌沥青混合料。

3.性能对比：

制备好的温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的原材料加热温度对比见表7(室内拌合)：

表7：温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的对比

制备好的温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的性能指标对比见表8：

表8：温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的性能指标对比

通过表7和表8的比较可以看出，温拌沥青混合料的关键指标密度值大于热拌沥青混合料的密度；温拌沥青混合料的动稳定度远大于热拌沥青混合料的动稳定度值，将近2倍关系；其余指标温拌沥青混合料和热拌沥青混合料相当。

应用实施例2：

1.本应用实施例中的沥青混合料的组成见表9：

组分类别组分名称含量

粉状矿料石灰岩 95.2％

沥青 SBS改性沥青 4.8％

沥青温拌剂∶沥青(重 6∶95

量比)

表9：沥青混合料的组分及含量

其中，粉状矿料级配与应用实施例1中相同，沥青温拌剂使用实施例2中制得的沥青温拌剂。

2.沥青混合料的制备：

(1)将粉状矿料及沥青分别加热至130℃；

(2)首先将沥青投入拌合机中开始拌合，在沥青喷洒后延时4秒后喷入沥青温拌剂，沥青温拌剂的喷洒时间控制在9秒内，必须保证在沥青喷洒结束之前完成温拌剂的喷洒，当沥青喷洒完成后，延时7秒添加粉状矿料，最终拌合的成品即为温拌沥青混合料。

3.性能对比：

制备好的温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的原材料加热温度对比见表10(室内拌合)：

表10：温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的对比

制备好的温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的性能指标对比见表11：

表11：温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的性能指标对比

通过表10和表11的比较可以看出，温拌沥青混合料的关键指标密度值大于热拌沥青混合料的密度；温拌沥青混合料的动稳定度远大于热拌沥青混合料的动稳定度值；其余指标温拌沥青混合料和热拌沥青混合料相当。

应用实施例3：

1.本应用实施例中的沥青混合料的组成见表12：

组分类别组分名称含量

粉状矿料玄武岩 94.6％

沥青胶粉改性沥青 5.4％

沥青温拌剂∶沥青(重 7∶93

量比)

表12：沥青混合料的组分及含量

其中，粉状矿料级配与应用实施例1中相同，沥青温拌剂使用实施例3中制得的沥青温拌剂。

2.沥青混合料的制备：

(1)将粉状矿料及沥青分别加热至140℃；

(2)首先将沥青投入拌合机中开始拌合，在沥青喷洒后延时5秒后喷入沥青温拌剂，沥青温拌剂的喷洒时间控制在10秒内，必须保证在沥青喷洒结束之前完成温拌剂的喷洒，当沥青喷洒完成后，延时8秒添加粉状矿料，最终拌合的成品即为温拌沥青混合料。

3.性能对比：

制备好的温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的原材料加热温度对比见表13(室内拌合)：

表13：温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的对比

制备好的温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的性能指标对比见表14：

表14：温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的性能指标对比

通过表13和表14的比较可以看出，温拌沥青混合料的关键指标密度值大于热拌沥青混合料的密度；温拌沥青混合料的动稳定度大于热拌沥青混合料的动稳定度值；其余指标温拌沥青混合料和热拌沥青混合料相当。

当然，沥青可以使用常用的各种标号的沥青，粉状矿料也可以使用常用的各种矿料，经过设计可以满足规范《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中对热拌混合料的性能要求。

依据前述的各应用实施例可以看出，加入温拌剂后的温拌沥青混合料的密度、高温性能指标、低温性能指标、水稳定性能指标与热拌沥青混合料相比相当或是稍好，说明加入此温拌剂的温拌沥青混合料的路用性能要高于传统热拌沥青混合料的路用性能。

Claims

1.一种沥青温拌剂，其特征在于：包含按重量百分比配比的以下组分：

烷基胺类阳离子表面活性剂 1.0～2.0％

酰胺类阳离子表面活性剂 3.0～5.0％

季铵盐类阳离子表面活性剂 5.0～10.0％

氯化钙 1.0～1.5％

剩余为水。

2.根据权利要求1所述的沥青温拌剂，其特征在于：所述烷基胺类阳离子表面活性剂为十八胺、十六胺、十八烷基丙烯二胺或十六烷基丙烯二胺中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的沥青温拌剂，其特征在于：所述酰胺类阳离子表面活性剂为牛脂二胺、硬化牛脂二胺、羟烷基酰胺基多胺或硬脂酸酰胺基多胺中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的沥青温拌剂，其特征在于：所述季铵盐类阳离子表面活性剂为十六～十九烷基三甲基氯化铵中的一种或十四～十八烷基羟乙基氯化铵中的一种或十六～十九烷基三甲基溴化铵中一种或十四～十八烷基羟乙基溴化铵的一种。

5.一种如权利要求1所述的沥青温拌剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(2)在步骤(1)的混合液中加入季铵盐类阳离子表面活性剂；

(3)在步骤(2)的混合液中加入氯化钙；

(4)混合均匀后即制成沥青温拌剂。

6.一种含有权利要求1所述沥青温拌剂的沥青混合料，其特征在于：包括按重量百分比配比的以下组分：

矿料 94～97％

沥青 3～6％

沥青温拌剂∶沥青 5∶95～15∶85。

7.一种如权利要求6所述的沥青混合料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将沥青加热至140～160℃；

(2)将矿料加热至120～145℃；

(3)在搅拌机中添加沥青，再添加沥青温拌剂；

(4)步骤(3)的沥青添加完毕后添加矿料；

(5)各组分搅拌均匀后得到沥青混合料成品。

8.根据权利要求7所述的沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的沥青开始添加后的3～5秒开始添加沥青温拌剂，沥青温拌剂的加入时间小于10秒，在沥青添加完成之前完成沥青温拌剂的添加。

9.根据权利要求7所述的沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中沥青添加完成后的5～10秒添加粉状矿料。