CN102585520B - 适用高寒地区的沥青改性剂及其制备方法和应用工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供适用高寒地区的沥青改性剂，由下述重量份数的原料制备而成：聚丙烯30～40份，PVB聚乙烯醇缩丁醛19～25份，DOP二辛酯0.2～0.8份，分散剂0.3～0.4份，触变剂0.35～0.45份，1500目硅铝粉11～12.5份，聚乙烯添加量使得各原料重量份数之和为100份；掺配该沥青改性剂的沥青路面在高寒地区低温时也不易发生开裂，变形等损害现象，且该沥青改性剂成本低，环保无污染，性能优越。该沥青改性剂的制备方法是将所述各种原料依次加入搅拌釜中在温度为160～165℃条件下维持搅拌，其操作简单方便；该沥青改性剂的应用工艺是直接将沥青改性剂加入混合料拌和，施工简单。

Description

适用高寒地区的沥青改性剂及其制备方法和应用工艺

技术领域

本发明涉及沥青改性剂，具体地说涉及适用高寒地区的沥青改性剂。本发明还涉及该沥青改性剂的制备方法和应用工艺。

背景技术

沥青在道路建设中的应用，容易受到外界环境的影响而导致沥青道路的损坏加剧，道路的重修频率及维护成本增高，尤其是低温天气对于沥青道路的影响严重。由于沥青混合料是由沥青和石料均匀拌合物体，其中石料构架之间的细缝由沥青来填充，由于低温的时候沥青会处于”热胀冷缩”状态，如果沥青本身的韧度不够，容易造成沥青路面的开裂现象，加上车辆荷载的反复作用，更容易造成开裂现象。

随着科技不断的发展，沥青道路性能也得到一定的改善，比如：一些优秀的产品如SBS添加剂以及其他沥青添加剂可在一定程度上缓解沥青道路容易断裂的问题。但是对于高寒地区的沥青道路出现的断裂问题的处理还是效果不佳。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术中存在的不足，提供适用高寒地区的沥青改性剂，掺配该沥青改性剂的沥青路面在高寒地区低温时也不易发生开裂，变形等损害现象，且制备该沥青改性剂的原料来源方便，成本低，环保无污染，性能优越。

本发明提供了适用高寒地区的沥青改性剂，由下述重量份数的原料混合制成：聚丙烯30～40份，PVB聚乙烯醇缩丁醛19～25份，DOP二辛酯0.2～0.8份，分散剂0.3～0.4份，触变剂0.35～0.45份，1500目硅铝粉11～12.5份，聚乙烯补足100份；

本发明是针对适用高寒地区的沥青改性剂的配方中：

由于沥青路面受沥青的限定，外界敏感度过高，在外界温度低于一定程度时，会出现开裂等情况，其中主要原因是，当外界温度过低的时候，容易造成沥青“内缩现象”，这样沥青路面内部就会产生内收力，加上沥青路面车辆的碾压，如果沥青路面内部本身的韧度不够的话就容易造成开裂，所以本发明针对沥青温度敏感度和沥青混合的韧度进行性能上的提高。

配方中含有的聚乙烯，PVB(聚乙烯醇缩丁醛)等具有良好的耐低温性，能够有效的降低沥青对低温的敏感度，降低“内缩现象”发生的温度，参配到沥青混合料中可以降低低温对沥青路面的影响。

配方中含有的聚乙烯，聚丙烯等具有很好的韧度、刚度、强度，有效提高沥青混合料的韧度，即使沥青路面出现冷缩的也有足够的强度保证沥青路面不出现开裂现象，有效增强沥青路面的低温抗裂能力。

在参配到沥青混合料后，可使沥青混合料性能在国家规范低温抗裂性能上提高1.4倍，参见表一中产品的技术性能指标比较中最后一项。

1、抗车辙

配方中聚乙烯、聚丙烯能够：

(1)有效提高沥青的软化点和玻璃化温度；

(2)有效提高沥青混合料的强度、刚度、硬度。

本发明参配到沥青混合料中，沥青混合料的抗车辙性能达到国家规范动稳定度≥2800要求。

2、水稳定性

配方中DOP(二辛酯)、触变剂、分散剂、1500目硅铝粉：

(1)DOP(二辛酯)、触变剂、分散剂能够提高沥青混合料的相容性、分散性和均匀性，保证沥青和集料之间的均匀分布以及充分接触，提高沥青混合料的整体强度。

(2)1500目硅铝粉作为良好的填料，能够很好的填充骨料之间的细缝提高沥青混合料的密集程度，增强了沥青混合料的密度和强度。

(3)1500目硅铝粉具有良好的耐酸碱性，参配到沥青中可以减少雨水对沥青路面的侵蚀。

本发明参配到沥青混合料中，沥青混合料的水稳定性能达到国家规范浸水马歇尔残留稳定度不小于85％，冻融劈裂残留强度比不小于80％要求。

3、抗疲劳

配方中1500目硅铝粉

(1)1500目硅铝粉化学性能稳定具有很好的耐候性，参配到沥青中能够减缓沥青路面暴露在外界环境下，因空气、紫外线等影响下发生化学变化，从而降低沥青混路面的整体性能。

(2)1500目硅铝粉具有很好的耐磨性，参配到沥青中，能有提高沥青路面的耐磨性，降低高负载地段车辆对沥青路面的影响。

本发明参配到沥青混合料中，有效提高沥青混合料的抗疲劳性能，延长沥青路面的使用寿命。

本发明的另一目的提供了适用高寒地区的沥青改性剂的制备方法，制备过程简单，操作方便。

其制备过程是：首先将聚乙烯、聚丙烯、PVB聚乙烯醇缩丁醛同时下料入搅拌釜中，维持搅拌十分钟，然后再依次均匀加入DOP二辛酯、分散剂，再维持搅拌五分钟，最后添加触变剂与1500目硅铝粉搅拌均匀，即制成适用高寒地区的沥青改性剂。进一步地，维持搅拌的速度为自传75±5转/分钟，公转45±5转/分钟；在维持搅拌的整个过程中温度为160～165℃。

本发明的目的在于还提供了适用高寒地区的沥青改性剂的应用工艺，施工简单方便，可直接将沥青改性剂加入混合料拌和，有效缩短了工期。该应用工艺，首先将所述沥青改性剂与在温度为165℃～175℃条件下搅拌烘干并进行二次筛分后的集料置入搅拌釜中干拌90s，拌合温度为165℃～175℃，然后添加矿粉，最后喷入温度为150～170℃的基质沥青湿拌90s，得沥青混合料。

进一步地，所述的基质沥青为道路石油沥青。所述的适用高寒地区的沥青改性剂的掺加量占沥青混合料重量百分比为：在沥青混合料面层，沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.3％～0.35％；在沥青混合料中层，沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.25％～0.3％；在沥青混合料底层，沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.2％～0.25％。所述的适用高寒地区的沥青改性剂在旧沥青路面改造的沥青混合料中的掺配比为：若原沥青路面工程属改性沥青工艺建设成的路面大中修，则沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.3％～0.35％；若原沥青路面工程属普通沥青工艺建设成的路面大中修，则沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.35％～0.4％。

为了更清楚本发明所带来的有益效果，下表是掺配了本发明沥青改性剂的混合料性能指标与国家《规范》的混合料性能指标相比较，以充分说明本发明沥青改性剂的各种优越性能。

产品的技术性能指标比较

《JTG F-40-2004》《JTG052-2000》规范技术指标比较

表一

通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。

具体实施方式

实施例1

1、沥青改性剂的制备(以制备一吨的沥青改性剂为标准例)

首先，将PVB聚乙烯醇缩丁醛220Kg、聚乙烯300Kg、聚丙烯350Kg同时下料入搅拌釜中，维持搅拌十分钟；

其次，在维持搅拌十分钟时，依次均匀加入DOP二辛酯5Kg、分散剂3.5Kg，再维持搅拌五分钟；

最后，在维持搅拌五分钟时，添加触变剂4Kg和1500目硅铝粉117.5Kg搅拌均匀，用以制成沥青改性添加剂；

上述维持搅拌的速度为：自传75±5转/分钟，公转45±5转/分钟；搅拌温度：材料搅拌时温度维持在160℃～165℃。

2、沥青改性剂的应用工艺(以制备一吨沥青混合料为例)

首先，石料级配，油石比选取以下配比(此配比为本发明目前实验得出的最优，具体情况可根据施工当地选择)：

a、集料按沥青混合料的生产要求正常烘干，烘干的集料温度不低于165℃～175℃；

b、烘干后的集料进行二次筛分得到924.7Kg和相应计量的沥青改性添加剂3.5Kg置入搅拌釜进行干拌，干拌时间90s，拌和温度165℃～175℃，然后添加矿粉28.6Kg；

c、干拌后喷入基质沥青46.7Kg，沥青的温度150℃～170℃，湿拌90s，搅拌温度控制165℃～175℃；

d、沥青混合料的出料温度＞165℃。

所述基质沥青为道路石油沥青；

集料选择原则：在有条件的地域选择憎水性好的材料使用，以确保沥青路面的质量；在条件受限制的地域，当地没有憎水性好的材料，也可选择用亲水性集料，通过沥青改性添加来改善沥青混合料的性能。

3、施工

a、运输：将上述拌和好的沥青混合料用自卸车，运输到摊铺现场。所述自卸车最好不小于20T，能保存温度为不低于155℃，以防止沥青混合料温度在压实前过度降低。

b、摊铺：摊铺温度为145℃以上，摊铺系数一般为1.15，摊铺速度一般为2-3m/min。

c、碾压：摊铺后紧跟摊铺机碾压，确保在不低于135℃情况下完成初压，不低于120℃条件下完成复压，在不低于105℃条件下完成终压。

d、压实：压路机紧跟摊铺机，采用“紧跟、慢压、高姘、低幅”。

e、压实后冷却到75℃以下才能开放交通。

实施例2

1、沥青改性剂的制备(以制备一吨的沥青改性剂为标准例)

重复实施例1中的沥青改性剂的制备方法，有以下不同点：PVB聚乙烯醇缩丁醛235Kg、聚乙烯365Kg、聚丙烯375Kg、DOP二辛酯5.5Kg、分散剂3Kg、触变剂4.5Kg、1500目硅铝粉12Kg。

2、沥青改性剂的应用工艺(以制备一吨沥青混合料为例)

首先，石料级配，油石比选取以下配比(此配比为本发明目前实验得出的最优，具体情况可根据施工当地选择)：

与实施例1中沥青改性剂的应用工艺相同，有以下不同点：烘干后的集料进行二次筛分后与2.5Kg的沥青改性添加剂置入搅拌釜进行干拌。

3、施工步骤与实施例1中的施工步骤相同。

实施例3

1、沥青改性剂的制备(以制备一吨的沥青改性剂为标准例)

重复实施例1中的沥青改性剂的制备方法，有以下不同点：PVB聚乙烯醇缩丁醛250Kg、聚乙烯220Kg、聚丙烯400Kg、DOP二辛酯5Kg、分散剂3.5Kg、触变剂4Kg、1500目硅铝粉125Kg。

2、沥青改性剂的应用工艺(以制备一吨沥青混合料为例)

首先石料级配，油石比选取以下配比(此配比为本发明目前实验得出的最优，具体情况可根据施工当地选择)：

与实施例1中沥青改性剂的应用工艺相同，有以下不同点：烘干后的集料进行二次筛分后与2Kg的沥青改性添加剂置入搅拌釜进行干拌。

3、施工步骤与实施例1中的施工步骤相同。

实施例4

1、沥青改性剂的制备(以制备一吨的沥青改性剂为标准例)

重复实施例1中的沥青改性剂的制备方法，有以下不同点：PVB聚乙烯醇缩丁醛220Kg、聚乙烯247Kg、聚丙烯400Kg、DOP二辛酯5Kg、分散剂3.5Kg、触变剂4Kg、1500目硅铝粉120.5Kg

2、沥青改性剂的应用工艺(以制备一吨沥青混合料为例)

首先石料级配，油石比选取以下配比(此配比为本发明目前实验得出的最优，具体情况可根据施工当地选择)：

与实施例1中沥青改性剂的应用工艺相同，有以下不同点：烘干后的集料进行二次筛分后与3Kg的沥青改性添加剂置入搅拌釜进行干拌。

3、施工步骤与实施例1中的施工步骤相同。

实施例5

1、沥青改性剂的制备(以制备一吨的沥青改性剂为标准例)

重复实施例1中的沥青改性剂的制备方法，有以下不同点：PVB聚乙烯醇缩丁醛210Kg、聚乙烯257Kg、聚丙烯400Kg、DOP二辛酯5Kg、分散剂4Kg、触变剂4Kg、1500目硅铝粉120Kg。

2、沥青改性剂的应用工艺(以制备一吨沥青混合料为例)

首先石料级配，油石比选取以下配比(此配比为本发明目前实验得出的最优，具体情况可根据施工当地选择)：

与实施例1中沥青改性剂的应用工艺相同，有以下不同点：烘干后的集料进行二次筛分后与4Kg的沥青改性添加剂置入搅拌釜进行干拌。

3、施工步骤与实施例1中的施工步骤相同。

Claims (6)

1.适用高寒地区的沥青改性剂，其特征在于：所述沥青改性剂是由下述重量份数的原料混合制成： 

2.根据权利要求1所述的适用高寒地区的沥青改性剂的制备方法，其制备过程为：首先将聚乙烯、聚丙烯、PVB聚乙烯醇缩丁醛同时下料入搅拌釜中，维持搅拌十分钟，然后再依次均匀加入DOP二辛酯、分散剂再维持搅拌五分钟，最后添加触变剂与1500目硅铝粉搅拌均匀，即制成适用高寒地区的沥青改性剂。 

3.根据权利要求2所述的适用高寒地区的沥青改性剂的制备方法，其特征在于：维持搅拌的速度为自转75±5转/分钟，公转45±5转/分钟；在维持搅拌的整个过程中温度为160～165℃。 

4.根据权利要求1所述的适用高寒地区的沥青改性剂在沥青混合料中的应用工艺：首先将所述沥青改性剂与在温度为165℃～175℃条件下搅拌烘干并进行二次筛分后的集料置入搅拌釜中干拌90s，拌合温度为165℃～175℃，然后添加矿粉，最后喷入温度为150～170℃的基质沥青湿拌90s，得到沥青混 合料。 

5.根据权利要求4所述的应用工艺，其特征在于：所述的基质沥青为道路石油沥青。 

6.根据权利要求4所述的应用工艺，其中沥青改性剂的掺加量占沥青混合料重量百分比为： 

a、在沥青混合料面层，沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.3%～0.35%； 

b、在沥青混合料中层，沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.25%～0.3%； 

c、在沥青混合料底层，沥青改性剂掺加量占沥青混合料重量的百分比为0.2%～0.25%。