CN102910854A - 一种抗车辙剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗车辙剂，其特征在于：由以下重量百分比的组分构成：三价铁盐：40~50%；合成橡胶：40~50%；硫磺稳定剂：10~12%。一种抗车辙剂的制备方法：其特征在于：包括以下步骤：⑴.将合成橡胶粉碎至细度为80目以下；⑵.将粉碎好的合成橡胶和硫磺稳定剂按组分比例加入至三价铁盐溶液；⑶.常温下将其搅拌均匀，即制成抗车辙剂。本发明的抗车辙剂原料易于取得，制备方法简单，采用较小用量即可取得极佳效果，成本低，拌和时间短，能耗小；常温施工，施工过程易于控制，且无污染排放，提高沥青混合料高温稳定性和抗车辙能力是一种具有较高创新性的抗车辙剂。本发明抗车辙剂制备方法，操作简单，易于控制，无污染。

Description

一种抗车辙剂及其制备方法

技术领域

本发明属于路面材料领域，特别是一种用于增强沥青混合料抗车辙能力的抗车辙剂及其制备方法。

背景技术

高速公路沥青路面早期破损问题，已成为影响我国公路健康发展的突出矛盾，全国各地都不同程度地存在着路面过早损坏问题。且呈现出损坏时间早、损坏范围宽、损坏程度重的特点。在沥青路面的早期损坏中尤其以高温车辙破坏最为突出，不仅南方，而且北方也出现了严重的车辙。目前，为解决沥青路面车辙破坏，提高沥青混合料的抗车辙能力，普遍的做法主要有：

1、级配改良。级配改良是一柄双刃剑，如果级配合理性欠佳就可能提高了抗车辙性能，而产生了水损坏。

2、沥青改性。沥青改性的效果比较好，但存在沥青与改性剂的相容性问题，为了达到更高的抗车辙性能，需要高剂量的改性剂，而高剂量的改性剂难以在沥青中分散均匀，而且在运输途中和储存过程中会出现改性剂与沥青的分层离析，其性能反而不如基质沥青。

3、采用抗车辙剂。

目前市场上抗车辙剂产品种类很多，且大多都是由多种聚合物复合成的沥青混合料添加剂，尽管可以通过集料表面的增粘、加筋、填充以及沥青改性、弹性恢复等多重作用而提高沥青混合料的高温稳定性，但存在以下问题：掺加量大，成本相对较高；拌和时间延长，增加能耗；需提高施工温度，增加施工控制难度和污染排放；抗车辙能力提高的效果相对较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抗车辙剂，其可显著提高沥青路面的高温抗车辙能力，降低重载车辆和大流量交通负荷对沥青路面的损害，有效延长沥青路面使用寿命。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种抗车辙剂，其特征在于：由以下重量百分比的组分构成：

三价铁盐：40~50%；

合成橡胶：40~50%；

硫磺稳定剂：10~12%。

所述的合成橡胶为废旧轮胎胶粉。

一种抗车辙剂的制备方法：其特征在于：包括以下步骤：

⑴.将合成橡胶粉碎至细度为80目以下；

⑵.将粉碎好的合成橡胶和硫磺稳定剂按组分比例加入至三价铁盐溶液；

⑶.常温下将其搅拌均匀，即制成抗车辙剂。

本发明的优点和有益效果为：

1.本发明的抗车辙剂，由于水溶液中的铁离子带有较强的正电荷，其与石料的亲合力大于水对石料的亲合力，从而能与石料更紧密粘合，使石料显出更强的正电性，进而达到与带负电的沥青相互吸引，牢固粘合的效果；同时胶粉在与沥青的接触作用过程中，吸收沥青中的油分，溶胀后均匀分布在沥青中，使得沥青的软化点提高、粘度增加，沥青混合料的力学性能改善，沥青路面的高温抗车辙性能显著提高。

2.本发明的抗车辙剂是一种能够提高沥青混合料高温稳定性和抗车辙能力的新型聚合物外加改性剂。在沥青混合料中加入该抗车辙剂可以大幅度提高沥青的粘度，显著提高沥青路面的高温抗车辙能力，降低重载车辆和大流量交通负荷对沥青路面的损害，有效延长沥青路面使用寿命，具有很强的工程应用价值。

3.本发明的抗车辙剂原料易于取得，制备方法简单，采用较小用量即可取得极佳效果，成本低，拌和时间短，能耗小；常温施工，施工过程易于控制，且无污染排放，提高沥青混合料高温稳定性和抗车辙能力是一种具有较高创新性的抗车辙剂。

附图说明

图1为选取的矿料级配曲线。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1

一种抗车辙剂，其由以下组分构成：

三氯化铁：40Kg；

合成橡胶：40Kg；

硫磺稳定剂：10Kg。`

上述抗车辙剂的制备方法：包括以下步骤：

⑴.将40Kg合成橡胶粉碎至细度为75目；

⑵.将粉碎好的合成橡胶和10Kg硫磺稳定剂加入至三氯化铁溶液40Kg中；

⑶.常温下将搅拌均匀，即制成抗车辙剂。

实施例2

一种抗车辙剂，其由以下组分构成：

三氯化铁：45Kg；

合成橡胶：45Kg；

硫磺稳定剂：11Kg。`

上述抗车辙剂的制备方法：包括以下步骤：

⑴.将45Kg合成橡胶粉碎至细度为50目；

⑵.将粉碎好的合成橡胶和11Kg硫磺稳定剂加入至三氯化铁溶液45Kg中；

⑶.常温下将搅拌均匀，即制成抗车辙剂。

实施例3

一种抗车辙剂，其由以下组分构成：

三氯化铁：50Kg；

合成橡胶：50Kg；

硫磺稳定剂：12Kg。`

上述抗车辙剂的制备方法：包括以下步骤：

⑴.将50Kg合成橡胶粉碎至细度为80目；

⑵.将粉碎好的合成橡胶和12Kg硫磺稳定剂加入至三氯化铁溶液50Kg中；

⑶.常温下将搅拌均匀，即制成抗车辙剂。

本发明的抗车辙剂，具有如下优点：

1.性价比更高：在普通沥青混合料中仅需掺加0.1%～0.3%的1518抗车辙剂，即可显著提高沥青混合料的抗高温性能，并改善抗水损坏性能、抗低温开裂性能等。

⑴.室内研究试验结果表明，采用0.1%的1518抗车辙剂处理沥青混合料，即可显著提高沥青混合料的抗车辙能力十倍以上，室内试验结果如下：

该产品按照混合料重量的千分之一投入拌缸中搅拌3分钟，沥青混合料抗车辙能力显著提高。

玄武岩混合料处理前后抗车辙能力试验结果（石灰岩、滨州70号沥青）

项目

45分钟辙深

60分钟辙深

平均

变异系数

	（mm）	（mm）	（次/mm）	（％）
					不加入	5.88	6.92	606	12.1
混合料千分之一加入	2.57	2.65	7875	12.8

⑵.该产品按照混合料重量的千分之一投入拌缸中搅拌3分钟，后制成马歇尔试件，试件在常温水中浸泡2年，进行抗水破坏能力试验，试验结果显示抗水破坏能力显著提高。

加入该产品前后沥青混合料抗水破坏能力试验结果

2.采用该产品处理沥青混合料可提高其低温抗裂能力

用抗车辙剂处理的胶浆（矿粉、加德士沥青及相应剂量的抗车辙剂）用BBR试验检验其低温性能。

BBR试验结果表

由上表可以看出，处理后的沥青胶浆的劲度变小，而m值增大。说明处理后的沥青胶浆低温抗裂性能提高。

3.不影响配合比设计，降低技术难度。

在任何掺加量下均不改变沥青混合料的级配，且无需对油石比进行调整。

4.生产工艺简单，可操作性强。

如用该产品处理酸性集料，可在料堆上方直接喷洒该产品水溶液，集料全部浸湿晾晒一段时间后即可生产沥青混合料。

如用该产品作为抗车辙剂，可在沥青混合料生产过程中将该产品直接投入拌缸中即可，不需要增加特殊设备，且对拌和时间和施工温度没有任何影响。

天津市某快速路实体工程应用情况如下：

各原材料产地为河北玉田产石灰岩粗集料；现场生产石灰岩细集料及矿粉；沥青为中国石化（东海）SBS类I-D级改性沥青。原材料的各项指标满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）的要求。

采用GTM方法进行AC-20C型改性沥青混合料配合比设计，并按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）的相关试验方法对沥青混合料的动稳定度、冻融劈裂和低温性能进行测试。

矿料级配曲线如图1中所示：

配合比设计采用GTM方法。试件成型条件为：垂直压力0.8MPa；拌和温度180℃；成型温度160℃～165℃；控制方式为极限平衡状态，确定最佳油石比为4.0%。

车辙试验结果见下表。试验温度为60℃，轮压0.7MPa。检验结果表明，GTM法设计的加入抗车辙剂3‰的AC-20C型改性沥青混合料在设计最佳油石比条件下具有显著的抗车辙能力。

AC-20C型改性沥青混合料车辙试验结果（油石比4.0%）

项目	不加入	加入0.3%抗车辙剂
			动稳定度（次/mm）	2980	7325
变异系数（％）	11.6	10.8

水稳定性试验结果见下表。检验结果表明，GTM法设计的加入抗车辙剂3‰的AC-20C型改性沥青混合料在最佳油石比下的水稳定性显著提高。

AC-20C型改性沥青混合料水稳定性检验结果（油石比4.0%）

混合料的低温性能采用-10℃低温条件下低温弯曲破坏试验进行验证，试验设备为MTS-810材料试验机，加载速率为50mm/min。试验结果见下表：

弯曲蠕变试验结果表

尽管为说明目的公开的本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (3)

1.一种抗车辙剂，其特征在于：由以下重量百分比的组分构成：

三价铁盐：40~50%；

合成橡胶：40~50%；

硫磺稳定剂：10~12%。

2.根据权利要求1所述的抗车辙剂，其特征在于：所述的合成橡胶为废旧轮胎胶粉。

3.一种抗车辙剂的制备方法：其特征在于：包括以下步骤：

⑴.将合成橡胶粉碎至细度为80目以下；

⑵.将粉碎好的合成橡胶和硫磺稳定剂按组分比例加入至三价铁盐溶液；

⑶.常温下将其搅拌均匀，即制成抗车辙剂。

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