CN103589175A - 一种新型园林路面材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型园林路面材料及其制备方法，属于园林筑路领域。为了提高普通沥青的性能，降低园林道路的维护成本，本发明提供一种新型园林路面材料及其制备方法，该沥青再生剂包括沥青、颜料、轻质油分、增塑组分、米糠以及稳定剂，并具体限定了各组分的选择范围和组成。老化试验和低温性能试验显示，该新型园林路面材料与普通沥青混合后可以大幅度提升普通沥青的粘弹性能及路面的抗裂性能和耐久性能，因此具有广阔的应用前景。

Description

一种新型园林路面材料及其制备方法

技术领域

   本发明涉及一种新型园林路面材料及其制备方法，属于道路养护领域。

背景技术

园林是组织和引导游人观赏景物的驱足空间,与建筑、水体、山石、植物等造园要素一起组成丰富多彩的园林景观。而园林道路又是园林的脉络,它的规划布局及走向必须满足该区域使用功能的要求，同时也要与周围环境相协调。园林道路是园林的组成部分，起着组织空间、引导游览、交通联系并提供散步休息场所的作用。它象脉络一样，把园林的各个景区景点联成整体。所以,除了具有与人行道路相同的交通功能外，还有许多特有的功能。

划分园林空间中国传统园林“道莫便于捷,而妙于迂”、路径盘蹊”、“曲径通幽”等都道出了园林道路在有限的空间内忌直求曲,以曲为妙。“斗折蛇行”、“一步一换形”、“一曲一改观”,追求一种隽永含蓄、深邃空远的意境,目的在于增加园林的空间层次,使一幅幅画景不断地展现在游人面前。园路规划决定了全园的整体布局。各景区、景点看似零散,实以园路为纽带,通过有意识的布局,有层次、有节奏地展开,使游人充分感受园林艺术之美。材料是构成景观的基本元素，园林景观材料是园林建设的物质基础，也是表达设计理念的客观载体。人们随着需求的增加，不仅希望园林景观具有使用价值 和观赏价值，而且希望具有生态价值和文化价值。景观园林给人的视觉美感和心理感受要靠材料去表现，目前已经有很多新型材料被运用到园林景观中，并显示出极大的优越性。

我国古典园林中铺地常用的材料有:石块、方砖、卵石、石板及砖石碎片等。在现代园林中,除沿用传统材料外,水泥、沥青、彩色卵石、文化石等材料正以各种形式为园林工作者广泛采用。传统的路面铺地受材料的限制大多为灰色并进行各种纹样设计,如用荷花象征“出污泥而不染”的高尚品德;用兰花象征素雅清幽,品格高尚等。而在现代园林的建设中,继承了古代铺地设计中讲究韵律美的传统,并以简洁、明朗、大方的格调,增添了现代园林的时代感。目前较为流行的是预制块铺路。原因是工厂化成本较低、颜色品种多,且可以重复使用。形状有方、长方、六角、弧形等到等。变化很多,可拼成各种各样的图案。平板冰片路是用不规则的花岗岩石、青石板等精心错开铺设面成。此外,用砖铺路可铺成人字形、纹形等形状;砂砾小径,可铺成斑斑点,还用各种条纹、沟槽的混凝土砖铺地,在阳光的照射下,能产生很好的光影效果,不仅具有很好的装饰性,还减少了路面的反光强度,提高了路面的抗滑性能。彩色路面的应用,已逐渐为人们所重视,使路面铺地的材料有较多的选择性并富于灵活性。它能把“情绪”赋予风景。一般认为暖色调表现热烈兴奋的情绪,冷色调较为幽雅、明快。明朗的色调给人清新愉快之感,灰暗的色调则表现为沉稳宁静。因此在铺地设计中要有意识地利用色彩变化,这样可以丰富和加强空间的气氛。较常采用的彩色路面有:如红砖路、青砖路、彩色卵石路、水泥调色路、彩色石米路等。随着新兴材料的增多,园路的铺装将是五彩斑谰。

为了使我们的道路更具有色彩感,现在采用较多的就是彩色沥青路面,在城市中铺筑彩色沥青路面可以起到美化城市和诱导交通的作用。施工单位以该项目为依托,收集国内外相关资料,通过脱色沥青、石料、颜料及添加剂的选择, 配制出性能符合公路沥青路面施工技术规范的彩色沥青混凝土,并通过严格的拌制及施工控制,使施工后的路面不仅具有绚丽的色彩,并具有良好的路用性能。但现有的园林道路所使用的彩色沥青往往只注重外观而不注重性能和使用寿命，随着交通运输负荷的增加以及路面材料使用寿命的临近，一大批沥青路面相继出现了较为严重的车辙、磨损、裂纹等病害，沥青路面的翻修将会产生大量的普通沥青混凝土材料，如果不对这些废弃物加以利用，不仅会造成巨大的资源浪费，还会占用土地，污染环境，严重影响着园林道路景观和游客的游览体验。

本发明旨在提供一种抗裂性能和耐久性能优异、绿色环保的园林路面用彩色沥青。

发明内容

现有技术中园林路面材料注重外观而忽略路面材料的抗温性能，造成路面材料老化较快，维护成本上升。为了克服上述缺陷，本发明提供一种以显著提高普通沥青粘弹性能的园林路面材料以进一步提高再生沥青的粘弹性能及路面的抗裂性能和耐久性能。

本发明旨在提供一种新型园林铺路材料及其制备方法，所述的园林铺路材料由包括轻质油分、增塑组分、沥青、米糠、稳定剂、废旧橡胶粉等原材料制备而成，所述普通沥青园林铺路材料中各原材料所占的重量份数为：

沥青：30 ~ 60 份；

颜料：10 ~ 25 份；

轻质油分 1~20份

废旧橡胶粉 10~20份

增塑组分 1-3份

米糠 1~5份

稳定剂 0.1~2份

其中：

所述的轻质油分为环烷油、芳烃油、糠醛油、玉米油等中的一种或者任意二种以上的混合，当轻质油分为任意二种以上的混合时，其组分可以为任意配比。

所述的废旧橡胶粉为活化废弃橡胶粉，所述活化废弃橡胶粉细度优选为40目~80目。

所述的增塑组分为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或其组合。

所述的沥青为90#或者110#基质沥青。

所述的稳定剂为过氧二异丙苯。

上述园林铺路材料的制备方法包括如下步骤：首先将沥青加热到165℃-175℃，放置在高速剪切机下，开动高速剪切机并控制高速剪切机的剪切转速为3000～5000转/min、剪切温度为172℃-178℃，30min内依次向高速剪切机下添加处方量的米糠和增塑组分，加入完成后保持剪切转速进行高速剪切15-30min；然后提高高速剪切机的剪切转速至5000~7000转/min，向高速剪切机中添加处方量的废旧橡胶粉、轻质油分和稳定剂，加入完成后保持该剪切转速进行高速剪切15~30min得到剪切料；剪切完成后将剪切料置于烘箱内，维持烘箱温度为160～170℃进行溶胀发育60min，然后将剪切料静置60～90min后加入颜料混合均匀即可得到本发明新型园林路面材料。

本发明还请求保护上述新型园林路面材料在园林铺路中的应用。其中本发明新型园林路面材料用于园林铺路时可以单独使用或与普通沥青混合使用。

本发明实施例8证明，参比实施例沥青园林铺路材料和本发明沥青园林铺路材料对于普通沥青的针入度、软化点、延度以及旋转黏度均有较大改善。但本发明园林铺路材料在上述指标改善方面要远优于参比实施例园林铺路材料。这表明本发明园林铺路材料对于普通沥青的软化性以及延展性等指标均具有显著的改善作用。本发明实施例9证实，使用不同园林铺路材料后对于沥青混合料的低温性能也是不同。其中使用参比实施例园林铺路材料制备得到混合料最大弯拉应变与基质沥青相差不大，其弯曲劲度模量甚至大于全新料的劲度模量，这说明此种再生料铺筑的路面低温变形能力较差，较容易发生低温开裂。而采用本发明园林铺路材料制备的混合料弯曲劲度模量显著降低，最大弯拉应变显著升高。这表明本发明园林铺路材料对普通沥青的低温性能可以显著改善。其中实施例4所对应的园林铺路材料对普通沥青的低温性能改善能力最强，为本发明最优实施例。实施例10证实，不同添加比例下本发明沥青园林铺路材料对于普通沥青均具有明显的改善作用，当添加比例为9.0%和12%时，混合料的延度下降且旋转黏度增加。因此，本发明沥青园林铺路材料的添加比例为0.3-4%时其对普通沥青的软化性能和延展性能改善效果较好，其中添加比例为3%时，改善效果最好。

本发明新型园林路面材料与现有技术相比，具有如下技术优势：

1)      本发明新型园林路面材料可以显著改善普通沥青的针入度、软化点、延度以及旋转黏度等参数，可以对普通沥青的抗裂性能以及耐久性能全面提升。本发明实施例8证实，其在上述指标改善方面显著优于参比实施例。

2)      本发明新型园林路面材料可以显著改善普通沥青的低温抗裂性能。本发明实施9证实，采用本发明园林铺路材料制备的混合料弯曲劲度模量显著降低，最大弯拉应变显著升高。这表明本发明园林铺路材料对普通沥青的低温性能可以显著改善。

3)      实施例4对应新型园林路面材料在耐久性能、抗裂性能以及低温抗裂性能显著优于其他实施例制备得到的新型园林路面材料。

4)      本发明新型园林路面材料用于普通沥青再生时添加比例小，改善效果好。本发明实施例10证实，其较佳添加比例为0.3-4%，这意味着其用于改善普通沥青时成本更低。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更加清楚本发明的发明内容，下面通过具体实施例进一步说明本发明发明内容，但所述实施例并不以任何方式限定本发明。

实施例1 本发明新型园林路面材料

所述新型园林路面材料由如下组分组成：沥青30份、颜料10份、轻质油分 1份、废旧橡胶粉 10份、增塑组分 3份、米糠 5份、稳定剂 2份。其中轻质油分为环烷油，废旧橡胶粉为活化废弃橡胶粉，细度为40目，所述的增塑组分为邻苯二甲酸二丁酯，稳定剂为过氧二异丙苯。

上述新型园林路面材料的制备方法为：首先将沥青加热到165℃，放置在高速剪切机下，开动高速剪切机并控制高速剪切机的剪切转速为5000转/min、剪切温度为172℃，30min内依次向高速剪切机下添加处方量的米糠和增塑组分，加入完成后保持剪切转速进行高速剪切30min；然后提高高速剪切机的剪切转速至7000转/min，向高速剪切机中添加处方量的废旧橡胶粉、轻质油分和稳定剂，加入完成后保持该剪切转速进行高速剪切30min得到剪切料；剪切完成后将剪切料置于烘箱内，维持烘箱温度为170℃进行溶胀发育60min，然后将剪切料静置90min后加入颜料混合均匀即可得到本发明新型园林路面材料。

实施例2本发明新型园林路面材料

所述新型园林路面材料由如下组分组成：沥青40份、颜料20份、轻质油分 1份、废旧橡胶粉 10份、增塑组分 3份、沥青 100份、米糠 5份、稳定剂 2份。其中轻质油分为环烷油，废旧橡胶粉为活化废弃橡胶粉，细度为40目，所述的增塑组分为邻苯二甲酸二丁酯，稳定剂为过氧二异丙苯。

上述新型园林路面材料的制备方法为：首先将沥青加热到175℃，放置在高速剪切机下，开动高速剪切机并控制高速剪切机的剪切转速为3000转/min、剪切温度为178℃，30min内依次向高速剪切机下添加处方量的米糠和增塑组分，加入完成后保持剪切转速进行高速剪切15min；然后提高高速剪切机的剪切转速至5000转/min，向高速剪切机中添加处方量的废旧橡胶粉、轻质油分和稳定剂，加入完成后保持该剪切转速进行高速剪切15min得到剪切料；剪切完成后将剪切料置于烘箱内，维持烘箱温度为160℃进行溶胀发育60min，然后将剪切料静置60min后加入颜料混合均匀即可得到本发明新型园林路面材料。

实施例 3-实施例7 本发明普通沥青园林铺路材料及其制备方法

所述新型园林路面材料中的组分和含量如下表所示：

 表1 实施例3-7中新型园林路面材料中组分份数

          表2 实施例3-7中新型园林路面材料中组分选择

实施例3所述的新型园林路面材料的制备方法：首先将沥青加热到170℃，放置在高速剪切机下，开动高速剪切机并控制高速剪切机的剪切转速为4000转/min、剪切温度为175℃，30min内依次向高速剪切机下添加处方量的米糠和增塑组分，加入完成后保持剪切转速进行高速剪切20min；然后提高高速剪切机的剪切转速至6000转/min，向高速剪切机中添加处方量的废旧橡胶粉、轻质油分和稳定剂，加入完成后保持该剪切转速进行高速剪切25min得到剪切料；剪切完成后将剪切料置于烘箱内，维持烘箱温度为165℃进行溶胀发育60min，然后将剪切料静置75min后加入颜料混合均匀即可得到本发明新型园林路面材料。

实施例4所述新型园林路面材料的制备方法同实施例1；实施例5和实施例6所述新型园林路面材料的制备方法同实施例2；实施例7所述新型园林路面材料的制备方法同实施例3。

参比实施例参照专利申请201310066085.9实施例1 ：

该实施例的普通沥青园林铺路材料的制备原料用量为：废旧橡胶粉、邻苯二甲酸二丁酯、糠醛油的质量百分比为：废旧橡胶粉20%、邻苯二甲酸二丁酯15%、糠醛油65% ；塑解剂五氯硫酚的添加质量为废旧橡胶粉质量的0.1% ；石油树脂的添加质量为废旧橡胶粉、增塑剂、芳香性轻质油分和塑解剂总质量的12%。

具体制备方法为：（1）将废旧橡胶粉与邻苯二甲酸二丁酯、糠醛油充分混合，在常温下溶胀30min ；（2）向溶胀后的固液混合液中加入塑解剂，充分搅拌均匀；（3）将混合液装入三角瓶，塞上带小孔玻璃塞，置入微波处理器，选择450w 功率，辐照处理3min，取出搅拌均匀后，重复微波处理操作3-4 次使橡胶充分软化降解；（4）待步骤（3）处理后的混合液温度降至70-90℃时加入石油树脂，并搅拌溶解至均匀，即得普通沥青园林铺路材料。

实施例8  本发明沥青园林铺路材料对普通沥青性能的影响实验

老化实验参照交通部《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》(JTGE20-2011) 中T0610-2011、T0630-2011 先后进行85min 沥青旋转薄膜加热实验和20h 的压力老化容器加速沥青老化实验，模拟沥青混合料施工及使用5-10 年的沥青老化效果。将本发明的普通沥青园林铺路材料占普通沥青5%的质量比加入加热后的普通沥青中，缓慢搅拌均匀后浇模，进行软化点、针入度、延度、粘度以及低温劲度模量的测试，并与相应的基质沥青作对比，分析本发明的普通沥青园林铺路材料对普通沥青性能的影响。测试结果如表3所示。

 表3 本沥青园林铺路材料对普通沥青性能的影响实验

与普通沥青相比，*P＜0.05，**P＜0.01；与参比实施例混合料相比，#P＜0.05，##P＜0.01；

延度是沥青低温性能的反应，延度越大沥青的低温柔韧性和延展性越好，抗低温开裂能力就越强。由表2可以看出，参比实施例沥青园林铺路材料和本发明沥青园林铺路材料对于普通沥青的针入度、软化点、延度以及旋转黏度均有较大改善。但本发明沥青园林铺路材料在上述指标改善方面要远优于参比实施例沥青园林铺路材料。这表明本发明沥青园林铺路材料对于普通沥青的软化性以及延展性等指标均具有显著的改善作用。其中本发明实施例4所对应的园林铺路材料对普通沥青的性能改善效果最明显，为本发明最优实施例。

实施例 9 本发明园林铺路材料对普通沥青的低温抗裂性能影响

 参照《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》(JTG E20-2011) 中T0728-2000 沥青混合料弯曲蠕变实验进行，将轮辙成型的试件切割成40mm×40mm×250mm 的小梁，实验温度为-10℃，加载速率为50mm/min，采用美国MTS-810 材料万能实验机进行实验。结果如表4所示。

     表4 不同园林铺路材料对普通沥青低温性能的改善能力对比

与基质沥青混合料相比，*P＜0.05，**P＜0.05；与参比实施例混合料相比，#P＜0.05，##P＜0.05；

混合后沥青的混合料的弯曲劲度模量和最大弯拉应变与再生沥青混合料的低温性能有较大的关系。由表4可以看出，使用不同园林铺路材料后对于再生沥青混合料的低温性能也是不同。其中使用参比实施例园林铺路材料制备得到混合料最大弯拉应变与基质沥青相差不大，其弯曲劲度模量甚至大于全新料的劲度模量，这说明此种再生料铺筑的路面低温变形能力较差，较容易发生低温开裂。而采用本发明园林铺路材料制备的混合料弯曲劲度模量显著降低，最大弯拉应变显著升高。这表明本发明园林铺路材料对普通沥青的低温性能可以显著改善。其中实施例4所对应的园林铺路材料对普通沥青的低温性能改善能力最强，为本发明最优实施例。

实施例10 本发明沥青园林铺路材料不同添加比例下对普通沥青的改善能力

老化试验方法同本发明实施例8，采用本发明实施例4所制备得到的普通沥青园林铺路材料，控制添加比例如下表所示，测定不同添加比例下对于普通沥青的再生能力。其中添加比例是指沥青园林铺路材料与普通沥青的重量比例。

    表 5 本发明园林铺路材料不同添加比例下对普通沥青的再生能力

与普通沥青相比，*P＜0.05，**P＜0.01；

由表5可以看出，不同添加比例下本发明沥青园林铺路材料对于普通沥青均具有明显的改善作用，当添加比例为9.0%和12%时，混合料的延度下降且旋转黏度增加。因此，本发明沥青园林铺路材料的添加比例为0.3-4%时其对普通沥青的软化性能和延展性能改善效果较好，其中添加比例为3%时，改善效果最好。

Claims (8)

1.一种新型园林路面材料，其特征在于，其包括轻质油分、增塑组分、沥青、米糠、稳定剂、废旧橡胶粉等原材料制备而成，所述普通沥青再生剂中各原材料所占的重量份数为：

沥青 30 ~ 60 份；

颜料 10 ~ 25 份；

轻质油分 1~20份

废旧橡胶粉 10~20份

增塑组分 1-3份

米糠 1~5份

稳定剂 0.1~2份。

2.如权利要求1所述的新型园林路面材料，其特征在于，所述的轻质油分为环烷油、芳烃油、糠醛油、玉米油等中的一种或者任意二种以上的混合；所述的废旧橡胶粉为活化废弃橡胶粉；所述的增塑组分为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或其组合；所述的沥青为90#或者110#基质沥青；所述的稳定剂为过氧二异丙苯。

3.如权利要求2所述的新型园林路面材料，其特征在于，当轻质油分为任意二种以上的混合时，其组分可以为任意配比。

4. 如权利要求2所述的新型园林路面材料，其特征在于，活化废弃橡胶粉细度为40目~80目。

5.一种制备权利要求1所述新型园林路面材料的方法，其特征在于，其包括如下步骤：首先将沥青加热到165℃-175℃，放置在高速剪切机下，开动高速剪切机并控制高速剪切机的剪切转速为3000～5000转/min、剪切温度为172℃-178℃，30min内依次向高速剪切机下添加处方量的米糠和增塑组分，加入完成后保持剪切转速进行高速剪切15-30min；然后提高高速剪切机的剪切转速至5000~7000转/min，向高速剪切机中添加处方量的废旧橡胶粉、轻质油分和稳定剂，加入完成后保持该剪切转速进行高速剪切15~30min得到剪切料；剪切完成后将剪切料置于烘箱内，维持烘箱温度为160～170℃进行溶胀发育60min，然后将剪切料静置60～90min后加入颜料混合均匀即可得到本发明园林路面材料。

6.权利要求1-4任一所述的新型园林路面材料在园林铺路中的应用。

7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的新型园林路面材料用于园林铺路时可以单独使用或与普通沥青混合使用。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，新型园林路面材料与普通沥青混合使用时所述园林路面材料占混合料的0.3-4%。