CN103740121A - 一种道路改性沥青 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种道路改性沥青，由以下重量份的原料制成：沥青100份，锂辉石粉2～9份，硼镁石粉0.45～3.5份，壬基苯酚0.04～0.3份，二苯胺0.08～0.6份，交联剂0.07～0.5份；所述交联剂为正硅酸甲酯、异丙醇铝和乙酰丙酮钛中的一种或几种。本发明道路改性沥青具有良好的阻燃功效以及优良的路用性能，同时能够有效降低其在拌和以及摊铺过程中沥青烟和废气的释放量，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种道路改性沥青

技术领域

本发明属于道路沥青技术领域，具体涉及一种道路改性沥青。

背景技术

伴随着当今高速公路的飞速发展，高速公路的一些问题同时也暴露出来。沥青具有可燃性，尤其在油浸的情况下，高速公路上的交通事故等所引起的火灾一般会将路面沥青引燃，对路面造成严重损伤，特别是对于隧道内的沥青路面，一旦路面沥青被引燃，燃烧时会产生大量的热和浓烟，而且浓烟不易排出，使火灾现场的可见度大大降低，贻误灭火和抢救生命财产的时机，对国家和人民财产造成巨大损失。

此外，现在广泛应用于道路建设和养护的热拌沥青其拌和温度一般为160℃～180℃，对于橡胶沥青和部分改性沥青的拌和温度甚至高达190℃以上，这不仅需要耗费大量的加热燃油，而且会产生大量的温室气体和沥青烟等有害、有毒气体，对施工人员健康不利。

鉴于以上形势，发明一种具有阻燃抑烟和热拌减排功效的道路改性沥青具有十分重要的意义。然而，目前大部分具备某种特定功效的路面材料均是在保证路面材料使用性能的前提下，通过掺加一定量的改性剂而形成，其功能属性主要来源于所掺加改性剂。而在已有的改性剂中未见同时具有明显的热拌减排和阻燃抑烟功效的类型。

因此，为满足环境友好型道路的建设需要，亟需寻求一种具有阻燃抑烟和热拌减排功效的新型的道路改性沥青。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种道路改性沥青。该道路改性沥青具有良好的阻燃功效以及优良的路用性能，同时能够有效降低拌和以及摊铺过程中沥青烟和废气的释放量，具有良好的经济效益和社会效益。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种道路改性沥青，其特征在于，由以下重量份的原料制成：沥青100份，锂辉石粉2～9份，硼镁石粉0.45～3.5份，壬基苯酚0.04～0.3份，二苯胺0.08～0.6份，交联剂0.07～0.5份；所述交联剂为正硅酸甲酯、异丙醇铝和乙酰丙酮钛中的一种或几种。

上述的一种道路改性沥青，其特征在于，由以下重量份的原料制成：沥青100份，锂辉石粉3～8份，硼镁石粉0.55～3份，壬基苯酚0.06～0.2份，二苯胺0.09～0.45份，交联剂0.09～0.4份。

上述的一种道路改性沥青，其特征在于，由以下重量份的原料制成：沥青100份，锂辉石粉5.5份，硼镁石粉1.775份，壬基苯酚0.13份，二苯胺0.27份，交联剂0.245份。

所述重量份为两、斤、公斤、克、千克、吨等重量计量单位。

本发明道路改性沥青的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将沥青加热至160℃～170℃，然后将锂辉石粉和硼镁石粉加入加热后的沥青中搅拌均匀；

步骤二、将交联剂加入步骤一中加有锂辉石粉和硼镁石粉的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有交联剂的沥青在剪切速率为1300rpm～1800rpm的条件下剪切10min～15min；

步骤三、将二苯胺加入步骤二中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有二苯胺的沥青在剪切速率为2500rpm～4500rpm的条件下剪切20min～25min；

步骤四、将壬基苯酚加入步骤三中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有壬基苯酚的沥青在剪切速率为1300rpm～1800rpm的条件下剪切5min～10min，得到道路改性沥青。

本发明道路改性沥青的施工方法与传统的道路沥青的施工方法相同。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明道路改性沥青中添加有锂辉石粉、硼镁石粉、二苯胺、壬基苯酚和交联剂。其中，锂辉石粉具有显著的阻燃作用，其阻燃机理是在沥青燃烧的高温条件下，锂辉石粉可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，使燃烧区的火焰密度降低，最终使燃烧反应速度下降直至终止。此外，锂辉石粉和硼镁石粉还能组成多孔性的特殊结构，具有很强的吸附作用及交换作用，可以吸附预燃区存在的气相可燃物以及燃烧产生的沥青烟，阻止可燃物继续参与燃烧并降低沥青烟的生成和排放，从而达到阻燃和抑烟的双重功效。同时，锂辉石粉属于无机微粉类，无毒无害，并且价格低廉，来源广泛。壬基苯酚可以起到促进和协同阻燃的作用，提高阻燃效率。二苯胺能够起到辅助抑烟功能。交联剂提高了改性沥青的粘合强度和表面附着力。

2、本发明道路改性沥青具有显著的阻燃抑烟和热拌减排功能，能够有效降低拌和以及摊铺过程中沥青烟和废气的释放量，同时路用性能良好，具有很好的经济效益和社会效益，符合绿色生态和可持续发展的特点。

3、将本发明道路改性沥青按照我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）相关规程分别进行软化点、针入度以及延度试验，试验结果表明本发明道路沥青材料的软化点、针入度以及延度均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中的相关规定。

4、本发明道路改性沥青能够在不改变施工工艺，不增加铺摊设备的前提下得到简便的应用。本发明技术适应性强，具有广泛的推广应用前景，社会效益、环境效益和经济效益巨大。

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1

本实施例道路改性沥青由以下原料制成：沥青100份，锂辉石粉2份，硼镁石粉0.45份，交联剂0.07份，二苯胺0.08份，壬基苯酚0.04份；所述沥青为普通基质沥青；所述交联剂为正硅酸甲酯。

本实施例道路改性沥青的制备方法为：

步骤一、将沥青加热至160℃，然后将锂辉石粉和硼镁石粉加入加热后的沥青中搅拌均匀；

步骤二、将交联剂加入步骤一中加有锂辉石粉和硼镁石粉的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有交联剂的沥青以1400rpm的剪切速率剪切10min；

步骤三、将二苯胺加入步骤二中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有二苯胺的沥青以3000rpm的剪切速率剪切20min；

步骤四、将壬基苯酚加入步骤三中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有壬基苯酚的沥青以1400rpm的剪切速率剪切5min，得到道路改性沥青。

本实施例道路改性沥青的性能测试数据见表1。

实施例2

本实施例道路改性沥青由以下原料制成：沥青100份，锂辉石粉5.5份，硼镁石粉1.975份，交联剂0.285份，二苯胺0.34份，壬基苯酚0.17份；所述沥青为SBS改性沥青；所述交联剂为异丙醇铝。

本实施例道路改性沥青的制备方法为：

步骤一、将沥青加热至165℃，然后将锂辉石粉和硼镁石粉加入加热后的沥青中搅拌均匀；

步骤二、将交联剂加入步骤一中加锂辉石粉和硼镁石粉的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有交联剂的沥青以1600rpm的剪切速率剪切13min；

步骤三、将二苯胺加入步骤二中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有二苯胺的沥青以3600rpm的剪切速率剪切23min；

步骤四、将壬基苯酚加入步骤三中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有壬基苯酚的沥青以1600rpm的剪切速率剪切7min，得到道路改性沥青。

本实施例道路改性沥青的性能测试数据见表1。

实施例3

本实施例道路改性沥青由以下原料制成：沥青100份，锂辉石粉9份，硼镁石粉3.5份，交联剂0.5份，二苯胺0.6份，壬基苯酚0.3份；所述沥青为SBR改性沥青；所述交联剂为乙酰丙酮钛。

本实施例道路改性沥青的制备方法为：

步骤一、将沥青加热至170℃，然后将锂辉石粉和硼镁石粉加入加热后的沥青中搅拌均匀；

步骤二、将交联剂加入步骤一中加锂辉石粉和硼镁石粉的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有交联剂的沥青以1800rpm的剪切速率剪切15min；

步骤三、将二苯胺加入步骤二中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有二苯胺的沥青以4500rpm的剪切速率剪切25min；

步骤四、将壬基苯酚加入步骤三中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有壬基苯酚的沥青以1800rpm的剪切速率剪切9min，得到道路改性沥青。

本实施例道路改性沥青的性能测试数据见表1。

实施例4

本实施例道路改性沥青由以下原料制成：沥青100份，锂辉石粉3份，硼镁石粉0.55份，交联剂0.09份，二苯胺0.09份，壬基苯酚0.06份；所述沥青为天然橡胶改性沥青；所述交联剂为正硅酸甲酯和异丙醇铝按质量比1:1混合而成的混合物。

本实施例道路改性沥青的制备方法为：

步骤一、将沥青加热至160℃，然后将锂辉石粉和硼镁石粉加入加热后的沥青中搅拌均匀；

步骤二、将交联剂加入步骤一中加锂辉石粉和硼镁石粉的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有交联剂的沥青以1300rpm的剪切速率剪切10min；

步骤三、将二苯胺加入步骤二中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有二苯胺的沥青以2500rpm的剪切速率剪切20min；

步骤四、将壬基苯酚加入步骤三中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有壬基苯酚的沥青以1300rpm的剪切速率剪切4min，得到道路改性沥青。

本实施例道路改性沥青的性能测试数据见表1。

实施例5

本实施例道路改性沥青由以下原料制成：沥青100份，锂辉石粉5.5份，硼镁石粉1.775份，交联剂0.245份，二苯胺0.27份，壬基苯酚0.13份；所述沥青为天然橡胶改性沥青；所述交联剂为正硅酸甲酯和乙酰丙酮钛按质量比3:1混合而成的混合物。

本实施例道路改性沥青的制备方法为：

步骤一、将沥青加热至165℃，然后将锂辉石粉和硼镁石粉加入加热后的沥青中搅拌均匀；

步骤二、将交联剂加入步骤一中加锂辉石粉和硼镁石粉的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有交联剂的沥青以1500rpm的剪切速率剪切12min；

步骤三、将二苯胺加入步骤二中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有二苯胺的沥青以3500rpm的剪切速率剪切22min；

步骤四、将壬基苯酚加入步骤三中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有壬基苯酚的沥青以1500rpm的剪切速率剪切6min，得到道路改性沥青。

本实施例道路改性沥青的性能测试数据见表1。

实施例6

本实施例道路改性沥青由以下原料制成：沥青100份，锂辉石粉8份，硼镁石粉3份，交联剂0.4份，二苯胺0.45份，壬基苯酚0.2份；所述沥青为天然橡胶改性沥青，所述交联剂为正硅酸甲酯、异丙醇铝和乙酰丙酮钛按质量比1:1:2混合而成的混合物。

本实施例道路改性沥青的制备方法为：

步骤一、将沥青加热至170℃，然后将锂辉石粉和硼镁石粉加入加热后的沥青中搅拌均匀；

步骤二、将交联剂加入步骤一中加锂辉石粉和硼镁石粉的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有交联剂的沥青以1700rpm的剪切速率剪切14min；

步骤三、将二苯胺加入步骤二中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有二苯胺的沥青以4300rpm的剪切速率剪切24min；

步骤四、将壬基苯酚加入步骤三中剪切后的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有壬基苯酚的沥青以1700rpm的剪切速率剪切8min，得到道路改性沥青。

本实施例道路改性沥青的性能测试数据见表1。

为验证本发明道路改性沥青的路用性能以及阻燃抑烟性能，依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJE20-2011)的相关规定对本发明实施例1至6道路改性沥青进行针入度、软化点和延度试验，依据《塑料燃烧性能试验方法-氧指数法》(GB/T2408-2008)的相关规定对本发明实施例1至6道路改性沥青进行氧指数试验，依据《建筑材料燃烧或分解的烟密度等级试验方法》(GB/T8627)的相关规定对本发明实施例1至6道路改性沥青进行烟密度试验。本发明实施例1至6道路改性沥青的具体试验结果如表1所示。

表1本发明实施例1至6道路改性沥青的试验结果

由表1可知，本发明道路改性沥青的针入度、延度以及软化点均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的相关技术要求，而且本发明道路改性沥青性能随锂辉石粉、硼镁石粉掺量的增加而提高，尤其是道路改性沥青的阻燃抑烟功效升高。此外，本发明道路改性沥青的氧指数大于25%，烟密度小于75，达到了国家对阻燃材料的相关要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种道路改性沥青，其特征在于，由以下重量份的原料制成：沥青100份，锂辉石粉2～9份，硼镁石粉0.45～3.5份，壬基苯酚0.04～0.3份，二苯胺0.08～0.6份，交联剂0.07～0.5份；所述交联剂为正硅酸甲酯、异丙醇铝和乙酰丙酮钛中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种道路改性沥青，其特征在于，由以下重量份的原料制成：沥青100份，锂辉石粉3～8份，硼镁石粉0.55～3份，壬基苯酚0.06～0.2份，二苯胺0.09～0.45份，交联剂0.09～0.4份。

3.根据权利要求2所述的一种道路改性沥青，其特征在于，由以下重量份的原料制成：沥青100份，锂辉石粉5.5份，硼镁石粉1.775份，壬基苯酚0.13份，二苯胺0.27份，交联剂0.245份。