CN103788666B

CN103788666B - 沥青路面抗车辙剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103788666B
Application number: CN201310700926.7A
Authority: CN
Inventors: 张培; 谭华; 姚杏芬
Original assignee: GUANGXI KEZHONGDA TRAFFIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGXI KEZHONGDA TRAFFIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2033-12-16
Also published as: CN103788666A

Abstract

本发明公开一种沥青路面抗车辙剂，抗车辙剂原料按重量份包括聚对苯二甲酸丁二醇酯、晶须、聚酰亚胺树脂、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、天然岩沥青；抗车辙剂与沥青混合料拌和时能够迅速溶于沥青中，各组分协同作用提高沥青胶结料的粘结性能，抗老化分子均匀分布于混合料中，延长路面的耐疲劳性能，提高耐疲劳时限25-35％，增韧剂在混合料中搭桥交联起到加筋作用，晶须具有很好浸润性与良好的复合能力，复合后形成互串网络，提高耐磨耐压性以及沥青的弹性恢复能力，同时能够提高沥青的软化点，提高沥青的针入度比，进而提高沥青混合料的高温稳定性。

Description

沥青路面抗车辙剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及路面材料领域，特别涉及一种用于提高面层沥青混合料的高温稳定性和抗车辙能力的沥青路面抗车辙剂及其制备方法。

背景技术

沥青路面车辙是指轮迹处深度大于10mm的纵向带状凹槽。按照《公路技术状况评定标准JTGH20-2007》，按辙槽的深度，可分为轻车辙和重车辙两种，轻车辙辙槽浅，深度在10～15mm之间；重车辙辙槽深，深度15mm以上。根据近年来现有车辙处理的经验，按辙槽的深度，又可分为轻度车辙、中度车辙、重度车辙三种，轻度车辙深度小于10～15mm，主要是压密型车辙；中度车辙深度15～35mm，主要是流动型车辙；重度车辙深度大于35mm，主要是流动型车辙和结构型车辙。形成车辙的原因主要有沥青路面结构组合不当、沥青混合料抗车辙性能不良、交通及气候条件等。沥青混合料的性能主要是沥青材料性质、矿料特性、沥青用量和级配类型；交通和气候条件主要是交通荷载、纵坡影响和温度的影响；施工质量主要是压实度和层间粘结不良等问题。

沥青路面车辙控制措施一般有三种：(1)路面结构改良：通过合理的路面结构组合设计提高整体抗车辙性能，如在中下面层或基层加铺高性能半柔性联接层、大粒径透水性沥青混合料(LSPM)、高模量沥青混凝土；(2)沥青混凝土矿料级配优化：通过合理的级配及油石比设计，将沥青混合料设计成高抗车辙性能的矿料级配；(3)材料优选：选用低标号沥青、硬质沥青或改性沥青，同时采用表面微观粗糙度大、坚硬、形状接近立方体、棱角性好、与沥青粘附性强的粗集料和机制砂；(4)在沥青混合料中添加抗车辙剂等。国内外现有的抗车辙剂种类繁多，掺量及抗车辙效果也参差不齐，现有的抗车辙剂均具有一定的抗车辙性能，但是在重载荷条件下，存在韧性不足，变形恢复能力差，以及耐磨性差等问题，路面的抗车辙性能不够理想。

因此，需要一种新型的沥青路面抗车辙剂，能够提高沥青路面的韧性，提高重载荷条件下的变形恢复能力，提高路面的耐磨性和耐候性，进而提高沥青路面的抗车辙能力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种沥青路面抗车辙剂及其制备方法，能够提高沥青路面的韧性，提高重载荷条件下的变形恢复能力，提高路面的耐磨性和耐候性，进而提高沥青路面的抗车辙能力，以延长沥青路面的使用寿命和提高行车的安全度和舒适度。

本发明的沥青路面抗车辙剂，抗车辙剂原料按重量份包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯55-65份、晶须25-35份、聚酰亚胺树脂10-20份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯1-10份、硫代二丙酸二月桂酯1-10份、天然岩沥青15-30份；

进一步，抗车辙剂原料按重量份包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯60份、晶须30份、聚酰亚胺树脂15份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯5份、硫代二丙酸二月桂酯5份、天然岩沥青20份；

进一步，所述炭化硅晶须、氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须中的一种或几种；

进一步，所述晶须经硅烷偶联剂进行表面处理；

进一步，所述沥青为青川岩沥青，所述沥青的粒度为250-400目；

进一步，所述晶须的长度为20～2000μm、直径0.5～20μm，长径比为40～1000；

本发明还公开一种沥青路面抗车辙剂的制备方法，包括以下步骤：按设定重量份将各组分充分混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，在170～200℃的温度下共混挤出，制得沥青路面抗车辙剂。

本发明的有益效果：本发明的沥青路面抗车辙剂及其制备方法，沥青与高分子聚合物之间发生相互侵入的扩散，沥青分子填充在聚合物大分子的间隙内，同时聚合物分子的某些链节扩散进入沥青分子中，从而形成凝聚网状混合结构。抗车辙剂与沥青混合料拌和时能够迅速溶于沥青中，各组分协同作用提高沥青胶结料的粘结性能，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯与硫代二丙酸二月桂酯协同增效起到抗老化作用，抗老化分子均匀分布于混合料中，延长路面的耐疲劳性能，能够提高耐疲劳时限25-35％，增韧剂在混合料中搭桥交联起到加筋作用，由于晶须的机械强度和弹性模量大(拉伸)，加上其微细结构，与大的比表面积比，具有很好浸润性与良好的复合能力，复合后形成互串网络，提高耐磨耐压性以及沥青的弹性恢复能力，同时能够提高沥青的软化点，提高沥青的针入度比，进而提高沥青混合料的高温稳定性。本发明的沥青路面抗车辙剂在极大提高路面抗车辙、低温拉伸与抗裂性能的同时，能有效保障沥青、集料、抗车辙剂之间的粘结作用，使沥青混合料达到优良的整体性能，延长路面结构的整体寿命；此外，还具有优良的耐磨性能，可有效保证路面的抗滑性能。

具体实施方式

本实施例的沥青路面抗车辙剂，抗车辙剂原料按重量份包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯55-65份、晶须25-35份、聚酰亚胺树脂10-20份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯1-10份、硫代二丙酸二月桂酯1-10份、天然岩沥青15-30份。

本实施例中，优选为，抗车辙剂原料按重量份包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯60份、晶须30份、聚酰亚胺树脂15份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯5份、硫代二丙酸二月桂酯5份、天然岩沥青20份。

本实施例中，所述晶须为炭化硅晶须、氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须中的一种或几种。

本实施例中，所述晶须经硅烷偶联剂进行表面处理。

本实施例中，所述沥青为青川岩沥青，所述沥青的粒度为250-400目。

本实施例中，所述晶须的长度为20～2000μm、直径0.5～20μm，长径比为40～1000。

本实施例还公开一种沥青路面抗车辙剂的制备方法，包括以下步骤：按设定重量份将各组分充分混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，在170～200℃的温度下共混挤出，制得沥青路面抗车辙剂。

下面通过具体实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例一

本实施例的沥青路面抗车辙剂，抗车辙剂原料按重量份包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯60份、晶须30份、聚酰亚胺树脂15份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯5份、硫代二丙酸二月桂酯5份、天然岩沥青20份。

本实施例中，所述晶须为炭化硅晶须，本实施例中，将炭化硅晶须按照同等重量份替换为氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须中的一种，或按照同等重量份替换为炭化硅晶须与氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须的混合物，均得合格的沥青路面抗车辙剂

本实施例中，所述晶须经硅烷偶联剂进行表面处理。

本实施例中，所述沥青为青川岩沥青，所述沥青的粒度为300目。

本实施例还公开一种沥青路面抗车辙剂的制备方法，包括以下步骤：按设定重量份将各组分充分混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，在180℃的温度下共混挤出，制得沥青路面抗车辙剂。

实施例二

本实施例的沥青路面抗车辙剂，抗车辙剂原料按重量份包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯55份、晶须25份、聚酰亚胺树脂10份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯1份、硫代二丙酸二月桂酯1份、天然岩沥青15份。

本实施例中，所述晶须为氮化硅晶须，本实施例中，将氮化硅晶须按照同等重量份替换为炭化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须中的一种，或按照同等重量份替换为氮化硅晶须与炭化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须的混合物，均得合格的沥青路面抗车辙剂。

本实施例中，所述晶须经硅烷偶联剂进行表面处理。

本实施例中，所述沥青为青川岩沥青，所述沥青的粒度为250目。

本实施例还公开一种沥青路面抗车辙剂的制备方法，包括以下步骤：按设定重量份将各组分充分混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，在170℃的温度下共混挤出，制得沥青路面抗车辙剂。

实施例三

本实施例的沥青路面抗车辙剂，抗车辙剂原料按重量份包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯65份、晶须35份、聚酰亚胺树脂20份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯10份、硫代二丙酸二月桂酯10份、天然岩沥青30份。

本实施例中，所述晶须为莫来石晶须，本实施例中，将莫来石晶须按照同等重量份替换为氮化硅晶须、炭化硅晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须中的一种，或按照同等重量份替换为莫来石晶须与氮化硅晶须、炭化硅晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须的混合物，均得合格的沥青路面抗车辙剂。

本实施例中，所述晶须经硅烷偶联剂进行表面处理。

本实施例中，所述沥青为青川岩沥青，所述沥青的粒度为400目。

本实施例还公开一种沥青路面抗车辙剂的制备方法，包括以下步骤：按设定重量份将各组分充分混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，在200℃的温度下共混挤出，制得沥青路面抗车辙剂。

实施例四

本实施例的沥青路面抗车辙剂，抗车辙剂原料按重量份包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯55份、晶须35份、聚酰亚胺树脂10份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯10份、硫代二丙酸二月桂酯1份、天然岩沥青30份。

本实施例中，所述晶须为钛酸钾晶须，本实施例中，将钛酸钾晶须按照同等重量份替换为氮化硅晶须、莫来石晶须、炭化硅晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须中的一种，或按照同等重量份替换为钛酸钾晶须与氮化硅晶须、莫来石晶须、炭化硅晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须的混合物，均得合格的沥青路面抗车辙剂。

本实施例中，所述晶须经硅烷偶联剂进行表面处理。

本实施例中，所述沥青为青川岩沥青，所述沥青的粒度为350目。

本实施例还公开一种沥青路面抗车辙剂的制备方法，包括以下步骤：按设定重量份将各组分充分混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，在190℃的温度下共混挤出，制得沥青路面抗车辙剂。

实施例五

本实施例的沥青路面抗车辙剂，抗车辙剂原料按重量份包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯65份、晶须25份、聚酰亚胺树脂20份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯1份、硫代二丙酸二月桂酯10份、天然岩沥青15份。

本实施例中，所述晶须为硼酸铝晶须，本实施例中，将炭化硅晶须按照同等重量份替换为氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、炭化硅晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须中的一种，或按照同等重量份替换为硼酸铝晶须与氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、炭化硅晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须的混合物，均得合格的沥青路面抗车辙剂。

本实施例中，所述晶须经硅烷偶联剂进行表面处理。

本实施例中，所述沥青为青川岩沥青，所述沥青的粒度为280目。

本实施例还公开一种沥青路面抗车辙剂的制备方法，包括以下步骤：按设定重量份将各组分充分混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，在175℃的温度下共混挤出，制得沥青路面抗车辙剂。

实施例六

本实施例的沥青路面抗车辙剂，抗车辙剂原料按重量份包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯58份、晶须28份、聚酰亚胺树脂18份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯2份、硫代二丙酸二月桂酯2份、天然岩沥青18份。

本实施例中，所述晶须为碳酸钙晶须，本实施例中，将碳酸钙晶须按照同等重量份替换为氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、炭化硅晶须、晶须硅或镁盐晶须中的一种，或按照同等重量份替换为碳酸钙晶须与氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、炭化硅晶须、晶须硅或镁盐晶须的混合物，均得合格的沥青路面抗车辙剂。

本实施例中，所述晶须经硅烷偶联剂进行表面处理。

实施例七

本实施例的沥青路面抗车辙剂，抗车辙剂原料按重量份包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯62份、晶须32份、聚酰亚胺树脂12份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯7份、硫代二丙酸二月桂酯7份、天然岩沥青25份。

本实施例中，所述晶须为硫酸钙晶须，本实施例中，将硫酸钙晶须按照同等重量份替换为氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、炭化硅晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须中的一种，或按照同等重量份替换为硫酸钙晶须与氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、炭化硅晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须的混合物，均得合格的沥青路面抗车辙剂。

本实施例中，所述晶须经硅烷偶联剂进行表面处理。

上述例中，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯的分子式：C₃₅H₆₂O₃；硫代二丙酸二月桂酯分子式为C₃₀H₅₈O₄S。

上述实施例中，所制得的沥青混合料抗车辙添加剂的使用剂量为沥青混合料的0.3～0.5％,即每吨沥青混合料中掺3～5KG。用于道路则一般掺0.35-0.4％,即每吨沥青混合料中掺3.5-4KG即可。交通量大,重型车辆多的用高限,特殊路段可掺0.6％以上；所制得的沥青路面抗车辙剂高温抗车辙的动稳定度达到15000次/mm以上，同时具有很强的粘结性能，沥青材料的动力粘度(60℃)通常在25000至35000Pa.s，低温下延度达到40以上，抗车辙剂的熔点和延伸率较高。

施工工艺：

由于抗车辙剂为颗粒状，通常在现场外加使用，因此，其使用工艺方便简单,通过沥青混合料拌和过程中直接加入:

1.将矿料加热到170～180℃时,将添加剂直接投入拌和锅内进行干拌,拌和时间可增加2～3秒。

2.加入热沥青继续搅拌,拌和时间可相对增加。

3.成品混合料的质量控制和储存运输按常规的混合料进行。

本发明的沥青混合料抗车辙添加剂可以将夏季的抗车辙能力与冬季的抗开裂能力提高4倍。它可适用于任何沥青搅拌设备。无需改变任何技术条件和设备条件，且造价低廉，拌制和施工方便。

①、加入沥青混合料抗车辙添加剂后，沥青结合料的针入度指数显著增大，软化点升高，稠度增大，沥青混合料的动稳定度有极大的提高，表明沥青结合料和沥青混合料的高温稳定性得到极大的提高。

②、加入沥青混合料抗车辙添加剂后，沥青混合料的弯曲破坏试验中的抗弯拉强度和弯拉应变都有较大幅度的增大，表明沥青结合料和沥青混合料的低温性能得到较大的增强。

③、加入沥青混合料抗车辙添加剂后，沥青结合料的弹性恢复性能有所增加，通过诺谟图得出其稠度不变，温度为10℃左右，适合用于防治产生温度在10℃以下的温缩裂缝。因此，对于路面温缩裂缝发生温度比较低的地区，抗车辙添加剂能起到较好的效果。

④、沥青混合料抗车辙添加剂是一种性能良好的添加剂，可以有效地改善道路的高温、低温、水稳定性能和抗疲劳性能，尤其是高温性能方面比较突出。

另外，将本发明的沥青混合料抗车辙添加剂用于沥青混凝土进行沥青混凝土室内车辙试验和抗弯拉强度试验，在相同试验条件下，未加沥青混合料抗车辙添加剂的沥青混凝土车辙深度达235mm，加了沥青混凝土抗车辙添加剂后的沥青混凝土的车辙深度只有12mm。在-15℃时进行沥青混凝土抗弯拉试验时，未加沥青混凝土抗车辙添加剂的沥青混凝土经过1200次重复荷载试验后试件发生断裂；而加了沥青混凝土抗车辙添加剂后的沥青混凝土经过10000次重复荷载作用仍完好无损，因此本发明的沥青混合料抗车辙添加剂同样适用于沥青混凝土。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种沥青路面抗车辙剂，其特征在于：抗车辙剂原料按重量份包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯55-65份、晶须25-35份、聚酰亚胺树脂10-20份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯1-10份、硫代二丙酸二月桂酯1-10份、天然岩沥青15-30份。

2.根据权利要求1所述的沥青路面抗车辙剂，其特征在于：抗车辙剂原料按重量份包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯60份、晶须30份、聚酰亚胺树脂15份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)丙酸正十八碳醇酯5份、硫代二丙酸二月桂酯5份、天然岩沥青20份。

3.根据权利要求2所述的沥青路面抗车辙剂，其特征在于：所述晶须为炭化硅晶须、氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的沥青路面抗车辙剂，其特征在于：所述晶须经硅烷偶联剂进行表面处理。

5.根据权利要求4所述的沥青路面抗车辙剂，其特征在于：所述晶须的长度为20～2000μm、直径0.5～20μm，长径比为40～1000。

6.根据权利要求5所述的沥青路面抗车辙剂，其特征在于：所述沥青为青川岩沥青，所述沥青的粒度为250-400目。

7.一种权利要求1所述的沥青路面抗车辙剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：按设定重量份将各组分充分混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，在170～200℃的温度下共混挤出，制得沥青路面抗车辙剂。