CN106867268A - 一种道路改性沥青 - Google Patents

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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，羟基磷灰石粉8‑15份，胍基乙酸2~9份，2,3,4‑三羟基苯甲醛1.1~3.6份，叶绿素铜钠盐0.6~0.9份，2,3‑二巯基丁二酸0.5~0.7份，间苯二酚0.2~0.3份。本发明道路改性沥青具有良好的抗老化性能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
（一）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。
（二）背景技术
沥青的耐久性是影响沥青路面使用质量和寿命的最主要因素。路面铺筑时受加热作用，路面建成后受自然因素和交通荷载作用，沥青的技术性能向着不理想的方向发生不可逆转的变化即沥青的老化。受沥青老化的影响，沥青混合料的物理力学性能随着时间的推移逐年降低直至满足不了交通荷载的要求。
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℃以上，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，发明一种具有抗老化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抗老化和热拌减排功效的类型。
因此，为满足环境友好型道路的建设需要，亟需寻求一种具有抗老化和热拌减排功效的新型道路改性沥青。
（三）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抗老化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，羟基磷灰石粉8-15份，胍基乙酸2~9份，2,3,4-三羟基苯甲醛1.1~3.6份，叶绿素铜钠盐0.6~0.9份，2,3-二巯基丁二酸0.5~0.7份，间苯二酚0.2~0.3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：羟基磷灰石粉10-13份，胍基乙酸4~7份，2,3,4-三羟基苯甲醛1.3~3.4份，叶绿素铜钠盐0.7~0.8份，2,3-二巯基丁二酸0.6~0.7份，间苯二酚0.2~0.3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：羟基磷灰石粉11.5份，胍基乙酸5.5份，2,3,4-三羟基苯甲醛2.35份，叶绿素铜钠盐0.75份，2,3-二巯基丁二酸0.65份，间苯二酚0.25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165℃~175℃，然后将羟基磷灰石粉、胍基乙酸和叶绿素铜钠盐加入加热后的沥青中搅拌均匀；
步骤二、将2,3,4-三羟基苯甲醛加入步骤一中加有羟基磷灰石粉胍基乙酸和叶绿素铜钠盐的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有2,3,4-三羟基苯甲醛的沥青在剪切速率为1900rpm~2300rpm的条件下剪切15min~18min；
步骤三、将2,3-二巯基丁二酸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2,3-二巯基丁二酸的沥青在剪切速率为2700rpm~4100rpm的条件下剪切23min~26min；
步骤四、将间苯二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间苯二酚的沥青在剪切速率为1900rpm~2300rpm的条件下剪切7min~9min，得到道路改性沥青。
本发明的一种道路改性沥青与现有技术相比，所产生的有益效果是：
1）本发明的道路改性沥青中添加有羟基磷灰石粉，胍基乙酸，2,3,4-三羟基苯甲醛，叶绿素铜钠盐，2,3-二巯基丁二酸，间苯二酚。其中，羟基磷灰石粉具有显著的抗老化作用，其抗老化机理是在高温条件下，羟基磷灰石粉能够明显改善沥青的三大指标，提高了沥青粘合强度和表面附着力；此外，羟基磷灰石粉、胍基乙酸和叶绿素铜钠盐还能组成特殊孔结构，具有很强的吸附细微颗粒作用，降低沥青烟的生成和排放，从而达到抑烟的功效。同时，羟基磷灰石粉属于无机生物类材料，无毒无害，并且价格低廉，来源广泛。间苯二酚可以起到促进和协同抗老化的作用。2,3,4-三羟基苯甲醛和2,3-二巯基丁二酸能够起到辅助抑烟功能。
2）本发明道路改性沥青具有显著的抗老化和热拌减排功能，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》（JTGE20-2011）、《塑料燃烧性能试验方法-氧指数法》(GB/T2408-2008)和《建筑材料燃烧或分解的烟密度等级试验方法》(GB/T8627)的相关规定分别进行软化点、针入度、延度试验、氧指数试验和烟密度试验，试验结果表明本发明道路沥青材料以上指标均符合规范要求。
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。
（四）具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
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，羟基磷灰石粉8份，胍基乙酸2份，2,3,4-三羟基苯甲醛1.1份，叶绿素铜钠盐0.6份，2,3-二巯基丁二酸0.5份，间苯二酚0.2份；所述沥青为普通基质沥青。
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℃℃，然后将羟基磷灰石粉、胍基乙酸和叶绿素铜钠盐加入加热后的沥青中搅拌均匀；
步骤二、将2,3,4-三羟基苯甲醛加入步骤一中加有羟基磷灰石粉胍基乙酸和叶绿素铜钠盐的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有2,3,4-三羟基苯甲醛的沥青在剪切速率为1900rpm的条件下剪切15min；
步骤三、将2,3-二巯基丁二酸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2,3-二巯基丁二酸的沥青在剪切速率为2700rpm的条件下剪切23min；
步骤四、将间苯二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间苯二酚的沥青在剪切速率为1900rpm的条件下剪切7min，得到道路改性沥青。
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，羟基磷灰石粉11.5份，胍基乙酸5.5份，2,3,4-三羟基苯甲醛2.35份，叶绿素铜钠盐0.75份，2,3-二巯基丁二酸0.6份，间苯二酚0.25份；所述沥青为SBS改性沥青。
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℃，然后将羟基磷灰石粉、胍基乙酸和叶绿素铜钠盐加入加热后的沥青中搅拌均匀；
步骤二、将2,3,4-三羟基苯甲醛加入步骤一中加有羟基磷灰石粉胍基乙酸和叶绿素铜钠盐的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有2,3,4-三羟基苯甲醛的沥青在剪切速率为2100rpm的条件下剪切16min；
步骤三、将2,3-二巯基丁二酸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2,3-二巯基丁二酸的沥青在剪切速率为3500rpm的条件下剪切24min；
步骤四、将间苯二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间苯二酚的沥青在剪切速率为2100rpm的条件下剪切8min，得到道路改性沥青。
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，羟基磷灰石粉15份，胍基乙酸9份，2,3,4-三羟基苯甲醛3.6份，叶绿素铜钠盐0.9份，2,3-二巯基丁二酸0.7份，间苯二酚0.3份；所述沥青为SBR改性沥青。
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175℃，然后将羟基磷灰石粉、胍基乙酸和叶绿素铜钠盐加入加热后的沥青中搅拌均匀；
步骤二、将2,3,4-三羟基苯甲醛加入步骤一中加有羟基磷灰石粉胍基乙酸和叶绿素铜钠盐的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有2,3,4-三羟基苯甲醛的沥青在剪切速率为2300rpm的条件下剪切18min；
步骤三、将2,3-二巯基丁二酸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2,3-二巯基丁二酸的沥青在剪切速率为4100rpm的条件下剪切26min；
步骤四、将间苯二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间苯二酚的沥青在剪切速率为2300rpm的条件下剪切9min，得到道路改性沥青。
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，羟基磷灰石粉9.75份，胍基乙酸3.75份，2,3,4-三羟基苯甲醛1.725份，叶绿素铜钠盐0.675份，2,3-二巯基丁二酸0.55份，间苯二酚0.225份；所述沥青为天然橡胶改性沥青。
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169℃，然后将羟基磷灰石粉、胍基乙酸和叶绿素铜钠盐加入加热后的沥青中搅拌均匀；
步骤二、将2,3,4-三羟基苯甲醛加入步骤一中加有羟基磷灰石粉胍基乙酸和叶绿素铜钠盐的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有2,3,4-三羟基苯甲醛的沥青在剪切速率为2200rpm的条件下剪切17min；
步骤三、将2,3-二巯基丁二酸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2,3-二巯基丁二酸的沥青在剪切速率为3600rpm的条件下剪切25min；
步骤四、将间苯二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间苯二酚的沥青在剪切速率为2200rpm的条件下剪切8min，得到道路改性沥青。
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，羟基磷灰石粉13.25份，胍基乙酸7.25份，2,3,4-三羟基苯甲醛2.975份，叶绿素铜钠盐0.825份，2,3-二巯基丁二酸0.65份，间苯二酚0.275份；所述沥青为天然橡胶改性沥青。
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173℃，然后将羟基磷灰石粉、胍基乙酸和叶绿素铜钠盐加入加热后的沥青中搅拌均匀；
步骤二、将2,3,4-三羟基苯甲醛加入步骤一中加有羟基磷灰石粉胍基乙酸和叶绿素铜钠盐的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有2,3,4-三羟基苯甲醛的沥青在剪切速率为2100rpm的条件下剪切16min；
步骤三、将2,3-二巯基丁二酸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2,3-二巯基丁二酸的沥青在剪切速率为3900rpm的条件下剪切25min；
步骤四、将间苯二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间苯二酚的沥青在剪切速率为2100rpm的条件下剪切9min，得到道路改性沥青。
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，羟基磷灰石粉9份，胍基乙酸7份，2,3,4-三羟基苯甲醛1.7份，叶绿素铜钠盐0.8份，2,3-二巯基丁二酸0.55份，间苯二酚0.25份；所述沥青为天然橡胶改性沥青。
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171℃，然后将羟基磷灰石粉、胍基乙酸和叶绿素铜钠盐加入加热后的沥青中搅拌均匀；
步骤二、将2,3,4-三羟基苯甲醛加入步骤一中加有羟基磷灰石粉胍基乙酸和叶绿素铜钠盐的沥青中，然后利用高速剪切仪将加有2,3,4-三羟基苯甲醛的沥青在剪切速率为2000rpm的条件下剪切16min；
步骤三、将2,3-二巯基丁二酸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2,3-二巯基丁二酸的沥青在剪切速率为3400rpm的条件下剪切24min；
步骤四、将间苯二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间苯二酚的沥青在剪切速率为2000rpm的条件下剪切7min，得到道路改性沥青。
为验证本发明道路改性沥青的抗老化性能以及抑烟性能，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)和《建筑材料燃烧或分解的烟密度等级试验方法》(GB/T8627)的相关规定分别对本发明道路改性沥青进行氧指数试验和烟密度试验。本发明道路改性沥青的具体试验结果如表1和表2所示。
表1 本发明道路改性沥青的试验结果
表2 本发明道路改性沥青老化性能试验结果
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羟基磷灰石粉、胍基乙酸和叶绿素铜钠盐掺量的增加而提高。此外，本发明道路改性沥青的氧指数大于25%，烟密度均小于75，达到了国家对阻燃材料的相关要求。
由表2可知，本发明道路改性沥青的质量变化均不大于1%，残留针入度比均不小于50%，残留延度均不小于20cm。
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，羟基磷灰石粉8-15份，胍基乙酸2~9份，2,3,4-三羟基苯甲醛1.1~3.6份，叶绿素铜钠盐0.6~0.9份，2,3-二巯基丁二酸0.5~0.7份，间苯二酚0.2~0.3份。
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：羟基磷灰石粉10-13份，胍基乙酸4~7份，2,3,4-三羟基苯甲醛1.3~3.4份，叶绿素铜钠盐0.7~0.8份，2,3-二巯基丁二酸0.6~0.7份，间苯二酚0.2~0.3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：羟基磷灰石粉11.5份，胍基乙酸5.5份，2,3,4-三羟基苯甲醛2.35份，叶绿素铜钠盐0.75份，2,3-二巯基丁二酸0.65份，间苯二酚0.25份。
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