CN108559284A - 一种薄层罩面用粘层油及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及道路工程领域，特别涉及一种薄层罩面用粘层油及其制备方法和用途。本发明提供一种薄层罩面用粘层油，所述薄层罩面用粘层油的原料包括沥青组分、乳化剂、水、和EVA乳液，所述沥青组分由岩沥青、地沟油和石油沥青组成。本发明所制备的薄层罩面用粘层油路用性能优良，解决了常用薄层罩面粘层油粘附性不足和低温性能差的技术问题，该复合改性沥青乳化沥青用于薄层罩面粘层油时可以提高原路面与沥青薄层的粘附性和低温性能，具有很好的应用前景，此外，所述薄层罩面粘层油极易配制和生产，乳化效果极好。

Description

一种薄层罩面用粘层油及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及道路工程领域，特别涉及一种薄层罩面用粘层油及其制备方法和用途。
背景技术
薄层罩面是一种超薄沥青混凝土磨耗层技术，主要用于高等级沥青或水泥路面的预防性养护和轻微病害的矫正性养护。通常来说，一般高速公路路面使用寿命至少在6年以上，但优良的薄层罩面可以有效延长高速公路的使用寿命，通常可以使使用寿命达到8-10年以上。同时，磨耗层表面粗糙可增加车轮的抗滑性，并可以有效降噪性，又具有更好的渗水性好，可以大大减少雨天常见的水雾，提高能见度。尽管薄层罩面往往不会有很大的厚度，但却能与原有路面紧密结合、推移病害，这对节能降耗有较大的实用价值。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种薄层罩面用粘层油及其制备方法和用途，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种薄层罩面用粘层油，所述薄层罩面用粘层油的原料包括沥青组分、乳化剂、水、和EVA乳液，所述沥青组分由岩沥青、地沟油和石油沥青组成。
在本发明一些实施方式中，按重量份计，所述薄层罩面用粘层油的原料包括：
所述沥青组分按质量百分比计，由如下组分组成：
岩沥青5～15％；
地沟油10～30％；
石油沥青余量。
在本发明一些实施方式中，所述岩沥青的针入度(25℃，100g，5s)为1-3dmm。
在本发明一些实施方式中，所述岩沥青的软化点大于195℃。
在本发明一些实施方式中，所述岩沥青的灰分含量为4-5％。
在本发明一些实施方式中，所述地沟油的制备方包括：将食品地沟油与水混合，加热，静置沉淀，去除水相。
在本发明一些实施方式中，所述石油沥青为针入度((25℃，5s，100g)/0.1mm)在65-75dmm之间的基质沥青。
在本发明一些实施方式中，所述乳化剂为沥青乳化剂，优选为中裂型阳离子沥青乳化剂；
在本发明一些实施方式中，所述EVA乳液的pH值在4.0-6.5之间，不挥发物≥50wt％。
本发明第二方面提供所述薄层罩面用粘层油的制备方法，包括：按配方将原料中的各组分加热混合。
在本发明一些实施方式中，所述制备方法包括：将沥青组分混合；将乳化液和EVA乳液混合于水中，制备皂液；将沥青组分与皂液混合，制备获得所述薄层罩面用粘层油。
在本发明一些实施方式中，沥青组分混合时的温度为170～210℃。
在本发明一些实施方式中，沥青组分混合时的搅拌时间为0.5～3小时。
在本发明一些实施方式中，制备皂液时，混合时的pH值为1.8-2.2。
在本发明一些实施方式中，制备皂液时，混合时的温度为45～90℃。
在本发明一些实施方式中，沥青组分与皂液混合时的温度通常满足T1+T2≤200℃，其中，T1为沥青组分的温度，T2为皂液的温度。
本发明第三方面提供所述薄层罩面用粘层油在道路罩面领域中的用途。
本发明第四方面提供一种道路罩面，由所述的薄层罩面用粘层油制备获得。
具体实施方式
本发明发明人经过大量探索实验，提供了一种薄层罩面用粘层油及其制备方法和用途，所述薄层罩面用粘层油通过沥青胶结料组分的选择，尤其是岩沥青、少量地沟油及EVA乳液的引入，使得所述薄层罩面用粘层油具有更好的粘附性，用于薄层罩面粘层油时可以提高原路面与沥青薄层的粘附性和低温性能，在此基础上完成了本发明。
本发明一方面提供一种薄层罩面用粘层油，所述薄层罩面用粘层油的原料包括沥青组分、乳化剂、水、和EVA乳液，所述沥青组分由岩沥青、地沟油和石油沥青组成。
本发明所提供的薄层罩面用粘层油中，其原料可以包括沥青组分，按重量份计，可以包括50-70份、或55-65份沥青。所述沥青组分中，按重量百分比计，可以包括5-15％、或7-13％岩沥青，岩沥青通常是指石油经过长达亿万年的沉积、变化，在热、压力、氧化、触媒、细菌等的综合作用下生成的沥青类物质，通常可以作为基质沥青改性剂，所述岩沥青的针入度(25℃，100g，5s)通常可以为1-3dmm，软化点通常大于195℃，灰分含量通常为4-5％。所述沥青组分中，按重量百分比计，可以包括10-30％、或15-25％地沟油。所述地沟油的制备方法通常可以包括：将食品地沟油与水混合，加热，静置沉淀，去除水相。所述食品地沟油通常是回收的食物残渣、生活垃圾等经脱色、水洗、除臭处理所得的，所述食品地沟油的过氧化值(POV)通常≥10meq/kg、≥20meq/kg、或≥30meq/kg。本领域技术人员可选择合适的条件，将水与食品地沟油进行混合，并去除其中的水溶性成分(通常为杂质，例如食物残渣等)，例如，所使用的水的质量可以为食品地沟油质量的18-22％，加热温度可以为90～95℃，加热时可以进行适当搅拌，以使得反应体系充分混合，搅拌条件可以是在60-80转/分钟转速下搅拌15-25分钟后。所述沥青组分中，余量通常为石油沥青，所述石油沥青通常是原油加工过程中的一种产品，其主要含有可溶于三氯乙烯的烃类及非烃类衍生物，所述石油沥青为针入度((25℃，5s，100g)/0.1mm)在65-75dmm之间的的基质沥青。
本发明所提供的薄层罩面用粘层油中，其原料可以包括乳化剂，按重量份计，可以包括0.5-3份、或1-2份乳化剂。乳化剂通常是能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液的物质，所述乳化剂通常为沥青乳化剂，优选为中裂型阳离子沥青乳化剂。在本发明一具体实施方式中，所述乳化剂可以是REDICOTEE4819，更具体可以是AkzoNobel公司生产的REDICOTE E4819乳化剂，其不仅能提高乳化沥青性能的稳定性，而且乳化效果更佳。
本发明所提供的薄层罩面用粘层油中，其原料可以包括EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)乳液，按重量份计，可以包括1-10份、3-8份EVA乳液，采用EVA乳液能改善沥青的粘附性和低温性能。所述EVA乳液的pH值在4.0-6.5之间，不挥发物≥50wt％。在本发明一具体实施方式中，所述EVA乳液可以是台湾大连化学工业股份有限公司生产的EVA-DA102乳液。
本发明所提供的薄层罩面用粘层油中，其原料可以包括水，按重量份计，可以包括20-40份、或25-35份水。
在本发明一具体实施方式中，按重量份计，所述薄层罩面用粘层油的原料包括：
所述沥青组分按质量百分比计，由如下组分组成：
岩沥青5～15％；
地沟油10～30％；
石油沥青余量。
本发明另一方面提供所述薄层罩面用粘层油的制备方法，包括：按配方将原料中的各组分加热混合。
本发明所提供的所述薄层罩面用粘层油的制备方法中，本领域技术人员可选择合适的条件将原料中的各组分混合，以获得所述薄层罩面用粘层油，例如，可以先将沥青组分混合，沥青组分混合时的温度可以为170～210℃，混合时的搅拌时间可以为0.5～3小时；再例如，可以将乳化液和EVA乳液混合与水中，制备皂液，混合时的pH值可以为1.8-2.2，混合时的温度可以为45～90℃；再例如，可以将沥青组分与皂液混合，制备获得所述薄层罩面用粘层油，混合时的温度通常满足T1+T2≤200℃，其中，T1为沥青组分的温度，T2为皂液的温度，混合时所使用的设备可以为乳化设备，所述乳化设备通常可以是胶体磨、均化器等。
本发明另一方面提供所述薄层罩面用粘层油在道路罩面领域中的用途，所述道路罩面通常指在原有沥青路面上加铺的面层，道路罩面通常可以改善沥青路面的使用质量，提高路面的防水、抗滑能力和平整度。所述道路罩面通常可以为薄层罩面，其厚度通常可以为0.7-2.0cm、或1.0-1.5cm，所述薄层罩面用粘层油通常介于薄层罩面与原路面间，起到增强两者连接效果的作用，薄层罩面用粘层油的每平方用量通常可以为0.1-0.5kg/平方。
本发明另一方面提供一种道路罩面，由所述薄层罩面用粘层油制备获得。所述道路罩面通常可以通过所述薄层罩面用粘层油覆盖于沥青道路上，从而可以提升沥青道路的各项性能指标，例如，粘层油可以在摊铺薄层罩面前喷洒在原路面上的，起到粘结作用。
本发明所制备的薄层罩面用粘层油路用性能优良，解决了常用薄层罩面粘层油粘附性不足和低温性能差的技术问题，该复合改性沥青乳化沥青用于薄层罩面粘层油时可以提高原路面与沥青薄层的粘附性和低温性能，具有很好的应用前景，此外，所述薄层罩面粘层油极易配制和生产，乳化效果极好。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置。
此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例中所采用的原料具体信息如下：
岩沥青：山东高速青川天然沥青开发有限公司的NES沥青，针入度为2dmm，软化点大于195℃，灰分含量5％；
地沟油：将食品地沟油(POV≥10meq/kg)加入到处理罐中，加入食品地沟油质量18-22％的热水，热水温度范围90～95℃，并在60-80转/分钟转速下搅拌15-25分钟后，静置沉淀，使油脂中的杂质混合物溶解在水中形成分液层，下层杂质混合物由罐底排出，去除原料中水分，得到本发明所用标准地沟油；
EVA乳液为阳离子丁苯胶乳，AkzoNobel公司生产的PC1468；
乳化剂采用德州安捷产阳离子乳化沥青乳化剂(中裂)；
石油沥青：中国石油化工股份公司生产的东海70号沥青。
实施例1～5
将石油沥青加热到195℃，然后加入岩沥青、地沟油，并采用搅拌器以200转/分钟的转速进行搅拌180分钟，即制备出成品沥青胶结料。具体组成比例(重量百分比)，以及采用中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000标准规定的检测方法检测的沥青胶结料结果见表1。将沥青胶结料与集料进行混合料马歇尔试件与车辙试件成型，其中50％重量份石料4.75-9.5mm玄武岩石料、10％重量份2.36-4.75mm石灰岩石料、32％重量份0-2.36mm石灰岩，混合料中沥青胶结料占混合料的总重量为4.6％，混合料的成型方法依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000规定的标准方法进行，其中混合料的拌和温度为160℃，成型温度为145℃，马歇尔击实次数为双面击实75次，车辙试件碾压成型次数为12次，并依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000规定的标准方法测试其沥青混合料车辙试验动稳定度、沥青混合料冻融劈裂试验残留强度比及空隙率，试验结果如下表与混合料性能结果见表1。
对比实施例1～2
采用与实施例1～5相同的方法制备的沥青胶结料，其中，对比例1不添加地沟油，对比例2不添加岩沥青，具体组成比例(重量百分比)见表1，采用中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000标准规定的检测方法检测的沥青胶结料结果见表1。将沥青胶结料与集料进行混合料马歇尔试件与车辙试件成型，其中50％重量份石料4.75-9.5mm玄武岩石料、10％重量份2.36-4.75mm石灰岩石料、32％重量份0-2.36mm石灰岩，混合料中沥青胶结料占混合料的总重量为4.6％，混合料的成型方法依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000规定的标准方法进行，其中混合料的拌和温度为160℃，成型温度为145℃，马歇尔击实次数为双面击实75次，车辙试件碾压成型次数为12次，并依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000规定的标准方法测试其沥青混合料车辙试验动稳定度、沥青混合料冻融劈裂试验残留强度比及空隙率，试验结果如下表与混合料性能结果见表1。
表1
从表1可以看出，对比例1与实施例2的差别仅在于不添加地沟油，但沥青胶结料100℃粘度为16.5Pa.S，表明其难以乳化；从表1可以看出，对比例2与实施例3的差别仅在于不添加岩沥青，对比例2在车辙动稳定度与冻融劈裂残留强度比方面均较实施例3差，表明岩沥青可以提高沥青的高温性能与粘附性能。
实施例6－10
按表2比例制备沥青，然后将沥青加热到125℃，使之呈完全熔化状态，加以搅拌使其混和均匀。取相应水，向此水中加入AkzoNobel公司生产的REDICOTE E4819乳化剂，和相应EVA乳液，并加入盐酸溶液调节酸值，使溶液PH＝2.0，搅拌均匀，并升温至60℃，沥青乳化沥青组成见表2。将上述制备的沥青和皂液混合通过胶体磨研磨1～3遍即可，其性能见表2。
表2
测试方法：1、蒸发残留物软化点，℃：ASTM D36、中国T0606—2000
2、蒸发残留物粘度，Pa.s：中国T0625—2000
3、蒸发残留物BBR指标S,Mpa、m:AASHTO：TP1－98
4、蒸发残留物DSR指标G*/sinδ，Pa:AASHTO TP5-93
由表2可以看出：实施例6、7、8、9、10的软化点、60℃粘度和DSR指标均优异，说明本发明的复合改性沥青乳化沥青具有较好的高温性能。同时，实施例6、7、8、9、10的-12℃BBR指标均满足SHRP沥青路面低温性能规范AASHTO MP1：S<300Mpa，m>0.3，说明本发明的实施例不仅高温性能好，且低温性能也好，如果用于薄层罩面粘层油，不易出现泛油与低温病害。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种薄层罩面用粘层油，所述薄层罩面用粘层油的原料包括沥青组分、乳化剂、水、和EVA乳液，所述沥青组分由岩沥青、地沟油和石油沥青组成。
2.如权利要求1所述的薄层罩面用粘层油，其特征在于，按重量份计，所述薄层罩面用粘层油的原料包括：
所述沥青组分按质量百分比计，由如下组分组成：
岩沥青 5～15％；
地沟油 10～30％；
石油沥青 余量。
3.如权利要求1所述的薄层罩面用粘层油，其特征在于，所述岩沥青的针入度为1-3dmm，软化点大于195℃，灰分含量为4-5％。
4.如权利要求1所述的薄层罩面用粘层油，其特征在于，所述地沟油的制备方法包括：将食品地沟油与水混合，加热，静置沉淀，去除水相。
5.如权利要求1所述的薄层罩面用粘层油，其特征在于，所述石油沥青为针入度在65-75dmm之间的基质沥青。
6.如权利要求1所述的薄层罩面用粘层油，其特征在于，所述乳化剂为沥青乳化剂，优选为中裂型阳离子沥青乳化剂；
和/或，所述EVA乳液的pH值在4.0-6.5之间，不挥发物≥50wt％。
7.如权利要求1-6任一权利要求所述的薄层罩面用粘层油的制备方法，包括：按配方将原料中的各组分加热混合。
8.如权利要求7所述的薄层罩面用粘层油的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将沥青组分混合，沥青组分混合时的温度为170～210℃，混合时的搅拌时间为0.5～3小时；
将乳化液和EVA乳液混合于水中，制备皂液，混合时的pH值为1.8-2.2，混合时的温度为45～90℃；
将沥青组分与皂液混合，制备获得所述薄层罩面用粘层油，混合时的温度通常满足T1+T2≤200℃，其中，T1为沥青组分的温度，T2为皂液的温度。
9.如权利要求1-6任一权利要求所述的薄层罩面用粘层油在道路罩面领域中的用途。
10.一种道路罩面，由权利要求1-6任一权利要求所述的薄层罩面用粘层油制备获得。
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