CN109294249A - 一种环保热拌沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及道路材料技术领域，尤其涉及一种环保热拌沥青。本发明的环保热拌沥青，包括：按质量百分比计60～70％基质沥青、2～8％高温树脂、0.1～0.4％稳定剂、4～7％乳化剂、15～18％滑石粉、0.8～1.4％改性氢氧化铝、1～2.5％添加剂，余量为水。本发明还涉及一种环保热拌沥青的制备方法，本发明的环保热拌沥青的制备方法，包括以下步骤：步骤一：制备添加剂；步骤二：制备改性氢氧化铝；步骤三：搅拌加热；步骤四：成品保存。本发明在热拌沥青中添加了稳定剂、乳化剂和添加剂，加强了热拌沥青过程中的温控能力，能够提高成品沥青的产量，在沥青中加入了高温树脂，能够大幅提高沥青的高温性能。

Description

一种环保热拌沥青及其制备方法
技术领域
本发明涉及道路材料技术领域，尤其涉及一种环保热拌沥青及其制备方法。
背景技术
由于具备行车舒适、噪音小、开放交通快、维修方便等优点，沥青路面广泛应用于我国高等级公路。随着我国高等级公路建设的快速发展，沥青路面铺筑的规模和数量日益扩大。
目前，随着环保意识的不断增强，以及沥青认知程度的提高，对沥青的物理性质改变等应用领域也有了不同的需求。为了保护环境和节约能源，在20世纪90年代中后期欧洲及美国等国家开展了温拌沥青混合料WMA(Warm Mix Asphalt)的研究，温拌沥青混合料(WMA)与相同类型热拌沥青混合料相比，在基本不改变沥青混合料配合比和施工工艺的前提下，通过技术手段，使沥青混合料的拌合温度降低30～40℃以上，性能达到热拌沥青混合料的新型沥青混合料。其目的是通过降低沥青混合料的拌和与摊铺温度，达到降低沥青混合料生产过程中的能耗，减少CO2等气体及粉尘排放量。
沥青的化学组成结构与沥青胶体结构、物理性能、流变性能的关系相当复杂，沥青改性是通过改善沥青体系的内部结构实现对沥青物理性能的改善的。但是温拌沥青在生产时存在温度不易控制的缺点，并没有很好地起到降低拌合温度的效果，尤其是用于非SBS改性的基质沥青 (SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。)时，由于低温开裂问题的存在，其并不能很好地起到降低拌合温度的作用。
因此，亟需提供一种环保热拌沥青及其制备方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种环保热拌沥青及其制备方法。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
本发明提供一种环保热拌沥青，包括：按质量百分比计60～70％基质沥青、2～8％高温树脂、0.1～0.4％稳定剂、4～7％乳化剂、15～18％滑石粉、0.8～1.4％改性氢氧化铝、1～2.5％添加剂，余量为水。
根据本发明，所述乳化剂的HLB值在2～5之间，选自失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇蜂蜡衍生物、失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯、乙二醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、失水山梨醇倍半油酸酯中的一种或几种。
根据本发明，所述添加剂包括：按质量百分比计72～75％去离子水、 11～14％聚丙烯酞胺聚合物、2～5％乙烯醇和9～12％三乙醇胺。
根据本发明，包括：按质量百分比计60％基质沥青、8％高温树脂、 0.1％稳定剂、7％乳化剂、15％滑石粉、1.4％改性氢氧化铝、1％添加剂，余量为水。
根据本发明，包括：按质量百分比计63％基质沥青、6％高温树脂、 0.2％稳定剂、6％乳化剂、16％滑石粉、1.2％改性氢氧化铝、1.5％添加剂，余量为水。
根据本发明，包括：按质量百分比计66％基质沥青、4％高温树脂、 0.3％稳定剂、5％乳化剂、17％滑石粉、1％改性氢氧化铝以及2％添加剂，余量为水。
根据本发明，包括：按质量百分比计70％基质沥青、2％高温树脂、 0.4％稳定剂、4％乳化剂、18％滑石粉、0.8％改性氢氧化铝以及2.5％添加剂，余量为水。
一种环保热拌沥青的制备方法，包括以下步骤。
步骤一，制备添加剂，将离子水、聚丙烯酞胺聚合物、乙烯醇和三乙醇胺按配比投入搅拌，在温度为80～110℃的条件下搅拌均匀挤出成品，得到热拌沥青添加剂。
步骤二，制备改性氢氧化铝：将氢氧化铝在100～130℃的温度下干燥1～ 4h，然后将硅烷乙醇水溶液均匀喷洒在氢氧化铝表面，混合均匀，得到表面改性处理后的氢氧化铝。
步骤三，搅拌加热，将基质沥青加热至160～175℃，输送投入乳化剂并在132～138℃的温度下搅拌混匀；将乳化后的沥青升温至230～ 260℃，打入工作罐中，然后加入高温树脂，搅拌均匀后得到混合物；将混合物打入发育卧罐，混合物打入发育卧罐，向发育卧罐中加入改性氢氧化铝，然后加热至300～330℃，待改性氢氧化铝熔化后开始搅拌，搅拌30～45min后得到混合物料；向混合物料中加入滑石粉，继续搅拌15～ 18min，最后加入稳定剂，于165～195℃搅拌发育3～4h获得熔融状热拌沥青。
步骤四：成品保存：将熔融状热拌沥青和添加剂投入双螺杆挤出机，在温度为200～230℃的温度下混合均匀并挤出成品热拌沥青，然后将成品热拌沥青放入密封保温罐内储存。
根据本发明，混合过程采用机械搅拌，搅拌速度为1000～2000转/ 分。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
1、本发明在热拌沥青中添加了稳定剂、乳化剂和添加剂，加强了热拌沥青过程中的温控能力，能够提高成品沥青的产量。
2、在沥青中加入了高温树脂，能够大幅提高沥青的高温性能。
3、在沥青中加入了改性氢氧化铝，在控制成本的前提下提高了沥青的阻燃性能。
4、在沥青中加入了滑石粉，可以改变沥青混合料对温度变化的敏感性，改善沥青与石料的抗剥离性能，从而延长了道路的使用寿命。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合实施例，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
实施例1
本发明提供一种环保热拌沥青，包括(按质量百分比)60％基质沥青、 8％高温树脂、0.1％稳定剂、7％乳化剂、15％滑石粉、1.4％改性氢氧化铝、 1％添加剂，余量为水，所述乳化剂的HLB值在2之间，选自失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇蜂蜡衍生物、失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯、乙二醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、失水山梨醇倍半油酸酯中的一种或几种，所述添加剂包括(按质量百分比)72％去离子水、14％聚丙烯酞胺聚合物、2％乙烯醇和12％三乙醇胺。
一种环保热拌沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：制备添加剂，将离子水、聚丙烯酞胺聚合物、乙烯醇和三乙醇胺按配比投入搅拌，在温度为80℃的条件下搅拌均匀挤出成品，得到热拌沥青添加剂。
步骤二：制备改性氢氧化铝，将氢氧化铝在100℃的温度下干燥1h，然后将硅烷乙醇水溶液均匀喷洒在氢氧化铝表面，混合均匀，得到表面改性处理后的氢氧化铝。
步骤三：搅拌加热，将基质沥青加热至160℃，输送投入乳化剂并在 132℃的温度下搅拌混匀；将乳化后的沥青升温至230℃，打入工作罐中，然后加入高温树脂，搅拌均匀后得到混合物；将混合物打入发育卧罐，混合物打入发育卧罐，向发育卧罐中加入改性氢氧化铝，然后加热至 300℃，待改性氢氧化铝熔化后开始搅拌，搅拌30min后得到混合物料；向混合物料中加入滑石粉，继续搅拌15min，最后加入稳定剂，于165℃搅拌发育3h获得熔融状热拌沥青。
步骤四：成品保存，将熔融状热拌沥青和添加剂投入双螺杆挤出机，在温度为200℃的温度下混合均匀并挤出成品热拌沥青，然后将成品热拌沥青放入密封保温罐内储存。
混合过程采用机械搅拌，搅拌速度为1000转/分。
实施例2
本发明提供一种环保热拌沥青，包括(按质量百分比)63％基质沥青、 6％高温树脂、0.2％稳定剂、6％乳化剂、16％滑石粉、1.2％改性氢氧化铝、以及1.5％添加剂，余量为水，所述乳化剂的HLB值在3之间，选自失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇蜂蜡衍生物、失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯、乙二醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、失水山梨醇倍半油酸酯中的一种或几种，所述添加剂包括(按质量百分比)73％去离子水、13％聚丙烯酞胺聚合物、3％乙烯醇和11％三乙醇胺。
一种环保热拌沥青的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备添加剂：将离子水、聚丙烯酞胺聚合物、乙烯醇和三乙醇胺按配比投入搅拌，在温度为90℃的条件下搅拌均匀挤出成品，得到热拌沥青添加剂。
步骤二：制备改性氢氧化铝：将氢氧化铝在110℃的温度下干燥2h，然后将硅烷乙醇水溶液均匀喷洒在氢氧化铝表面，混合均匀，得到表面改性处理后的氢氧化铝。
步骤三：搅拌加热：将基质沥青加热至165℃，输送投入乳化剂并在134℃的温度下搅拌混匀；将乳化后的沥青升温至240℃，打入工作罐中，然后加入高温树脂，搅拌均匀后得到混合物；将混合物打入发育卧罐，混合物打入发育卧罐，向发育卧罐中加入改性氢氧化铝，然后加热至310℃，待改性氢氧化铝熔化后开始搅拌，搅拌35min后得到混合物料；向混合物料中加入滑石粉，继续搅拌16min，最后加入稳定剂，于175℃搅拌发育3.3h获得熔融状热拌沥青。
步骤四：成品保存：将熔融状热拌沥青和添加剂投入双螺杆挤出机，在温度为210℃的温度下混合均匀并挤出成品热拌沥青，然后将成品热拌沥青放入密封保温罐内储存。
混合过程采用机械搅拌，搅拌速度为1300转/分。
实施例3
本发明提供一种环保热拌沥青，包括以下成分(按质量百分比)： 66％基质沥青、4％高温树脂、0.3％稳定剂、5％乳化剂、17％滑石粉、1％改性氢氧化铝、2％添加剂，余量为水，所述乳化剂的HLB值在4之间，选自失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇蜂蜡衍生物、失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯、乙二醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、失水山梨醇倍半油酸酯中的一种或几种，所述添加剂包括(按质量百分比)74％去离子水、12％聚丙烯酞胺聚合物、 4％乙烯醇和10％三乙醇胺。
一种环保热拌沥青的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备添加剂：将离子水、聚丙烯酞胺聚合物、乙烯醇和三乙醇胺按配比投入搅拌，在温度为100℃的条件下搅拌均匀挤出成品，得到热拌沥青添加剂；
步骤二：制备改性氢氧化铝：将氢氧化铝在120℃的温度下干燥3h，然后将硅烷乙醇水溶液均匀喷洒在氢氧化铝表面，混合均匀，得到表面改性处理后的氢氧化铝；
步骤三：搅拌加热：将基质沥青加热至170℃，输送投入乳化剂并在132～138℃的温度下搅拌混匀；将乳化后的沥青升温至250℃，打入工作罐中，然后加入高温树脂，搅拌均匀后得到混合物；将混合物打入发育卧罐，混合物打入发育卧罐，向发育卧罐中加入改性氢氧化铝，然后加热至320℃，待改性氢氧化铝熔化后开始搅拌，搅拌40min后得到混合物料；向混合物料中加入滑石粉，继续搅拌17min，最后加入稳定剂，于185℃搅拌发育3.6h获得熔融状热拌沥青；
步骤四：成品保存：将熔融状热拌沥青和添加剂投入双螺杆挤出机，在温度为220℃的温度下混合均匀并挤出成品热拌沥青，然后将成品热拌沥青放入密封保温罐内储存。
混合过程采用机械搅拌，搅拌速度为1700转/分。
实施例4
本发明提供一种环保热拌沥青，包括以下成分(按质量百分比)： 70％基质沥青、2％高温树脂、0.4％稳定剂、4％乳化剂、18％滑石粉、0.8％改性氢氧化铝、2.5％添加剂，余量为水，所述乳化剂的HLB值在5之间，选自失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇蜂蜡衍生物、失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯、乙二醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、失水山梨醇倍半油酸酯中的一种或几种，所述添加剂包括(按质量百分比)75％去离子水、11％聚丙烯酞胺聚合物、 5％乙烯醇和9％三乙醇胺。
一种环保热拌沥青的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备添加剂：将离子水、聚丙烯酞胺聚合物、乙烯醇和三乙醇胺按配比投入搅拌，在温度为110℃的条件下搅拌均匀挤出成品，得到热拌沥青添加剂。
步骤二：制备改性氢氧化铝：将氢氧化铝在130℃的温度下干燥4h，然后将硅烷乙醇水溶液均匀喷洒在氢氧化铝表面，混合均匀，得到表面改性处理后的氢氧化铝。
步骤三：搅拌加热，将基质沥青加热至175℃，输送投入乳化剂并在138℃的温度下搅拌混匀；将乳化后的沥青升温至260℃，打入工作罐中，然后加入高温树脂，搅拌均匀后得到混合物；将混合物打入发育卧罐，混合物打入发育卧罐，向发育卧罐中加入改性氢氧化铝，然后加热至330℃，待改性氢氧化铝熔化后开始搅拌，搅拌45min后得到混合物料；向混合物料中加入滑石粉，继续搅拌18min，最后加入稳定剂，于195℃搅拌发育4h获得熔融状热拌沥青。
步骤四：成品保存：将熔融状热拌沥青和添加剂投入双螺杆挤出机，在温度为230℃的温度下混合均匀并挤出成品热拌沥青，然后将成品热拌沥青放入密封保温罐内储存。
混合过程采用机械搅拌，搅拌速度为2000转/分。
通过以上四组实施例均可以制得环保热拌沥青，其中第二组实施例制得的环保热拌沥青效果最好，本发明在热拌沥青中添加了稳定剂、乳化剂和添加剂，加强了热拌沥青过程中的温控能力，能够提高成品沥青的产量；在沥青中加入了高温树脂，能够大幅提高沥青的高温性能；在沥青中加入了改性氢氧化铝，在控制成本的前提下提高了沥青的阻燃性能；在沥青中加入了滑石粉，可以改变沥青混合料对温度变化的敏感性，改善沥青与石料的抗剥离性能，从而延长了道路的使用寿命；本发明工艺简单，设备要求低，可操作性强，具有良好的社会推广应用。
需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护。

Claims (9)

1.一种环保热拌沥青，其特征在于，
包括：按质量百分比计60～70％基质沥青、2～8％高温树脂、0.1～0.4％稳定剂、4～7％乳化剂、15～18％滑石粉、0.8～1.4％改性氢氧化铝、1～2.5％添加剂，余量为水。
2.根据权利要求1所述的环保热拌沥青，其特征在于：
所述乳化剂的HLB值在2～5之间，选自失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇蜂蜡衍生物、失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯、乙二醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、失水山梨醇倍半油酸酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的环保热拌沥青，其特征在于：
所述添加剂包括：按质量百分比计72～75％去离子水、11～14％聚丙烯酞胺聚合物、2～5％乙烯醇和9～12％三乙醇胺。
4.根据权利要求1所述的环保热拌沥青，其特征在于：
包括：按质量百分比计60％基质沥青、8％高温树脂、0.1％稳定剂、7％乳化剂、15％滑石粉、1.4％改性氢氧化铝、1％添加剂，余量为水。
5.根据权利要求1所述的抗震型密肋复合墙板，其特征在于：
包括：按质量百分比计63％基质沥青、6％高温树脂、0.2％稳定剂、6％乳化剂、16％滑石粉、1.2％改性氢氧化铝、1.5％添加剂，余量为水。
6.根据权利要求1所述的环保热拌沥青，其特征在于：
包括：按质量百分比计66％基质沥青、4％高温树脂、0.3％稳定剂、5％乳化剂、17％滑石粉、1％改性氢氧化铝以及2％添加剂，余量为水。
7.根据权利要求1所述的环保热拌沥青，其特征在于：
包括：按质量百分比计70％基质沥青、2％高温树脂、0.4％稳定剂、4％乳化剂、18％滑石粉、0.8％改性氢氧化铝以及2.5％添加剂，余量为水。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的环保热拌沥青的制备方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤一、制备添加剂：将离子水、聚丙烯酞胺聚合物、乙烯醇和三乙醇胺按配比投入搅拌，在温度为80～110℃的条件下搅拌均匀挤出成品，得到热拌沥青添加剂；
步骤二、制备改性氢氧化铝：将氢氧化铝在100～130℃的温度下干燥1～4h，然后将硅烷乙醇水溶液均匀喷洒在氢氧化铝表面，混合均匀，得到表面改性处理后的氢氧化铝；
步骤三、搅拌加热，将基质沥青加热至160～175℃，输送投入乳化剂并在132～138℃的温度下搅拌混匀，将乳化后的沥青升温至230～260℃，打入工作罐中，然后加入高温树脂，搅拌均匀后得到混合物；
将混合物打入发育卧罐，混合物打入发育卧罐，向发育卧罐中加入改性氢氧化铝，然后加热至300～330℃，待改性氢氧化铝熔化后开始搅拌，搅拌30～45min后得到混合物料；
向混合物料中加入滑石粉，继续搅拌15～18min，最后加入稳定剂，于165～195℃搅拌发育3～4h获得熔融状热拌沥青；
步骤四、成品保存，将熔融状热拌沥青和添加剂投入双螺杆挤出机，在温度为200～230℃的温度下混合均匀并挤出成品热拌沥青，然后将成品热拌沥青放入密封保温罐内储存。
9.根据权利要求8所述的环保热拌沥青的制备方法，其特征在于：
混合过程采用机械搅拌，搅拌速度为1000～2000转/分。
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Title
廖润华: "《环境治理功能材料》", 30 April 2017, 中国建材工业出版社 *
张金升: "《交通新材料》", 31 January 2014, 哈尔滨工业大学出版社 *

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