CN110079102A - 一种用于高温重载地区的改性沥青 - Google Patents

一种用于高温重载地区的改性沥青 Download PDF

Info

Publication number
CN110079102A
CN110079102A CN201810078488.8A CN201810078488A CN110079102A CN 110079102 A CN110079102 A CN 110079102A CN 201810078488 A CN201810078488 A CN 201810078488A CN 110079102 A CN110079102 A CN 110079102A
Authority
CN
China
Prior art keywords
high temperature
heavy load
modified pitch
load area
diatomite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810078488.8A
Other languages
English (en)
Inventor
杜守继
张君韬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN201810078488.8A priority Critical patent/CN110079102A/zh
Publication of CN110079102A publication Critical patent/CN110079102A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
    • C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
    • C08K7/26—Silicon- containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/006—Additives being defined by their surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于高温重载地区的改性沥青，所述改性沥青包括以下质量百分含量的各组分：低标号道路石油沥青80.0％‑95.2％，硅藻精土4.8％‑20.0％。本发明中的改性沥青用于高温重载地区，在低标号道路石油沥青较好的抗车辙和高温性能的基础上，进一步提高了其粘弹性性能和抵抗永久变形的能力，高温抗车辙性能优异，对温度变化的敏感性降低。

Description

一种用于高温重载地区的改性沥青
技术领域
本发明属于化工及材料技术领域，涉及一种沥青，具体来说是一种用于高温重载地区的改性沥青。
背景技术
随着国民经济的快速发展，交通运输事业的日益繁荣，然而也带来了不利的影响，交通量和轴载严重超负荷的现象频繁出现，并且对于高温地区来说，同时受到持续高温天气的影响，使得沥青路面车辙病害十分常见。
沥青路面车辙是车辆在沥青路面上行驶后留下的车轮压痕，是路面性能评价的一个重要指标，车辙的深度直接反映了车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用寿命。沥青路面之所以会产生车辙，原因是多方面的，而沥青是构成沥青路面的主要材料之一，通过沥青将集料粘结起来形成强度抵抗变形，因而其自身特性对车辙现象产生与否有着至关重要的影响。
在我国沥青路面的建设中，大部分地区使用的沥青为70#道路石油沥青，北方地区由于气候寒冷常采用90#、110#等高标号石油沥青，虽然沥青的标号越高，其低温抗裂、延展性性能越好，但是标号越高沥青越软，抵抗永久变形能力越差，同时沥青受温度的影响，温度越高，沥青抵抗剪切变形的能力越差。对于高温地区来说，高温天气持续时间长，并且在重载荷的影响下，采用高标号沥青往往不具有足够的抗变形能力，而低标号沥青的高温抗变形性能较好，在高温重载地区有着良好的适应性，本发明通过对低标号沥青进行改性，进一步提高其高温抗车辙、粘弹性，并降低其对温度变化的敏感性。
硅藻土由无定形的SiO2组成，并含有少量Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3及有机杂质，多孔，比表面积大，吸附能力强，在一定条件下具有惰性性质，同时它具有优良的延伸性，热稳定性好、坚固和热传导性低等特点。对硅藻土进行选矿提纯后的产物称为硅藻精土，在国外，硅藻精土被用于高等级公路路面中沥青材料的改性。且有关研究表明，硅藻土加入到沥青中对沥青性能的提高有着较好的效果。但是现有硅藻土改性沥青的技术方案多将硅藻土用于改性70#、90#道路石油沥青，对低标号(30#、50#)道路石油沥青的改性并未涉及，而低标号道路石油沥青的高温抗车辙、粘弹性要优于70#、90#沥青，本发明在低标号道路石油沥青性能的基础上，进一步提高了其粘弹性性能和抵抗永久变形的能力，高温抗车辙性能优异，对温度变化的敏感性降低，在高温重载地区具有很好的适用性，可以减少路面病害的发生。
发明内容
针对高温重载地区沥青路面存在的上述技术问题，本发明提供了一种可用于高温重载地区的改性沥青，所述的这种用于高温重载地区的改性沥青在低标号沥青较好的抗车辙和高温性能的基础上，进一步提高了其粘弹性性能和高温抗车辙性能，并降低了其对温度变化的敏感性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种用于高温重载地区的改性沥青，所述改性沥青包括以下质量百分含量的各组分：低标号道路石油沥青80％-95.2％，硅藻精土4.8％-20％。
优选地，所述硅藻精土中硅藻粒径为5-22μm，硅藻形状为圆筛藻和直链藻。
优选地，所述硅藻精土中非晶体SiO2含量大于79％。
优选地，所述硅藻精土的比表面积大于21m2/g，含水率经干燥后小于5％，灼烧失量小于4％，紧堆密度为0.3～0.5g/cm3。
优选地，所述低标号道路石油沥青为30#道路石油沥青或50#道路石油沥青。
本发明还提供了一种用于高温重载地区沥青路面的改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
A、将低标号道路石油沥青进行保温，使其呈完全流动状态；
B、按比例将硅藻精土倒入沥青中，进行搅拌；
C、将搅拌后的沥青再次进行保温，即可。
优选地，步骤B中，所述搅拌方式采用非剪切式机械搅拌，搅拌转速采用中低速为650-850r/min，以避免高速剪切搅拌将硅藻结构剪碎，从而影响硅藻精土对沥青的吸附改性作用。
优选地，步骤C中，所述保温时间为1h以上，使得硅藻精土充分吸附沥青，产生改性效果。
本发明的改性沥青用于高温重载地区，在低标号道路石油沥青较好的抗车辙和高温性能的基础上，进一步提高了其粘弹性性能和抵抗永久变形的能力，高温抗车辙性能优异，对温度变化的敏感性降低。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)进一步提高了低标号道路石油沥青的粘弹性性能、抵抗永久变形能力；
(2)降低了低标号沥青对温度变化的敏感性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例1中30#沥青改性前后储能模量G’—温度图；
图2为本发明实施例1中30#沥青改性前后损耗模量G”—温度图；
图3为本发明实施例1中30#沥青改性前后抗车辙因子G*/sinδ—温度图；
图4为本发明实施例2中50#沥青改性前后储能模量G’—温度图；
图5为本发明实施例2中50#沥青改性前后储能模量G”—温度图；
图6为本发明实施例2中50#沥青改性前后储能模量G*/sinδ—温度图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种用于高温重载地区的改性沥青，包括以下质量的原材料：30#道路石油沥青500g，硅藻精土75g，两者的质量百分数分别为87.0％和13.0％。
其中30#道路石油沥青的三大指标如表1所示，硅藻精土的技术指标如表2所示。
表1基质沥青三大指标
表2硅藻精土的技术指标
项目 技术指标
外观 灰白色
pH 7.8
硅藻粒径 5-22μm
硅藻形状 圆筛藻、直链藻
紧堆密度 0.3～0.5g·(cm<sup>3</sup>)<sup>-1</sup>
非晶体SiO2 79％
灼烧失量 3.3％
比表面积 21m<sup>2</sup>·g<sup>-1</sup>
含水量 3.85％
改性沥青的制备方法如下：
30#道路石油沥青(基质沥青)放入160℃烘箱中保温2h，将完全流动状态下的基质沥青倒入不锈钢小桶中500g，称取75g硅藻精土，将硅藻精土缓慢倒入沥青中，用IKA-RW20数显型顶置式机械搅拌器，调节转速至750r/min进行搅拌，搅拌过程中保持温度在140℃左右，20min后停止，将改性好的沥青放入165℃的烘箱中保温1h。
对上述工艺制备的改性沥青进行性能测试，依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)。结果表明：30#沥青的软化点从54.4℃提高到了61.5℃；动态剪切流变试验结果如表3所示，代表沥青弹性、粘性及抗永久变形能力的储能模量(G’)、损耗模量(G”)和抗车辙因子(G*/sinδ)在改性后得到了较大的增加，以50℃时的变化为例，改性后储能模量增大了2.2倍，损耗模量增大了1.4倍，抗车辙因子增大了1.5倍，G’、G”、G*/sinδ随温度变化的曲线如图1～3所示，改性后曲线整体上移，而G’、G”、G*/sinδ越大，其弹性、粘性及抗永久变形的能力越强。
表3改性前后沥青的流变参数变化
根据文献(钟科，曹东伟，刘清泉.岩沥青改性沥青胶结料流变特性研究[J].公路交通科技.2007(07):15-19)中采用GTS值评价沥青的温度敏感性，本发明改性前后沥青的GTS分别为-0.77和-0.65，GTS越大，对温度越不敏感，说明改性后沥青的温度敏感性降低。
实施例2
一种用于高温重载地区的改性沥青，包括以下质量的原材料：50#道路石油沥青500g，硅藻精土75g。两者的质量百分数分别为87.0％和13.0％。
其中50#道路石油沥青的三大指标如表4所示，硅藻精土的技术指标如表2所示。
表4基质沥青三大指标
沥青标号 25℃针入度/0.1mm 10℃延度/cm 软化点/℃
50# 51 11.2 51.4
规范要求 40～60 ≮10 ≮45
改性沥青的制备方法如下：
50#道路石油沥青(基质沥青)放入160℃烘箱中保温1.5h，将完全流动状态下的基质沥青倒入不锈钢小桶中500g，称取75g硅藻精土，将硅藻精土缓慢倒入沥青中，用IKA-RW20数显型顶置式机械搅拌器，调节转速至750r/min进行搅拌，搅拌过程中保持温度在140℃左右，20min后停止，将改性好的沥青放入165℃的烘箱中保温1h。
对上述工艺制备的改性沥青进行性能测试，依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)。结果表明：50#沥青的软化点从51.4℃提高到了54.5℃；动态剪切流变试验的结果如表5所示，代表沥青弹性、粘性及抗永久变形能力的储能模量(G’)、损耗模量(G”)和抗车辙因子(G*/sinδ)，改性后三者的数值均得到了增加，以50℃为例，改性后储能模量增大了34％，损耗模量增大了27％，抗车辙因子增大了28％。G’、G”、G*/sinδ随温度变化的曲线如图4～6所示，改性后曲线整体上移，表明改性后弹性、粘性及抗永久变形的能力增强。
采用GTS评价沥青的温度敏感性发现，改性前后沥青的GTS分别为-0.81和-0.73，GTS越大，对温度越不敏感，说明改性后沥青的温度敏感性降低。
实施例3-4
本实施例提供了一种用于高温重载地区的改性沥青，其组分与实施例1相同，各组分的质量百分含量如表6所示，其制备方法与实施例1相同。
实施例5-6
本实施例提供了一种用于高温重载地区的改性沥青，其组分与实施例2相同，各组分的质量百分含量如表6所示，其制备方法与实施例2相同。将实施例3、4、5、6制备的改性沥青进行性能测试，结果如表7和8所示。实施例3-4的改性沥青的GTS值分别为-0.71、-0.64。实施例5-6改性沥青的GTS值分别为-0.75、-0.70。
表5改性前后沥青的流变参数变化
表6改性沥青各组分的质量百分含量
组分 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
30#道路石油沥青 95.2％ 80.0％ ----- -----
50#道路石油沥青 ----- ----- 95.2％ 80.0％
硅藻精土 4.8％ 20.0％ 4.8％ 20.0％
表7实施例3-4的改性后沥青的流变参数变化
表8实施例5-6的改性后沥青的流变参数变化
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种用于高温重载地区的改性沥青，其特征在于，所述改性沥青包括以下质量百分含量的各组分：低标号道路石油沥青80.0％-95.2％，硅藻精土4.8％-20.0％。
2.根据权利要求1所述的用于高温重载地区的改性沥青，其特征在于，所述硅藻精土中硅藻粒径为5-22μm，硅藻形状为圆筛藻和直链藻。
3.根据权利要求1所述的用于高温重载地区的改性沥青，其特征在于，所述硅藻精土中非晶体SiO2含量大于79％。
4.根据权利要求1所述的用于高温重载地区的改性沥青，其特征在于，所述硅藻精土的比表面积大于21m2/g，含水率经干燥后小于5％，灼烧失量小于4％，紧堆密度为0.3～0.5g/cm3。
5.根据权利要求1所述的用于高温重载地区的改性沥青，其特征在于，所述低标号道路石油沥青为30#道路石油沥青或50#道路石油沥青。
6.一种根据权利要求1所述的用于高温重载地区的改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将低标号道路石油沥青进行保温，使其呈完全流动状态；
B、按比例将硅藻精土倒入沥青中，进行搅拌；
C、将搅拌后的沥青再次进行保温，即可。
7.根据权利要求6所述的用于高温重载地区的改性沥青的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述搅拌方式采用非剪切式机械搅拌，搅拌转速采用中低速为650-850r/min。
8.根据权利要求6所述的用于高温重载地区的改性沥青的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述保温时间为1h以上。
CN201810078488.8A 2018-01-26 2018-01-26 一种用于高温重载地区的改性沥青 Pending CN110079102A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810078488.8A CN110079102A (zh) 2018-01-26 2018-01-26 一种用于高温重载地区的改性沥青

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810078488.8A CN110079102A (zh) 2018-01-26 2018-01-26 一种用于高温重载地区的改性沥青

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110079102A true CN110079102A (zh) 2019-08-02

Family

ID=67412687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810078488.8A Pending CN110079102A (zh) 2018-01-26 2018-01-26 一种用于高温重载地区的改性沥青

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110079102A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1400251A (zh) * 2001-08-02 2003-03-05 杜信 硅藻土改性沥青
CN103866667B (zh) * 2012-12-10 2016-01-20 中国石油天然气股份有限公司 半柔性重载路面铺装结构
CN106904875A (zh) * 2017-03-22 2017-06-30 上海力纽实业有限公司 一种沥青面层用硅藻土改性沥青混合料及其制备方法
CN107022200A (zh) * 2017-05-08 2017-08-08 云南阳光道桥股份有限公司 极端高温重载条件下抗车辙的改性沥青及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1400251A (zh) * 2001-08-02 2003-03-05 杜信 硅藻土改性沥青
CN103866667B (zh) * 2012-12-10 2016-01-20 中国石油天然气股份有限公司 半柔性重载路面铺装结构
CN106904875A (zh) * 2017-03-22 2017-06-30 上海力纽实业有限公司 一种沥青面层用硅藻土改性沥青混合料及其制备方法
CN107022200A (zh) * 2017-05-08 2017-08-08 云南阳光道桥股份有限公司 极端高温重载条件下抗车辙的改性沥青及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李书进主编: "《土木工程材料》", 30 June 2014, 武汉大学出版社 *
蒋玲: ""硅藻精土改性沥青混合料在沥青路面工程中的应用研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104725883B (zh) 一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹沥青、sma沥青混合料及其制备方法
US11472740B2 (en) Plant-mixed warm regenerated asphalt mixture and preparation method thereof
CN103739239B (zh) 一种沥青混合料用复合纤维材料
CN105859191B (zh) 一种高抗疲劳开裂性能的复合改性沥青混合料
CN107698199A (zh) 一种基于旧路面铣刨料的高模量沥青混合料及其制备方法
CN103556560A (zh) 一种高性能温拌再生沥青混合料制备方法
CN105060772A (zh) 一种布敦岩沥青改性沥青混合料的制备方法
CN104672928B (zh) 一种低粘度的沥青路面热再生用再生剂、其制备方法及包含它的沥青路面热再生混合料
CN102010603B (zh) 一种胶粉改性乳化沥青及其制备方法
CN108947328A (zh) 一种基于废胶粉改性高粘沥青的钢渣透水沥青混合料
CN111808433A (zh) 耐高温改性沥青路面修复材料及其制备方法
CN105130280B (zh) 一种橡胶沥青混合料
CN103865280B (zh) 一种复合改性沥青及其制备方法
CN108383426A (zh) 一种干法改性沥青混合料及其制备方法
CN105348832A (zh) 一种高粘抗车辙性能改性沥青及加工方法
CN106189294B (zh) 硅藻土基沥青混合料高低温改性剂及其制备方法
CN105293995B (zh) 一种长寿命超薄排水抗滑表层及其制备方法
CN102924938A (zh) Rdc高模量胶粉复合沥青改性剂及其制备方法
CN104193229B (zh) 一种抗车辙剂、断级配橡胶沥青混合料及其制备方法
CN106336673A (zh) 一种生物油复配纳米硅藻土改性沥青及其制备方法
CN110079102A (zh) 一种用于高温重载地区的改性沥青
CN103803829B (zh) 一种沥青混凝土用复合纤维
CN102558879A (zh) 一种复合型沥青混合料温拌添加剂及其制备方法
CN101445661A (zh) 道路用抗车辙改性沥青材料及其制备方法
CN104692712B (zh) 高黏高弹应力消散材料性能平衡设计方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190802