CN114920498A - 生物基常温沥青混合料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了生物基常温沥青混合料及制备方法;生物基常温沥青混合料包括A组份和B组份,A组份与B组份的质量比设定为4~6:100;其中,以质量份计,A组份包括:石油沥青与植物沥青的组合物60~80份、不饱和脂肪酸5~20份、高沸点芳烃油0~10份、液体橡胶改性剂5~10份、表面活性剂0.5~1份;B组份包括:级配碎石100份、消石灰0.5~1份、添加剂1~3份。生物基常温沥青混合料制备方法,制备得到的生物基常温沥青混合料能够提升石油沥青的高低温稳定性和粘结强度,减少挥发污染,有利于环境保护,可实现石油沥青常温液化,无需加热就可进行拌和、施工,减少了热拌沥青混合料生产施工过程中产生的环境污染与能源消耗。
Description
技术领域
本申请属于道路工程材料技术领域,具体涉及生物基常温沥青混合料及制备方法。
背景技术
公路建设与养护需要大量的石油沥青。石油沥青作为一种不可再生资源,随着其储量的不断减少及消费量的不断增加,在可预见的将来,石油沥青的价格将不断攀升,国际沥青价格更是会受到国际战乱、地缘政治、自然灾害等外在不稳定因素的影响。
热沥青施工是我国当今沥青路面铺筑的主要方法,热沥青施工是在高温条件下将石油沥青与集料加热、摊铺及碾压成型的一种工艺材料。虽有优异的性能和施工和易性,但由于需要高温加热,其施工过程中会产生大量CO2、NO、SO2、沥青烟等有毒烟尘,不但直接威胁操作人员的身体健康,还会产生严重的环境污染问题。加热更是需要消耗大量汽油、柴油、天然气等化石资源,在增加成本的同时,还增加了温室气体排放量,这与当今时代我国提倡“碳达峰、碳中和”环保理念不合。
为了不使石油沥青成为制约我国道路建设发展的关键因素,同时为解决我国道路建设与养护过程中所带来的环境污染问题,亟待寻求一种环保可再生、价格低廉、产量充足、高性能的新材料来替代石油沥青,以缓解当前石油沥青需求量大而产量不足以及建设发展与环境污染之间的矛盾。
发明内容
有鉴于此,一些实施例公开的生物基常温沥青混合料,包括A组份和B 组份,A组份与B组份的质量比设定为4~6:100;其中,以质量份计,
A组份的制备原料包括:
B组份的制备原料包括:
级配碎石 100份;
消石灰 0.5~1份;
添加剂 1~3份。
一些实施例公开的生物基常温沥青混合料,石油沥青与植物沥青的组合物的质量比为3~5:1。
一些实施例公开的生物基常温沥青混合料,石油沥青为70#基质石油沥青、90#基质石油沥青或SBS改性沥青。
一些实施例公开的生物基常温沥青混合料,植物沥青为蓖麻子或玉米秸秆经提炼植物油后的残留物。
一些实施例公开的生物基常温沥青混合料,高沸点芳烃油为SA-1800芳烃油、SA-2000芳烃油中的一种或一种以上的组合。
一些实施例公开的生物基常温沥青混合料,液体橡胶改性剂为液体SBS 橡胶。
一些实施例公开的生物基常温沥青混合料,表面活性剂为沥青抗剥落剂。
一些实施例公开的生物基常温沥青混合料,级配碎石为LP-1#、LP-2#中的任一种,其材质为玄武岩或辉绿岩。
一些实施例公开的生物基常温沥青混合料,添加剂为聚酯纤维、短切玄武岩纤维、废旧橡胶粉中的一种或一种以上的组合。
一些实施例公开的生物基常温沥青混合料的制备方法,包括:
A组份的制备:
(1)按照配方质量取60~80份石油沥青与植物沥青的组合物装入反应釜中,将反应釜升温至100~120℃;
(2)向反应釜中加入5~20份不饱和脂肪酸、5~10份液体橡胶改性剂,在冷凝回流下开动搅拌,保温反应60min;
(3)待步骤(2)中反应釜中的反应完毕,将反应釜的温度降至60±10℃,然后向反应釜中加入0~10份高沸点芳烃油、0.5~1份表面活性剂,在冷凝回流下,保温反应30~50min;
(4)待步骤(3)中反应釜中的反应完毕,并且反应釜的温度降至常温,得到A组份;
B组份的制备:
按照配方质量取100份温度在20~60℃的级配碎石、0.5~1份消石灰、 1~3份添加剂,加入搅拌机中干拌10~30s,得到B组份;
生物基常温沥青混合料的制备:
按A组份与B组份的设定质量比4~6:100称取A组份和B组份;
将A组份喷洒入搅拌机中,与B组份搅拌45~60s,得到生物基常温沥青混合料;
其中,各组分含量以质量份计。
本申请实施例公开的生物基常温沥青混合料及制备方法,以与石油沥青有较好相容性的植物沥青、不饱和脂肪酸等为原料,辅以液体橡胶改性剂等,制备得到的生物基常温沥青混合料能够提升石油沥青的高低温稳定性和粘结强度,减少挥发污染,有利于环境保护,马歇尔强度大于10kN,浸水马歇尔试验残留稳定度大于85%,动稳定度大于3000次/mm,性能良好。A、B两组份分别制备,生物基常温沥青混合料成品制备时在强制搅拌机中将A、B两组份混匀即可,可实现石油沥青常温液化,无需加热就可进行拌和、施工,减少了热拌沥青混合料生产施工过程中产生的环境污染与能源消耗。
具体实施方式
在这里专用的词“实施例”,作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。本申请实施例中性能指标测试,除非特别说明,采用本领域常规试验方法。应理解,本申请中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本申请公开的内容。
除非另有说明,否则本文使用的技术和科学术语具有本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义;作为本申请中其它未特别注明的试验方法和技术手段均指本领域内普通技术人员通常采用的实验方法和技术手段。作为本发明中的其它未特别注明的原材料、试剂、试验方法和技术手段均指本领域内普通技术人员通常使用的原材料和试剂,以及通常采用的实验方法和技术手段。本申请实施例中采用的原料均为工业级。
本文所用的术语“基本”和“大约”用于描述小的波动。例如,它们可以是指小于或等于±5%,如小于或等于±2%,如小于或等于±1%,如小于或等于±0.5%,如小于或等于±0.2%,如小于或等于±0.1%,如小于或等于±0.05%。在本文中以范围格式表示或呈现的数值数据,仅为方便和简要起见使用,因此应灵活解释为不仅包括作为该范围的界限明确列举的数值,还包括该范围内包含的所有独立的数值或子范围。例如,“1~5%”的数值范围应被解释为不仅包括1%至5%的明确列举的值,还包括在所示范围内的独立值和子范围。因此,在这一数值范围中包括独立值,如2%、3.5%和4%,和子范围,如1%~ 3%、2%~4%和3%~5%等。这一原理同样适用于仅列举一个数值的范围。此外,无论该范围的宽度或所述特征如何,这样的解释都适用。本文述及的组份数量,通常以质量份表示,除非明确表示其他的计量单位。
在本文中,包括权利要求书中,连接词,如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“容纳”等被理解为是开放性的,即是指“包括但不限于”。只有连接词“由……构成”和“由……组成”是封闭连接词。
为了更好的说明本申请内容,在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本申请同样可以实施。在实施例中,对于本领域技术人员熟知的一些方法、手段、仪器、设备等未作详细描述,以便凸显本申请的主旨。
在不冲突的前提下,本申请实施例公开的技术特征可以任意组合,得到的技术方案属于本申请实施例公开的内容。
在一些实施方式中,生物基常温沥青混合料包括A组份和B组份,A组份与B组份的质量比设定为4~6:100;其中,以质量份计,A组份的制备原料包括:石油沥青与植物沥青的组合物60~80份、不饱和脂肪酸5~20份、高沸点芳烃油0~10份、液体橡胶改性剂5~10份、表面活性剂0.5~1份;B组份的制备原料包括:级配碎石100份、消石灰0.5~1份、添加剂1~3份。
消石灰可以提高石油沥青的粘性,同时使石料的表面性质得到改善;消石灰能降低石料表面的电荷,降低表面能,表面能小的石料不与氢键结合,水稳定好;不饱和脂肪酸与消石灰的酸碱反应,提高了石油沥青固化速度,有利于路面快速成型。
在一些实施方式中,石油沥青与植物沥青的组合物的质量比为3~5:1。植物沥青不属于多芳环复杂化合物,具有低碳环保可再生的优点,在常温下,植物沥青具有良好的流动性,与石油沥青均匀混合后,起到增稠作用,能够增加石油沥青与碳酸钙或者石料的粘合性及亲和力,不易出现沉降分层。
在一些实施方式中,石油沥青为70#基质石油沥青、90#基质石油沥青或 SBS改性沥青。作为可选实施方式,70#基质石油沥青选用SK-70#基质石油沥青、90#基质石油沥青选用壳牌90#基质石油沥青。
在一些实施方式中,植物沥青为蓖麻子或玉米秸秆经提炼植物油后的残留物,主要成分为60~80%的脂肪酸和植物醇,油溶性与石油沥青相近。
在一些实施方式中,高沸点芳烃油为SA-1800芳烃油、SA-2000芳烃油中的一种或一种以上的组合。
芳烃油的主要成分是芳香烃和胶质,石油沥青的主要成分是芳香分、胶质、沥青质和饱和分,在石油沥青中加入芳烃油能与石油沥青迅速结合,改变石油沥青组分,芳烃油与石油沥青相互融合良好而不会从石油沥青中析出。
生产SBS改性沥青时,根据相似相溶原理,SBS改性沥青的溶解程度主要取决于石油沥青中芳香分和胶质。基质石油沥青中芳香分和胶质含量大于 25%时,适宜用于生产SBS改性沥青。
如果基质石油沥青中芳香分与胶质组分不合适,可适当添加芳烃油来加以改善,满足改性沥青生产要求。基质石油沥青中加入芳烃油后,能促进聚合物SBS溶解,可有效改善改性沥青贮存稳定性,减小析出,同时较大程度增大改性沥青的低温延度。一般来说,石油沥青中每加入1%的芳烃油,其 25℃针入度会增加10dmm左右,dmm表示十分之一毫米;同时其低温延度也相应增加。
作为可选实施方式,液体橡胶改性剂为液体SBS橡胶。
SBS改性剂兼有橡胶和塑料两种性能,常温下具有橡胶的弹性,高温下能熔融流动作为可塑性材料。
SBS改性剂通过物理共混和化学改性对石油沥青改性,物理共混过程是石油沥青中的油组分使SBS改性剂发生溶胀作用并均匀的分散在石油沥青中,SBS和石油沥青之间只存在分子间作用力,化学改性过程是在石油沥青和SBS之间加入添加剂,通过发生化学反应形成较强的共价键或离子键,使石油沥青的化学结构得到改变,进而使石油沥青的化学性质得到改善。
SBS改性剂改变了石油沥青流变学性质,粘弹性和延性提高,路面的抗冲击力、抗开裂能力、耐磨耗能力都大大增加,可延长石油沥青路面的使用寿命;增大了石油沥青的粘附性和粘韧度,提高了石油沥青与沙石料的结合力,改善了石油沥青混合料的强度和防水能力,增强了石油沥青路面的耐久性;降低了石油沥青的温度敏感性,石油沥青的针入度和软化点下降,弹塑性范围扩大,耐流动变形性能力得到改善,石油沥青路面平坦化性能和抗车辙性能得到提高,减少路面维护。
作为可选实施方式,表面活性剂为沥青抗剥落剂。
沥青抗剥落剂的分子结构中含有多个活性基团,与石油沥青混熔后,其特殊的化学结构使其与集料表面发生吸附反应,改善了石油沥青的极性,同时提高石油沥青与集料之间的物理和化学吸附力,抗水剥离能力强,能显著提高石油沥青与石料的粘附性,提高石油沥青混合料的浸水马歇尔稳定度和冻融劈裂抗拉强度,同时能增加石油沥青混合料的动稳定度和低温抗裂性,掺加该抗剥落剂能改善石油沥青的耐久性能,延长石油沥青路面使用寿命。
在一些实施方式中,级配碎石为LP-1#、LP-2#中的任一种,其材质为玄武岩或辉绿岩。辉绿岩应用于石油沥青路面,能够有效提高路面的抗压强度。
其中,LP-1#、LP-2#的技术要求如下:
在一些实施方式中,添加剂为聚酯纤维、短切玄武岩纤维、废旧橡胶粉中的一种或一种以上的组合。
作为可选实施方式,添加剂为聚酯纤维与废旧橡胶粉的组合物。将废旧橡胶粉掺入石油沥青中能够提高石油沥青路面的使用性能。
作为可选实施方式,添加剂为短切玄武岩纤维。短切玄武岩纤维加入石油沥青中,起到加强筋的作用,能有效提高路面的抗拉强度及韧性、提高路面抗车辙变形能力、低温抗裂能力、抗老化能力。
作为可选实施方式,添加剂为聚酯纤维。
聚酯纤维分布在石油沥青混合料中,由于聚酯纤维的吸附,稳定及多向加强筋的作用,使石油沥青混合料的高温性能改善;聚酯纤维在低温下仍呈柔性,具有较高的抗折强度,石油沥青混合料中纵横交错的聚酯纤维使得石油沥青混合料有较高的弹性,能有效的抵抗应力,减少温缩裂缝的产生;分布均匀的聚酯纤维使得石油沥青混合料的劲度模量增加,疲劳耐久性改善,可延长路面的寿命;聚酯纤维的加入使粘附在矿料上的石油沥青膜变厚,抗水损害能力增强。
作为可选实施方式,石油沥青与植物沥青的组合物的制备方法为:按照配方质量将石油沥青装入反应釜中,将反应釜升温至120~180℃,再加入植物沥青,保温反应1~3h,待反应完成,反应釜温度降至常温,得到组合物。
在一些实施方式中,生物基常温沥青混合料的制备方法,包括:
A组份的制备:
(1)按照配方质量取60~80份石油沥青与植物沥青的组合物装入反应釜中,将反应釜升温至100~120℃,使石油沥青与植物沥青的组合物处于均匀流体状态,促进该组合物与其他后加入材料有较好相容性;
(2)向反应釜中加入5~20份不饱和脂肪酸、5~10份液体橡胶改性剂,在冷凝回流下开动搅拌,保温反应60min,除去材料中的水分,并使石油沥青与植物沥青的组合物与不饱和脂肪酸、液体橡胶改性剂充分接触,通过不饱和键的交联反应,成为活性共混物;
(3)待步骤(2)中反应釜中的反应完毕,将反应釜的温度降至60±10℃,然后向反应釜中加入0~10份高沸点芳烃油对步骤(2)的活性共混物进行调粘,加入0.5~1份表面活性剂增加A组份对石料的粘附性和抗水剥离性,在冷凝回流下,保温反应30~50min形成均匀易流动的液体;
(4)待步骤(3)中反应釜中的反应完毕,并且反应釜的温度降至常温,得到A组份;
B组份的制备:
按照配方质量取100份温度在20~60℃的级配碎石、0.5~1份消石灰、1~ 3份添加剂,加入搅拌机中干拌10~30s,使得各种材料均匀混合,得到B组份;
生物基常温沥青混合料的制备:
按A组份与B组份的设定质量比4~6:100称取A组份和B组份;
将A组份喷洒入搅拌机中,与B组份搅拌45~60s,使得A组份和B组份充分混合,即得到生物基常温沥青混合料;
其中,各组分含量以质量份计。作为可选实施方式,搅拌机为强制搅拌机。
以下结合实施例对技术细节做进一步示例性说明。
实施例1
实施例1公开的生物基常温沥青混合料包括A组份和B组份,其中,以质量份计,
A组份的制备原料包括:
SBS改性沥青与蓖麻子经提炼植物油后的残留物制成的植物沥青的组合物64份,其质量比为5:1;不饱和脂肪酸20份;SA-1800芳烃油10份;液体 SBS橡胶5份;表面活性剂1份;
B组份的制备原料包括:
玄武岩LP-1#级配碎石100份;消石灰1份;聚酯纤维与废旧橡胶粉的组合物3份。
SBS改性沥青与蓖麻子经提炼植物油后的残留物制成的植物沥青的组合物的制备方法为:
按照配方质量将SBS改性沥青装入反应釜中,将反应釜升温至180℃,再加入植物沥青,保温反应3h,待反应完成,反应釜温度降至常温,得到组合物。
生物基常温沥青混合料的制备方法,包括:
A组份的制备:
(1)按照配方质量取64份SBS改性沥青与蓖麻子经提炼植物油后的残留物制成的植物沥青的组合物装入反应釜中,将反应釜升温至120℃;
(2)向反应釜中加入20份不饱和脂肪酸、5份液体SBS橡胶,在冷凝回流下开动搅拌,保温反应60min;
(3)待步骤(2)中反应釜中的反应完毕,将反应釜的温度降至60±10℃,然后向反应釜中加入10份SA-1800芳烃油、1份表面活性剂,在冷凝回流下,保温反应50min;
(4)待步骤(3)中反应釜中的反应完毕,并且反应釜的温度降至常温,得到A组份;
B组份的制备:
按照配方质量取100份温度在25℃的玄武岩LP-1#级配碎石、1份消石灰、 1份聚酯纤维、2份废旧橡胶粉,加入强制搅拌机中干拌30s,得到B组份;
生物基常温沥青混合料的制备:
按照行业标准《沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004所述的方法开展油石比试验,确认按A组份与B组份的设定质量比4:100称取A组份和B组份,并将A组份喷洒入强制搅拌机中,与B组份强制搅拌60s,得到生物基常温沥青混合料;其中,各组分含量以质量份计。
实施例2
实施例2公开的生物基常温沥青混合料包括A组份和B组份,其中,以质量份计,
A组份的制备原料包括:
壳牌90#基质石油沥青与玉米秸秆经提炼植物油后的残留物制成的植物沥青的组合物71.5份,其质量比为4:1;不饱和脂肪酸15份;SA-2000芳烃油5 份;液体SBS橡胶8份;表面活性剂0.5份;
B组份的制备原料包括:
玄武岩LP-1#级配碎石100份;消石灰0.7份;短切玄武岩纤维1份。
壳牌90#基质石油沥青与玉米秸秆经提炼植物油后的残留物制成的植物沥青的组合物的制备方法为:
按照配方质量将壳牌90#基质石油沥青装入反应釜中,将反应釜升温至 120℃,再加入植物沥青,保温反应1h,待反应完成,反应釜温度降至常温,得到组合物。
生物基常温沥青混合料的制备方法,包括:
A组份的制备:
按照配方质量取71.5份壳牌90#基质石油沥青与玉米秸秆经提炼植物油后的残留物制成的植物沥青的组合物装入反应釜中,将反应釜升温至100℃;
(2)向反应釜中加入15份不饱和脂肪酸、8份液体SBS橡胶,在冷凝回流下开动搅拌,保温反应60min;
(3)待步骤(2)中反应釜中的反应完毕,将反应釜的温度降至60±10℃,然后向反应釜中加入5份SA-2000芳烃油、0.5份表面活性剂,在冷凝回流下,保温反应30min;
(4)待步骤(3)中反应釜中的反应完毕,并且反应釜的温度降至常温,得到A组份;
B组份的制备:
按照配方质量取100份温度在25℃的玄武岩LP-1#级配碎石、0.7份消石灰、1份短切玄武岩纤维,加入强制搅拌机中干拌10s,得到B组份;
生物基常温沥青混合料的制备:
按照行业标准《沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004所述的方法开展油石比试验,确认按A组份与B组份的设定质量比5.5:100称取A组份和B组份,并将A组份喷洒入强制搅拌机中,与B组份强制搅拌45s,得到生物基常温沥青混合料;其中,各组分含量以质量份计。
实施例3
实施例3公开的生物基常温沥青混合料包括A组份和B组份,其中,以质量份计,
A组份的制备原料包括:
SK-70#基质石油沥青与蓖麻子经提炼植物油后的残留物制成的植物沥青的组合物80份,其质量比为3:1;不饱和脂肪酸9份;高沸点芳烃油0份;液体SBS橡胶10份;表面活性剂1份;
B组份的制备原料包括:
辉绿岩LP-2#级配碎石100份;消石灰0.5份;聚酯纤维1份。
SK-70#基质石油沥青与蓖麻子经提炼植物油后的残留物制成的植物沥青的组合物的制备方法为:
按照配方质量将SK-70#基质石油沥青装入反应釜中,将反应釜升温至 130℃,再加入植物沥青,保温反应2h,待反应完成,反应釜温度降至常温,得到组合物。
生物基常温沥青混合料的制备方法,包括:
A组份的制备:
(1)按照配方质量取80份SK-70#基质石油沥青与蓖麻子经提炼植物油后的残留物制成的植物沥青的组合物装入反应釜中,将反应釜升温至110℃;
(2)向反应釜中加入9份不饱和脂肪酸、10份液体SBS橡胶,在冷凝回流下开动搅拌,保温反应60min;
(3)待步骤(2)中反应釜中的反应完毕,将反应釜的温度降至60±10℃,然后向反应釜中加入1份表面活性剂,在冷凝回流下,保温反应40min;
(4)待步骤(3)中反应釜中的反应完毕,并且反应釜的温度降至常温,得到A组份;
B组份的制备:
按照配方质量取100份温度在25℃的辉绿岩LP-2#级配碎石、0.5份消石灰、1份聚酯纤维,加入强制搅拌机中干拌20s,得到B组份;
生物基常温沥青混合料的制备:
按照行业标准《沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004所述的方法开展油石比试验,确认按A组份与B组份的设定质量比6:100称取A组份和B组份,并将A组份喷洒入强制搅拌机中,与B组份强制搅拌50s,得到生物基常温沥青混合料;其中,各组分含量以质量份计。
对上述实施例1~3中的生物基常温沥青混合料按照行业标准《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004与《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 JTG E20-2011进行试验,结果如表1所示。
表1实施例1~3生物基常温沥青混合料性能测试结果
性能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 标准要求 |
马歇尔稳定度(kN) | 19 | 14 | 17 | ≥8 |
残留稳定度(%) | 93 | 89 | 91 | ≥80 |
动稳定度(次/mm) | >3000 | >3000 | >3000 | ≥2500 |
由实施例1~3的测试结果与标准要求对比可知,随着沥青品种和配比的调整,其对沥青混合料的马歇尔稳定度及残留稳定度均有一定影响。同时,本发明实施例的生物基常温沥青混合料在制备条件基本不变的情况下,高、低温,水稳定性与力学性能均得到了大幅提升,其中马歇尔稳定度、残留稳定度和动稳定度均优于标准要求。
本申请实施例公开的生物基常温沥青混合料及制备方法,以与石油沥青有较好相容性的植物沥青、不饱和脂肪酸等为原料,辅以液体橡胶改性剂等,制备得到的生物基常温沥青混合料能够提升沥青的高低温稳定性和粘结强度,减少挥发污染,有利于环境保护,马歇尔强度大于10kN,浸水马歇尔试验残留稳定度大于85%,动稳定度大于3000次/mm,性能良好。A、B两组份分别制备,生物基常温沥青混合料成品制备时在强制搅拌机中将A、B两组份混匀即可,可实现石油沥青常温液化,无需加热就可进行拌和、施工,减少了热拌沥青混合料生产施工过程中产生的环境污染与能源消耗。
本申请公开的技术方案和实施例中公开的技术细节,仅是示例性说明本申请的发明构思,并不构成对本申请技术方案的限定,凡是对本申请公开的技术细节所做的常规的改变、替换或组合,都与本申请具有相同的发明构思,都在本申请权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的生物基常温沥青混合料,其特征在于,所述石油沥青与植物沥青的组合物的质量比为3~5:1。
3.根据权利要求2所述的生物基常温沥青混合料,其特征在于,所述石油沥青为70#基质石油沥青、90#基质石油沥青或SBS改性沥青。
4.根据权利要求2所述的生物基常温沥青混合料,其特征在于,所述植物沥青为蓖麻子或玉米秸秆经提炼植物油后的残留物。
5.根据权利要求1所述的生物基常温沥青混合料,其特征在于,所述高沸点芳烃油为SA-1800芳烃油、SA-2000芳烃油中的一种或一种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的生物基常温沥青混合料,其特征在于,所述液体橡胶改性剂为液体SBS橡胶。
7.根据权利要求1所述的生物基常温沥青混合料,其特征在于,所述表面活性剂为沥青抗剥落剂。
8.根据权利要求1所述的生物基常温沥青混合料,其特征在于,所述级配碎石为LP-1#、LP-2#中的任一种,其材质为玄武岩或辉绿岩。
9.根据权利要求1所述的生物基常温沥青混合料,其特征在于,所述添加剂为聚酯纤维、短切玄武岩纤维、废旧橡胶粉中的一种或一种以上的组合。
10.权利要求1所述的生物基常温沥青混合料的制备方法,其特征在于,包括:
A组份的制备:
(1)按照配方质量取60~80份石油沥青与植物沥青的组合物装入反应釜中,将反应釜升温至100~120℃;
(2)向所述反应釜中加入5~20份不饱和脂肪酸、5~10份液体橡胶改性剂,在冷凝回流下开动搅拌,保温反应60min;
(3)待步骤(2)中所述反应釜中的反应完毕,将所述反应釜的温度降至60±10℃,然后向反应釜中加入0~10份高沸点芳烃油、0.5~1份表面活性剂,在冷凝回流下,保温反应30~50min;
(4)待步骤(3)中所述反应釜中的反应完毕,并且所述反应釜的温度降至常温,得到A组份;
B组份的制备:
按照配方质量取100份温度在20~60℃的级配碎石、0.5~1份消石灰、1~3份添加剂,加入搅拌机中干拌10~30s,得到B组份;
生物基常温沥青混合料的制备:
按A组份与B组份的设定质量比4~6:100称取A组份和B组份;
将A组份喷洒入所述搅拌机中,与B组份搅拌45~60s,得到生物基常温沥青混合料;
其中,各组分含量以质量份计。
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
WO2010054453A1 (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-20 | Claudio Macedo Nasser | A method and a plant for preparing hot-mix asphalt |
CN103483836A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-01-01 | 交通运输部公路科学研究所 | 改性沥青、其制备方法及包含该改性沥青的混合料 |
CN112679145A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-20 | 中公高科养护科技股份有限公司 | 一种常温沥青改性剂及应用方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010054453A1 (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-20 | Claudio Macedo Nasser | A method and a plant for preparing hot-mix asphalt |
CN103483836A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-01-01 | 交通运输部公路科学研究所 | 改性沥青、其制备方法及包含该改性沥青的混合料 |
CN112679145A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-20 | 中公高科养护科技股份有限公司 | 一种常温沥青改性剂及应用方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
蔡春强等: "细料参量对常温沥青速铺料性能的影响研究", 《低碳世界》 * |
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