WO2024045611A1 - 一种沥青结合料及其制备方法 - Google Patents

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赵立东
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    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch

Definitions

  • the invention relates to the field of road paving materials, and in particular to an asphalt binder and a preparation method thereof.
  • Asphalt surface treatment pavement is a form of asphalt pavement wearing layer structure. It is constructed using the layer laying method. It has single-layer, double-layer, and three-layer structures, and double-layer structures are commonly used. Taking a double-layer structure as an example, the construction steps are as follows: first spread the first layer of asphalt binder, then spread the first layer of single-grade gravel, after rolling and curing, then spread the second layer of asphalt binder, and then spread The second layer of smaller single-grade gravel is then rolled to form a road wearing layer.
  • This type of structure generally uses ordinary asphalt as the cementing material.
  • the bonding force between ordinary asphalt cementing material and gravel is relatively weak. Therefore, after the construction of the pavement structure is completed, the gravel is prone to peeling off, resulting in oil flooding.
  • the purpose of the present invention is to overcome the shortcomings of the prior art and provide an asphalt mixture and a preparation method thereof.
  • the asphalt mixture prepared by this method has strong bonding force with the gravel. After the asphalt surface pavement is constructed, the peeling of the asphalt surface pavement gravel can be reduced and the phenomenon of oil flooding on the road can be reduced.
  • the present invention provides the following technical solutions.
  • the first aspect of the present invention provides an asphalt mixture, which includes, in terms of mass percentage: 90-95% of base asphalt, 0.5-1% of tackifier, 4-9% of viscosity reducing agent, and anti-peeling. Agent 0.1-0.3%.
  • the mass percentage of the base asphalt may be 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, or 95%.
  • the mass percentage of the tackifier can be 0.5%, 0.6%, 0.7%, 0.8%, 0.9%, or 1%.
  • the mass percentage of the viscosity reducing agent can be 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, or 9%.
  • the mass percentage of the anti-flaking agent can be 0.1%, 0.2%, or 0.3%.
  • the asphalt penetration of the base asphalt is 80-100, and the penetration unit is 1/10mm.
  • the Boucher viscosity of the asphalt mixture at a temperature above 135°C is ⁇ 3 pa.s.
  • the viscosity is lower than this viscosity, it is beneficial to spread evenly with the asphalt mixture. If the viscosity is higher than this viscosity When the time comes, uneven spreading may easily occur.
  • the viscosity reducing agent is kerosene or gasoline.
  • the kerosene can be aviation kerosene.
  • adding a viscosity reducing agent to the asphalt mixture can reduce the viscosity and increase the fluidity of the asphalt mixture at high temperatures (above 135°C), thereby reducing its construction temperature and having lower high temperature viscosity and Better lubricity makes it easier to construct the asphalt mixture on the asphalt surface.
  • the tackifier is a resinous high molecular polymer.
  • the tackifier is a material that complies with "Modified Additives for Asphalt Mixtures Part 2: High Viscosity Additives".
  • the addition of tackifiers can make the asphalt mixture operate at normal road surface temperature (below 60°C). ) state, enhance the absolute viscosity of the asphalt mixture and enhance the bonding performance between the base asphalt and the admixture. It can be quickly melted and dispersed during the mixing process of asphalt mixture to improve the strength, water stability, high and low temperature, anti-scattering and splitting resistance of asphalt mixture and other properties.
  • the anti-flaking agent is a phosphate organic compound.
  • the anti-stripping agent can improve the adhesion between (base asphalt + admixture) and gravel to level 4 or above.
  • Level 4 refers to the adhesion level between the prepared asphalt binder and gravel. The basis is "Technical Specifications for Highway Asphalt Pavement Construction" JTG F40-2004.
  • the anti-stripping agent adopts materials that meet the requirements of "Asphalt Mixture Modification Additives Part 4: Anti-stripping Agents" JT/T 860.4-2014.
  • the cloth viscosity of the asphalt mixture is ⁇ 3 pa.s at 135°C, and the viscosity is above 20 N.m.
  • a second aspect of the present invention provides a method for preparing asphalt mixture, which includes the following steps:
  • the heated base asphalt and the admixture are mixed.
  • the heating temperature of the base asphalt is 140-170°C.
  • the temperature may be 140°C, 145°C, 150°C, 160°C, 165°C, or 170°C.
  • the heating temperature of the base asphalt is close to the upper temperature limit when the temperature is low, and close to the lower temperature limit when the temperature is high.
  • the tackifier, the viscosity reducer and the anti-flaking agent are mixed at a temperature of 70-90°C.
  • the temperature at which the tackifier, the viscosity reducing agent and the anti-flaking agent are mixed may be 70°C, 72°C, 74°C, 76°C, 78°C, 80°C, 82°C, 84°C, 86°C °C, 88°C, 90°C.
  • preparing the admixture further includes: heating the viscosity reducing agent and mixing it with the tackifier and the anti-flaking agent.
  • the heating temperature of the viscosity reducing agent is 70-90°C, for example, it can be 70°C, 72°C, 74°C, 76°C, 78°C, 80°C, 82°C, 84°C , 86°C, 88°C, 90°C.
  • this temperature range is conducive to the dissolution of the tackifier and anti-flaking agent. If the temperature is too low, it will not be easily dissolved. When the temperature is too high, the volatilization will be greater, which can easily lead to combustion, posing safety risks.
  • the mixing includes: stirring at a rotation speed of 80-120 r/min for 25-30 minutes.
  • the rotation speed can be 80r/min, 85r/min, 90r/min, 95r/min, 100r/min, 105r/min, 110r/min, 115r/min, 120r/min
  • the stirring time can be 25min, 26min, 27min, 28min, 29min, 30min).
  • the rotational speed is too low, the shear force is small and the dispersion effect is poor.
  • the rotational speed is too high, the power requirements of the equipment are relatively high and the economic cost increases. Then stir for 0.5-1.5h at a speed of 10-30r/min.
  • the rotation speed can be 10r/min, 12r/min, 14r/min, 16r/min, 18r/min, 20r/min, 22r/min, 24r/min, 26r/min, 28r/min, 30r/min, stirring
  • the time can be 0.5h, 1.7h, 0.9h, 1.1h, 1.3h, 1.5h).
  • the mixing speed is within this range, the asphalt mixture reaches the basic conditions for uniformity to meet the requirements, and the economy is the best.
  • the asphalt mixture provided by the present invention has strong bonding force with gravel, and can reduce the peeling of gravel on the asphalt surface and alleviate the phenomenon of oil flooding on the road after the asphalt surface road construction.
  • the raw material formula of the asphalt mixture base asphalt: 91% (penetration is 80, unit is 1/10mm), tackifier: 0.5%; kerosene: 8.3%; anti-stripping agent: 0.2%.
  • Base asphalt preparation Heat the base asphalt to 140°C for later use;
  • Mixing equipment debugging including asphalt pipeline test; addition and preparation debugging of admixtures (tackifier, anti-stripping agent, viscosity reducing agent); mixing device operation debugging;
  • Admixture measurement According to the amount of asphalt added to the mixing tank and the designed proportion, pump the prepared admixtures (tackifier, anti-stripping agent, viscosity reducing agent miscible) into the mixing tank;
  • the process is the same as in Example 1, except that the tackifier: 1%.
  • Example 2 The process is the same as in Example 1, except that the viscosity reducing agent: 9%.
  • the process is the same as in Example 1, except that the mixture is stirred at high speed (90 rpm) for 25 minutes and stirred at slow speed (20 rpm) for 1 hour.
  • Example 2 The process is the same as in Example 1, except that the mixture is stirred at high speed (100 rpm) for 30 minutes and stirred at slow speed (15 rpm) for 1.3 hours;
  • the process is the same as in Example 1, except that the penetration of the matrix asphalt is 60, and the unit is 1/10mm;

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Abstract

一种沥青混合料，以质量百分比计包括：基质沥青90-95％，增粘剂0.5-1％，降粘剂：4-9％，抗剥落剂0.1-0.3％。还涉及一种该沥青混合料的制备方法，通过该方法制备沥青混合料，与碎石的粘结力强，在沥青表处路面施工后，可减少沥青表处路面碎石的剥落及减轻路面泛油现象。

Description

一种沥青结合料及其制备方法 技术领域
本发明涉及路面铺装材料领域，具体涉及一种沥青结合料及其制备方法。
背景技术
沥青表面处治路面，是一种沥青路面磨耗层结构形式，采用层铺法施工，有单层、双层、三层式结构，普遍采用双层式结构。以双层式结构为例，其施工步骤如下：先撒布第一层沥青胶结料，再撒布第一层单级配碎石，经碾压养护后，再撒布第二层沥青胶结料，再撒第二层小一些的单级配碎石，再碾压形成路面磨耗层。
此类结构一般采用普通沥青作为胶结料，普通沥青胶结料与碎石的粘接力相对较弱，因此路面结构在施工完毕后，容易出现碎石剥落，导致出现泛油现象。
因此，需要开发一种与碎石粘结力强的沥青混合料。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种沥青混合料及其制备方法。通过该方法制备沥青混合料，与碎石的粘结力强，在沥青表处路面施工后，可减少沥青表处路面碎石的剥落及减轻路面泛油现象。
为了实现以上目的，本发明提供如下技术方案。
本发明第一方面提供了一种沥青混合料，所述沥青混合料以质量百分比计包括：基质沥青90-95％，增粘剂0.5-1％，降粘剂：4-9％，抗剥落剂0.1-0.3％。
优选地，所述基质沥青的质量百分比可为90％、91％、92％、93％、94％、95％。
优选地，所述增粘剂的质量百分比可为0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％。
优选地，所述降粘剂的质量百分比可为4％、5％、6％、7％、8％、9％。
优选地，所述抗剥落剂的质量百分比可为0.1％、0.2％、0.3％。
在本发明的一些具体实施例中，所述基质沥青的沥青针入度为80-100，针入度单位为1/10mm。
在本发明的一些具体实施例中，所述沥青混合料在135℃以上温度下的布式粘度≤3pa.s，低于此粘度时，有利于与沥青混合料均匀撒布，如果高于此粘度时，容易出现撒布不均匀的状况。
在本发明的一些具体实施例中，所述降粘剂为煤油或汽油，具体地，所述煤油可为航空煤油。
在本发明中，在沥青混合料中添加降粘剂，可使沥青混合料在高温状态(135℃以上)下粘度降低，流动性增大，从而降低其施工温度，具有较低的高温粘度和较好的润滑性，使得沥青混合料在沥青表处路面的施工更加容易。
在本发明的一些具体实施例中，所述增粘剂为树脂类高分子聚合物。
在本发明中，所述增粘剂为采用符合《沥青混合料改性添加剂第2部分：高黏度加剂》的材料，添加增粘剂可使沥青混合料在常态路表温度(60℃以下)的状态下，增强沥青混合料的绝对粘度，增强基质沥青与外加剂之间的粘结性能。可在沥青混合料混合过程中快速熔融分散，答复提高沥青混合料强度、水稳性、高低温和抗飞散、耐劈来等多种性能。
在本发明的一些具体实施例中，所述抗剥落剂为磷酸酯类有机物。
在本发明中，所述抗剥落剂可提升(基质沥青+外加剂)与碎石的粘附性至4级以上，所述4级是指配制的沥青胶结料与碎石的粘附等级，依据为《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004。
在本发明中，所述抗剥落剂采用符合《沥青混合料改性添加剂第4部分：抗剥落剂》JT/T 860.4-2014要求的材料。
在本发明的一些具体实施例中，所述沥青混合料在135℃下布式粘度≤3pa.s，黏韧性为20N.m.以上。
本发明第二方面提供了一种沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
加热基质沥青；
在一定温度下将增粘剂、降粘剂以及抗剥落剂混合，得到外加剂；
将加热后的所述基质沥青与所述外加剂进行混合。
在本发明的一些具体实施例中，所述基质沥青的加热温度为140-170℃。例如可为140℃、145℃、150℃、160℃、165℃、170℃。
在本发明中，为了匹配环境温度的影响，保证撒布粘度的要求，所述基质沥青的加热温度，气温低时取接近高限温度值，气温高时取接近低限温度值。
在本发明的一些具体实施例中，在70-90℃的温度下将所述增粘剂、所述降粘剂以及所述抗剥落剂混合。优选地，混合所述增粘剂、所述降粘剂以及所述抗剥落剂的温度可为70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃、88℃、90℃。
在本发明的一些具体实施例中，制备所述外加剂还包括：将所述降粘剂加热后与所述增粘剂与所述抗剥落剂混合。
在本发明的一些具体实施例中，所述降粘剂的加热温度为70-90℃，例如可为70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃、88℃、90℃。
在本发明中，在此温度范围有利于增粘剂、抗剥落剂的溶解，温度过低不容易溶解，温度过高时，挥发较大，极易导致燃烧，存在安全风险。
在本发明的一些具体实施例中，所述混合包括：以转速为80-120r/min搅拌25-30min。(例如转速可为80r/min、85r/min、90r/min、95r/min、100r/min、105r/min、110r/min、115r/min、120r/min， 搅拌时间可为25min、26min、27min、28min、29min、30min)，当转速过低时，剪切力小，分散效果差，转速过高时，对设备的功率要求比较高，经济成本增大。再以转速为10-30r/min搅拌0.5-1.5h。(例如转速可为10r/min、12r/min、14r/min、16r/min、18r/min、20r/min、22r/min、24r/min、26r/min、28r/min、30r/min，搅拌时间可为0.5h、1.7h、0.9h、1.1h、1.3h、1.5h)，当搅拌速度在此范围内时，所述沥青混合料达到均匀性满足要求的基本条件，经济性最好。
相比现有技术，本发明的有益效果：
1、本发明提供的沥青混合料，与碎石的粘结力强，在沥青表处路面施工后，可减少沥青表处路面碎石的剥落及减轻路面泛油现象。
2、通过本发明提供的沥青混合料的制备方法，该方法通过将加热的基质沥青与外加剂混合，可提升沥青混合料与碎石的粘结效果，抗水损害能力，提升沥青表处路面的使用性能及延长使用寿命。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施例对本发明所述的技术方案做进一步说明，但本发明不仅限于此。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。除非另有说明，实施例中使用的原料和试剂均为市售商品。本文未记载的试剂、仪器或操作步骤均是本领域普通技术人员可常规 确定的内容。
实施例1
沥青混合料的原料配方：基质沥青：91％(针入度为80，单位为1/10mm)，增粘剂：0.5％；煤油：8.3％；抗剥落剂：0.2％。
1、基质沥青准备：将基质沥青加热到140℃备用；
2、外加剂制备：
在混溶器加入降粘剂，加热至70℃后，按设计比例加入增粘剂、抗剥落剂，开动搅拌装置，搅拌20分钟后备用；
3、搅拌设备调试：包括沥青管道试通；外加剂(增粘剂、抗剥落剂、降粘剂)添加制备调试；搅拌装置运行调试；
4、沥青混合料的制备：
1)基质沥青计量：把加热备用的基质沥青从沥青储存罐中，泵入搅拌罐，并计量加入量；
2)外加剂计量：按照搅拌罐中加入的沥青量，按设计比例，把制备好的外加剂(增粘剂、抗剥落剂、降粘剂混溶物)泵入搅拌罐；
3)搅拌、发育：开动搅拌器，高速(100转每分钟)搅拌30分钟，慢速(20转每分钟)搅拌发育1小时；
4)检验：取样检验，测试试样的高温布氏粘度，及黏韧性，符合要求后，可出厂使用。
经检测，制备的沥青混合料试样的高温布氏粘度为2.5pa.s，黏韧性为28N.m.。
实施例2
过程同实施例1，不同的是基质沥青：94％。
经检测，制备的沥青混合料试样的高温布氏粘度为2.6pa.s，黏韧性为27N.m.。
实施例3
过程同实施例1，不同的是增粘剂：1％。
经检测，制备的沥青混合料试样的高温布氏粘度为2.9pa.s，黏韧性为32N.m.。
实施例4
过程同实施例1，不同的是降粘剂：9％。
经检测，制备的沥青混合料试样的高温布氏粘度为2pa.s，黏韧性为23N.m.。
实施例5
过程同实施例1，不同的是高速(90转每分钟)搅拌25分钟，慢速(20转每分钟)搅拌发育1小时
经检测，制备的沥青混合料试样的高温布氏粘度为2.6pa.s，黏韧性为29N.m.。
实施例6
过程同实施例1，不同的是，高速(100转每分钟)搅拌30分钟，慢速(15转每分钟)搅拌发育1.3小时；
经检测，制备的沥青混合料试样的高温布氏粘度为2.6pa.s，黏韧性为28N.m.。
实施例7
过程同实施例1，不同的是，基质沥青的针入度为60，单位为1/10mm；
经检测，制备的沥青混合料试样的高温布氏粘度为2.7pa.s，黏韧性为31N.m.。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

  1. 一种沥青混合料，其特征在于，所述沥青混合料以质量百分比计包括：基质沥青90-95％，增粘剂0.5-1％，降粘剂：4-9％，抗剥落剂0.1-0.3％。
  2. 根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于，所述基质沥青的沥青针入度为80-100，针入度单位为1/10mm。
  3. 根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于，
    所述沥青混合料在135℃时，布式粘度≤3pa.s。
  4. 根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于，
    所述增粘剂为酚醛树脂，熔融指数大于等于2g/10min；
    所述降粘剂为煤油或汽油，在40℃以上温度下的粘度为1-1.9mm2/s；
    所述抗剥落剂为聚氧乙烯醚。
  5. 根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于，所述沥青混合料在135℃下布式粘度≤3pa.s，黏韧性为20N.m.以上。
  6. 根据权利要求1-5所述的沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
    加热基质沥青；
    在一定温度下将增粘剂、降粘剂以及抗剥落剂混合，得到外加剂；
    将加热后的所述基质沥青与所述外加剂进行混合。
  7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述基质沥青的加热温度为140-170℃；
    在70-90℃的温度下将所述增粘剂、所述降粘剂以及所述抗剥落剂混合。
  8. 根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，制备所述外加剂还包括：将所述降粘剂加热后与所述增粘剂与所述抗剥落剂混合。
  9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述降粘剂的加热温度为70-90℃。
  10. 根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述混合包括：以转速为80-120r/min搅拌25-30min，再以转速为10-30r/min搅拌0.5-1.5h。
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