本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于高寒、高紫外照射環(huán)境的路面養(yǎng)護(hù)瀝青材料及其制備方法，具體涉及一種抗紫外納米稀土復(fù)合氧化石墨烯改性乳化瀝青及制備方法，屬于道路材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著我國(guó)運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，交通量日益增加，公路建設(shè)也以日星月移的速度發(fā)展。瀝青路面承受著巨大的行車荷載和自然環(huán)境因素的多重作用，因而對(duì)其道路材料的質(zhì)量提出越來(lái)越高的要求。瀝青路面在服務(wù)期間由于老化而影響路面的使用性能導(dǎo)致其耐久性不足，從而使瀝青路面的使用壽命縮短，這一直是世界各國(guó)關(guān)注的問(wèn)題。

道路瀝青在服務(wù)期間由于紫外線的輻射發(fā)生老化，使瀝青變得又脆又硬性能劣化，瀝青路面也發(fā)生開(kāi)裂等現(xiàn)象；又由于降雨的影響水分下滲、且存在瀝青面層中，使其發(fā)生嚴(yán)重的路面性能損壞和水損害而出現(xiàn)坑槽等，在各種氣候環(huán)境及日益嚴(yán)重的交通荷載等的多重作用下，路面開(kāi)裂、剝落等現(xiàn)象日漸嚴(yán)重，致使瀝青路面路用性能劣化。因此，瀝青紫外光老化已成為影響瀝青路面路用性能的一個(gè)重要因素。從而，有必要改進(jìn)瀝青抗紫外光老化性能。我國(guó)西部道路建設(shè)問(wèn)題逐漸引起大家的關(guān)注，在西部高原地區(qū)，例如：西藏、青海等高紫外輻射地區(qū)，由于受到劇烈的紫外光輻射、晝夜溫差很大，瀝青路面在這種環(huán)境下更容易發(fā)生路面性能劣化的現(xiàn)象，如：開(kāi)裂、車轍變形等。因此，開(kāi)發(fā)抗光老化瀝青材料對(duì)這些高輻射、高溫差地區(qū)就顯得具有非常重要的實(shí)際意義。尤其是高寒、高輻射地區(qū)，紫外線輻射強(qiáng)度較高，致使瀝青路面老化進(jìn)一步加深，導(dǎo)致瀝青路面的路用性能變差，嚴(yán)重影響了瀝青路面的使用壽命。大量研究表明，一方面稀土氧化物特別是納米級(jí)氧化物對(duì)紫外線具有很好的吸收作用，可以有效的降低紫外線的負(fù)面作用；另一方面氧化石墨烯可以與長(zhǎng)鏈烷烴發(fā)生空間多角度強(qiáng)氫鍵作用，乃至化學(xué)作用，可以有效的增加瀝青材料的力學(xué)性能，抗溫差開(kāi)裂作用等等，延長(zhǎng)瀝青使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種具有良好的抗紫外性和耐氣候性的抗紫外納米稀土復(fù)合氧化石墨烯改性乳化瀝青及制備方法。

本發(fā)明的乳化瀝青，由主料和輔料組成，主料的重量百分比組分：重油瀝青50％～80％、水20％～50％，主料各組分的重量百分比總和為100%；輔料包括：納米稀土氧化物、氧化石墨烯、乳化劑，輔料各組分與主料的重量百分比分別是：納米稀土氧化物0.1％～1％、氧化石墨烯0.1％～1％、乳化劑1％～4％。

所述納米稀土氧化物為納米級(jí)氧化鈰、氧化鑭和氧化鑭鈰中至少一種。

所述氧化石墨烯為多層氧化石墨烯、寡層氧化石墨烯（對(duì)雜質(zhì)離子無(wú)要求）中的一種。

所述乳化劑為陽(yáng)離子乳化劑、非離子乳化劑中的至少一種。

本發(fā)明提出的抗紫外納米稀土復(fù)合氧化石墨烯改性乳化瀝青的制備方法，其具體步驟如下：

步驟1：將水加熱，放入輔料：納米稀土氧化物、氧化石墨烯和乳化劑，攪拌均勻得到a；

步驟2：將熱重油瀝青在乳化磨攪拌的情況下倒入a，得到改性乳化瀝青。

步驟(1)中所述水加熱至70℃以上。

步驟(2)中所述瀝青加熱至110℃至130℃。

步驟(2)中所述乳化磨攪拌速度為1000至10000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為90秒至210秒。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：采用納米氧化稀土及氧化石墨烯復(fù)合紫外吸收劑對(duì)乳化瀝青進(jìn)行改性，它一方面利用納米氧化稀土優(yōu)異的紫外吸收性能，降低紫外線對(duì)瀝青材料的降解作用，提高耐老化性能，另一方面利用氧化石墨烯在烷烴中的的優(yōu)異力學(xué)特性，提高瀝青的基礎(chǔ)力學(xué)性能，使瀝青材料原有的針入度、軟化點(diǎn)和延展度等力學(xué)性能在極端環(huán)境長(zhǎng)期工作中得到有效保持，有利于提道路運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)行的可靠性和舒適性，同時(shí)降低道路養(yǎng)護(hù)成本。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例的抗紫外納米稀土復(fù)合氧化石墨烯改性乳化瀝青包括以下重量百分比組分：主料（100%）：重油瀝青50％、水50％；輔料（各組分與主料的重量百分比）：納米氧化鈰1％、氧化石墨烯1％、陽(yáng)離子乳化劑2％。

制備步驟如下：

步驟1：將水加熱至70℃，放入輔料：納米氧化鈰、氧化石墨烯和陽(yáng)離子乳化劑，攪拌均勻得到a；

步驟2：將110℃熱重油瀝青在乳化磨1000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌的情況下倒入a，攪拌90秒，得到復(fù)合改性乳化瀝青。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的抗紫外納米稀土復(fù)合氧化石墨烯改性乳化瀝青包括以下重量百分比組分：主料（100%）：重油瀝青80％、水20％；輔料（各組分與主料的重量百分比）：納米氧化鑭鈰0.1％、氧化石墨烯0.1％、陽(yáng)離子乳化劑2％、非離子乳化劑2%。

制備步驟如下：

步驟1：將水加熱至90℃，放入輔料：納米氧化鑭鈰、氧化石墨烯、陽(yáng)離子乳化劑和非離子乳化劑，攪拌均勻得到a；

步驟2：將130℃熱重油瀝青在乳化磨10000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌的情況下倒入a，攪拌210秒，得到復(fù)合改性乳化瀝青。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的抗紫外納米稀土復(fù)合氧化石墨烯改性乳化瀝青包括以下重量百分比組分：主料（100%）：重油瀝青60％、水40％；輔料（各組分與主料的重量百分比）：納米氧化鑭0.5％、納米氧化鈰0.5%、氧化石墨烯0.5％、非離子乳化劑1.5％。

制備步驟如下：

步驟1：將水加熱至75℃，放入輔料：納米氧化鈰、納米氧化鑭、氧化石墨烯和非離子乳化劑，攪拌均勻得到a；

步驟2：將120℃熱重油瀝青在乳化磨3000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌的情況下倒入a，攪拌120秒，得到復(fù)合改性乳化瀝青。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的抗紫外納米稀土復(fù)合氧化石墨烯改性乳化瀝青包括以下重量百分比組分：主料（100%）：重油瀝青65％、水35％；輔料（各組分與主料的重量百分比）：納米氧化鑭0.6％、氧化石墨烯0.6％、陽(yáng)離子乳化劑2％。

制備步驟如下：

步驟1：將水加熱至80℃，放入輔料：納米氧化鑭、氧化石墨烯和陽(yáng)離子乳化劑，攪拌均勻得到a；

步驟2：將120℃熱重油瀝青在乳化磨4000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌的情況下倒入a，攪拌150秒，得到復(fù)合改性乳化瀝青。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的抗紫外納米稀土復(fù)合氧化石墨烯改性乳化瀝青包括以下重量百分比組分：主料（100%）：重油瀝青70％、水30％；輔料（各組分與主料的重量百分比）：納米氧化鈰0.5％、納米氧化鑭鈰0.5%、氧化石墨烯0.5％、陽(yáng)離子乳化劑3％。

制備步驟如下：

步驟1：將水加熱至85℃，放入輔料：納米氧化鈰、納米氧化鑭鈰、氧化石墨烯和陽(yáng)離子乳化劑，攪拌均勻得到a；

步驟2：將125℃熱重油瀝青在乳化磨6000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌的情況下倒入a，攪拌180秒，得到復(fù)合改性乳化瀝青。

實(shí)施例6

本實(shí)施例的抗紫外納米稀土復(fù)合氧化石墨烯改性乳化瀝青包括以下重量百分比組分：主料（100%）：重油瀝青75％、水25％；輔料（各組分與主料的重量百分比）：納米氧化鑭鈰0.3％、氧化石墨烯0.3％、陽(yáng)離子乳化劑4％。

制備步驟如下：

步驟1：將水加熱至90℃，放入輔料：納米氧化鑭鈰、氧化石墨烯和陽(yáng)離子乳化劑等，攪拌均勻得到a；

步驟2：將120℃熱重油瀝青在乳化磨8000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌的情況下倒入a，攪拌180 秒，得到復(fù)合改性乳化瀝青。