本發(fā)明公開了一種抗低溫瀝青的制備方法，屬于改性瀝青制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近來年來，高速公路發(fā)展中存在的較為嚴(yán)重的問題，不少高速公路瀝青路面在通車短短幾年，有的甚至在半年內(nèi)便出現(xiàn)了嚴(yán)重的早期破壞，如松散成坑槽、掉粒等現(xiàn)象。近來年來，高速公路發(fā)展中存在的較為嚴(yán)重的問題，不少高速公路瀝青路面在通車短短幾年，有的甚至在半年內(nèi)便出現(xiàn)了嚴(yán)重的早期破壞，如松散成坑槽、掉粒等現(xiàn)象。尤其是我國南方地區(qū)，夏季天氣炎熱，雨季持續(xù)時(shí)間長，降雨量大，交通量也比較大，所以瀝青路面的水損害現(xiàn)象更為突出。主要原因有三個：其一、瀝青路面部分的瀝青混合料密集程度不夠嚴(yán)密，導(dǎo)致雨水容易侵入瀝青路面內(nèi)部。其二、在雨水侵入瀝青路面內(nèi)部后，降低了瀝青混合料中瀝青和集料之間的粘附力，造成混合料的強(qiáng)度、剛度、勁度降低，導(dǎo)致瀝青混合料的抗壓能力不足，在高荷載反復(fù)作用下，瀝青路面出現(xiàn)開裂，變形等損害。其三、在雨水侵入瀝青路面后，一方面阻礙了瀝青混合料中瀝青和集料相互粘結(jié)，而集料表面對水比對瀝青有較強(qiáng)的吸附力，從而使瀝青和集料的接觸面積變小，容易使造成瀝青膜從集料表面脫落；另一方面水分在溫度和路面車輛荷載的反復(fù)作用下容易產(chǎn)生流動，此時(shí)瀝青在水分的反復(fù)吸壓和沖刷下，加速瀝青膜從集料表面的脫落速度。瀝青膜從集料表面脫落后造成瀝青混合料松散，掉落，造成里面的坑槽現(xiàn)象，在車輛荷載反復(fù)作用下造成瀝青路面出現(xiàn)泛漿，網(wǎng)裂等損害。目前傳統(tǒng)道路用的瀝青存在低溫狀態(tài)下，易揮發(fā)，出現(xiàn)裂縫的缺陷，使其使用范圍存在局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題：針對目前傳統(tǒng)瀝青存在低溫狀態(tài)下，易揮發(fā)，瀝青膜從集料表面脫落，道路容易出現(xiàn)裂縫的缺陷，本發(fā)明取熱解處理后的稻殼與硫酸溶液混勻加熱，烘干粉碎后與炭黑、廢棄丁苯橡膠顆粒等攪拌反應(yīng)并造粒得瀝青改性劑，然后與基質(zhì)瀝青高速剪切后再與改性處理后的電氣石粉末、硅烷偶聯(lián)劑混合，以不同轉(zhuǎn)速剪切后即得改性后的瀝青，本發(fā)明用瀝青改性劑、改性電氣石粉末與基質(zhì)瀝青混合進(jìn)行高速剪切反應(yīng)，增強(qiáng)了瀝青與混合基料的密集程度，使它們之間的粘附力增強(qiáng)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)瀝青道路在陰雨天氣瀝青膜易從集料表面脫落、松散的損壞，經(jīng)實(shí)例證明，本發(fā)明所得瀝青可耐低溫為-38～-10℃，在低溫狀態(tài)下，不易揮發(fā)，3～5年無裂縫出現(xiàn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）稱取80～100g干燥的稻殼，將其放入管式爐中，在500～600℃溫度和氮?dú)獗Ｗo(hù)下熱解1～2h，將熱解后的稻殼按質(zhì)量比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的硫酸溶液混合，混合后加入鍋爐中，升溫至90～100℃溫度下加熱1～2h，加熱后冷卻至室溫，抽濾得濾渣，并用蒸餾水沖洗至濾液為中性后放入烘箱中在50～60℃下干燥8～10h，干燥后粉碎、過100～110目篩，得粉末；

（2）分別稱取40～50g上述粉末、25～35g炭黑、80～100g廢棄丁苯橡膠顆粒和2～4g偶氮二異丁腈，依次投入反應(yīng)釜中，加熱至160～180℃后以500～700r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合20～30min，混合后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒得瀝青改性劑，備用；

（3）稱取40～50g電氣石粉加入到300～500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%十二烷基苯磺酸鈉溶液中，在100～150W功率下超聲分散5～10min，分散后靜置浸泡1～2h，抽濾得濾渣后放入烘箱中，在80～90℃溫度下干燥5～6h，干燥后粉碎，過70～80目篩，得改性后的電氣石粉末；

（4）稱取1～2kg基質(zhì)瀝青，加熱至160～180℃，加入120～150g步驟（2）備用的瀝青改性劑，放入高速剪切儀中，以3000～5000r/min轉(zhuǎn)速剪切30～40min，剪切后加入30～40g上述改性后的電氣石粉末和1～3g硅烷偶聯(lián)劑KH-560，先以1200～1500r/min轉(zhuǎn)速剪切5～8min，剪切后以5000～7000r/min轉(zhuǎn)速剪切20～30min，最后再以800～1000r/min轉(zhuǎn)速剪切10～15min，剪切后出料，趁熱過直徑1.0～1.5mm的濾網(wǎng)，冷卻后即可得到抗低溫瀝青。

本發(fā)明的應(yīng)用方法是：將路面清掃干凈后，平鋪一層厚度為1～3cm的碎石，取本發(fā)明所得的瀝青置于加熱爐中設(shè)置溫度為160～180℃，加入瀝青質(zhì)量0.5～1.0%的自來水轉(zhuǎn)入干燥滾筒拌合設(shè)備中，用瀝青灑布車趁熱將瀝青噴灑于基層路面上，控制厚度為7～11mm，用4～6臺鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)烘干即可，經(jīng)檢測，路面可耐低溫為-38～-10℃，壽命延長5～10年。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）所得瀝青與集料的粘附性增強(qiáng)，降低瀝青與集料的剝離度，本發(fā)明提供的瀝青制備方法簡單易行，成本低，適于國產(chǎn)和進(jìn)口道路瀝青使用，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的市場前景，實(shí)用性強(qiáng)；

（2）本發(fā)明提供適用多雨水地區(qū)的瀝青，瀝青路面在雨水浸泡時(shí)不容易出現(xiàn)開裂，變形等損害現(xiàn)象，可耐持久性低溫作業(yè)狀態(tài)，且制備該瀝青原料來源方便，成本低，環(huán)保無污染，性能優(yōu)越，適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

首先稱取80～100g干燥的稻殼，將其放入管式爐中，在500～600℃溫度和氮?dú)獗Ｗo(hù)下熱解1～2h，將熱解后的稻殼按質(zhì)量比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的硫酸溶液混合，混合后加入鍋爐中，升溫至90～100℃溫度下加熱1～2h，加熱后冷卻至室溫，抽濾得濾渣，并用蒸餾水沖洗至濾液為中性后放入烘箱中在50～60℃下干燥8～10h，干燥后粉碎、過100～110目篩，得粉末；分別稱取40～50g上述粉末、25～35g炭黑、80～100g廢棄丁苯橡膠顆粒和2～4g偶氮二異丁腈，依次投入反應(yīng)釜中，加熱至160～180℃后以500～700r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合20～30min，混合后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒得瀝青改性劑，備用；稱取40～50g電氣石粉加入到300～500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%十二烷基苯磺酸鈉溶液中，在100～150W功率下超聲分散5～10min，分散后靜置浸泡1～2h，抽濾得濾渣后放入烘箱中，在80～90℃溫度下干燥5～6h，干燥后粉碎，過70～80目篩，得改性后的電氣石粉末；稱取1～2kg基質(zhì)瀝青，加熱至160～180℃，加入120～150g備用的瀝青改性劑，放入高速剪切儀中，以3000～5000r/min轉(zhuǎn)速剪切30～40min，剪切后加入30～40g上述改性后的電氣石粉末和1～3g硅烷偶聯(lián)劑KH-560，先以1200～1500r/min轉(zhuǎn)速剪切5～8min，剪切后以5000～7000r/min轉(zhuǎn)速剪切20～30min，最后再以800～1000r/min轉(zhuǎn)速剪切10～15min，剪切后出料，趁熱過直徑1.0～1.5mm的濾網(wǎng)，冷卻后即可得到抗低溫瀝青。

實(shí)例1

首先稱取80g干燥的稻殼，將其放入管式爐中，在500℃溫度和氮?dú)獗Ｗo(hù)下熱解1h，將熱解后的稻殼按質(zhì)量比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的硫酸溶液混合，混合后加入鍋爐中，升溫至90℃溫度下加熱1h，加熱后冷卻至室溫，抽濾得濾渣，并用蒸餾水沖洗至濾液為中性后放入烘箱中在50℃下干燥80h，干燥后粉碎、過100目篩，得粉末；分別稱取40g上述粉末、25g炭黑、80g廢棄丁苯橡膠顆粒和2g偶氮二異丁腈，依次投入反應(yīng)釜中，加熱至160℃后以500r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合20min，混合后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒得瀝青改性劑，備用；稱取40g電氣石粉加入到300mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%十二烷基苯磺酸鈉溶液中，在100W功率下超聲分散5min，分散后靜置浸泡1h，抽濾得濾渣后放入烘箱中，在80℃溫度下干燥5h，干燥后粉碎，過70目篩，得改性后的電氣石粉末；稱取1kg基質(zhì)瀝青，加熱至160℃，加入120g備用的瀝青改性劑，放入高速剪切儀中，以3000r/min轉(zhuǎn)速剪切30min，剪切后加入30g上述改性后的電氣石粉末和1g硅烷偶聯(lián)劑KH-560，先以1200r/min轉(zhuǎn)速剪切5min，剪切后以5000r/min轉(zhuǎn)速剪切20min，最后再以800r/min轉(zhuǎn)速剪切10min，剪切后出料，趁熱過直徑1.0mm的濾網(wǎng)，冷卻后即可得到抗低溫瀝青。

本發(fā)明的應(yīng)用方法是：將路面清掃干凈后，平鋪一層厚度為1cm的碎石，取本發(fā)明所得的瀝青置于加熱爐中設(shè)置溫度為160℃，加入瀝青質(zhì)量0.5%的自來水轉(zhuǎn)入干燥滾筒拌合設(shè)備中，用瀝青灑布車趁熱將瀝青噴灑于基層路面上，控制厚度為7mm，用4臺鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)烘干即可，經(jīng)檢測，路面可耐低溫為-38℃，壽命延長5年。

實(shí)例2

首先稱取100g干燥的稻殼，將其放入管式爐中，在600℃溫度和氮?dú)獗Ｗo(hù)下熱解2h，將熱解后的稻殼按質(zhì)量比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的硫酸溶液混合，混合后加入鍋爐中，升溫至100℃溫度下加熱2h，加熱后冷卻至室溫，抽濾得濾渣，并用蒸餾水沖洗至濾液為中性后放入烘箱中在60℃下干燥10h，干燥后粉碎、過110目篩，得粉末；分別稱取50g上述粉末、35g炭黑、100g廢棄丁苯橡膠顆粒和4g偶氮二異丁腈，依次投入反應(yīng)釜中，加熱至180℃后以700r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合30min，混合后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒得瀝青改性劑，備用；稱取50g電氣石粉加入到500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%十二烷基苯磺酸鈉溶液中，在150W功率下超聲分散10min，分散后靜置浸泡2h，抽濾得濾渣后放入烘箱中，在90℃溫度下干燥6h，干燥后粉碎，過80目篩，得改性后的電氣石粉末；稱取2kg基質(zhì)瀝青，加熱至180℃，加入150g備用的瀝青改性劑，放入高速剪切儀中，以5000r/min轉(zhuǎn)速剪切40min，剪切后加入40g上述改性后的電氣石粉末和3g硅烷偶聯(lián)劑KH-560，先以1500r/min轉(zhuǎn)速剪切8min，剪切后以7000r/min轉(zhuǎn)速剪切30min，最后再以1000r/min轉(zhuǎn)速剪切15min，剪切后出料，趁熱過直徑1.2mm的濾網(wǎng)，冷卻后即可得到抗低溫瀝青。

本發(fā)明的應(yīng)用方法是：將路面清掃干凈后，平鋪一層厚度為2cm的碎石，取本發(fā)明所得的瀝青置于加熱爐中設(shè)置溫度為170℃，加入瀝青質(zhì)量0.8%的自來水轉(zhuǎn)入干燥滾筒拌合設(shè)備中，用瀝青灑布車趁熱將瀝青噴灑于基層路面上，控制厚度為10mm，用5臺鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)烘干即可，經(jīng)檢測，路面可耐低溫為-20℃，壽命延長8年。

實(shí)例3

首先稱取90g干燥的稻殼，將其放入管式爐中，在550℃溫度和氮?dú)獗Ｗo(hù)下熱解1.5h，將熱解后的稻殼按質(zhì)量比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的硫酸溶液混合，混合后加入鍋爐中，升溫至95℃溫度下加熱1.5h，加熱后冷卻至室溫，抽濾得濾渣，并用蒸餾水沖洗至濾液為中性后放入烘箱中在55℃下干燥9h，干燥后粉碎、過105目篩，得粉末；分別稱取45g上述粉末、30g炭黑、90g廢棄丁苯橡膠顆粒和3g偶氮二異丁腈，依次投入反應(yīng)釜中，加熱至170℃后以600r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合25min，混合后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒得瀝青改性劑，備用；稱取45g電氣石粉加入到400mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%十二烷基苯磺酸鈉溶液中，在130W功率下超聲分散7min，分散后靜置浸泡1.5h，抽濾得濾渣后放入烘箱中，在85℃溫度下干燥5.5h，干燥后粉碎，過75目篩，得改性后的電氣石粉末；稱取1.5kg基質(zhì)瀝青，加熱至170℃，加入140g備用的瀝青改性劑，放入高速剪切儀中，以4000r/min轉(zhuǎn)速剪切35min，剪切后加入35g上述改性后的電氣石粉末和2g硅烷偶聯(lián)劑KH-560，先以1400r/min轉(zhuǎn)速剪切7min，剪切后以6000r/min轉(zhuǎn)速剪切25min，最后再以900r/min轉(zhuǎn)速剪切13min，剪切后出料，趁熱過直徑1.5mm的濾網(wǎng)，冷卻后即可得到抗低溫瀝青。

本發(fā)明的應(yīng)用方法是：將路面清掃干凈后，平鋪一層厚度為3cm的碎石，取本發(fā)明所得的瀝青置于加熱爐中設(shè)置溫度為180℃，加入瀝青質(zhì)量1.0%的自來水轉(zhuǎn)入干燥滾筒拌合設(shè)備中，用瀝青灑布車趁熱將瀝青噴灑于基層路面上，控制厚度為11mm，用6臺鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)烘干即可，經(jīng)檢測，路面可耐低溫為-10℃，壽命延長10年。