本發(fā)明屬于道路瀝青技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種道路改性瀝青。
(二)
背景技術(shù):
瀝青的耐久性是影響瀝青路面使用質(zhì)量和壽命的最主要因素。路面鋪筑時(shí)受加熱作用,路面建成后受自然因素和交通荷載作用,瀝青的技術(shù)性能向著不理想的方向發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化即瀝青的老化。受瀝青老化的影響,瀝青混合料的物理力學(xué)性能隨著時(shí)間的推移逐年降低直至滿足不了交通荷載的要求。
此外,現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于道路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)的熱拌瀝青其拌和溫度一般為160℃以上,對(duì)于橡膠瀝青和部分改性瀝青的拌和溫度甚至高達(dá)190℃以上,這不僅需要耗費(fèi)大量的加熱燃油,而且會(huì)產(chǎn)生大量的溫室氣體和瀝青煙等有害、有毒氣體,對(duì)施工人員健康不利。
鑒于以上形勢(shì),發(fā)明一種具有抗老化和熱拌減排功效的道路改性瀝青具有十分重要的意義。然而,目前大部分具備某種特定功效的路面材料均是在保證路面材料使用性能的前提下,通過(guò)摻加一定量的改性劑而形成,其功能屬性主要來(lái)源于所摻加改性劑。而在已有的改性劑中未見(jiàn)同時(shí)具有明顯的抗老化和熱拌減排功效的類(lèi)型。
因此,為滿足環(huán)境友好型道路的建設(shè)需要,亟需尋求一種具有抗老化和熱拌減排功效的新型道路改性瀝青。
(三)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種道路改性瀝青。該道路改性瀝青具有良好的抗老化功效以及優(yōu)良的路用性能,同時(shí)能夠有效降低拌和以及攤鋪過(guò)程中瀝青煙和廢氣的釋放量,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種道路改性瀝青,其特征在于,由以下重量份的原料制成:瀝青100份,羥基磷灰石粉8-15份,胍基乙酸2~9份,2,3,4-三羥基苯甲醛1.1~3.6份,葉綠素銅鈉鹽0.6~0.9份,2,3-二巰基丁二酸0.5~0.7份,間苯二酚0.2~0.3份。
上述的一種道路改性瀝青,其特征在于,由以下重量份的原料制成:羥基磷灰石粉10-13份,胍基乙酸4~7份,2,3,4-三羥基苯甲醛1.3~3.4份,葉綠素銅鈉鹽0.7~0.8份,2,3-二巰基丁二酸0.6~0.7份,間苯二酚0.2~0.3份。
上述的一種道路改性瀝青,其特征在于,由以下重量份的原料制成:羥基磷灰石粉11.5份,胍基乙酸5.5份,2,3,4-三羥基苯甲醛2.35份,葉綠素銅鈉鹽0.75份,2,3-二巰基丁二酸0.65份,間苯二酚0.25份。
所述重量份為兩、斤、公斤、克、千克、噸等重量計(jì)量單位。
本發(fā)明道路改性瀝青的制備方法包括以下步驟:
步驟一、將瀝青加熱至165℃~175℃,然后將羥基磷灰石粉、胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽加入加熱后的瀝青中攪拌均勻;
步驟二、將2,3,4-三羥基苯甲醛加入步驟一中加有羥基磷灰石粉胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3,4-三羥基苯甲醛的瀝青在剪切速率為1900rpm~2300rpm的條件下剪切15min~18min;
步驟三、將2,3-二巰基丁二酸加入步驟二中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3-二巰基丁二酸的瀝青在剪切速率為2700rpm~4100rpm的條件下剪切23min~26min;
步驟四、將間苯二酚加入步驟三中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有間苯二酚的瀝青在剪切速率為1900rpm~2300rpm的條件下剪切7min~9min,得到道路改性瀝青。
本發(fā)明的一種道路改性瀝青與現(xiàn)有技術(shù)相比,所產(chǎn)生的有益效果是:
1)本發(fā)明的道路改性瀝青中添加有羥基磷灰石粉,胍基乙酸,2,3,4-三羥基苯甲醛,葉綠素銅鈉鹽,2,3-二巰基丁二酸,間苯二酚。其中,羥基磷灰石粉具有顯著的抗老化作用,其抗老化機(jī)理是在高溫條件下,羥基磷灰石粉能夠明顯改善瀝青的三大指標(biāo),提高了瀝青粘合強(qiáng)度和表面附著力;此外,羥基磷灰石粉、胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽還能組成特殊孔結(jié)構(gòu),具有很強(qiáng)的吸附細(xì)微顆粒作用,降低瀝青煙的生成和排放,從而達(dá)到抑煙的功效。同時(shí),羥基磷灰石粉屬于無(wú)機(jī)生物類(lèi)材料,無(wú)毒無(wú)害,并且價(jià)格低廉,來(lái)源廣泛。間苯二酚可以起到促進(jìn)和協(xié)同抗老化的作用。2,3,4-三羥基苯甲醛和2,3-二巰基丁二酸能夠起到輔助抑煙功能。
2)本發(fā)明道路改性瀝青具有顯著的抗老化和熱拌減排功能,能夠有效降低拌和以及攤鋪過(guò)程中瀝青煙和廢氣的釋放量,同時(shí)路用性能良好,具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,符合綠色生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)。
3)將本發(fā)明道路改性瀝青按照我國(guó)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20-2011)、《塑料燃燒性能試驗(yàn)方法-氧指數(shù)法》(GB/T2408-2008)和《建筑材料燃燒或分解的煙密度等級(jí)試驗(yàn)方法》(GB/T8627)的相關(guān)規(guī)定分別進(jìn)行軟化點(diǎn)、針入度、延度試驗(yàn)、氧指數(shù)試驗(yàn)和煙密度試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明道路瀝青材料以上指標(biāo)均符合規(guī)范要求。
4)本發(fā)明道路改性瀝青能夠在不改變施工工藝,不增加鋪攤設(shè)備的前提下得到簡(jiǎn)便的應(yīng)用。本發(fā)明技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng),具有廣泛的推廣應(yīng)用前景,社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益巨大。
(四)具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
本實(shí)施例道路改性瀝青由以下原料制成:瀝青100份,羥基磷灰石粉8份,胍基乙酸2份,2,3,4-三羥基苯甲醛1.1份,葉綠素銅鈉鹽0.6份,2,3-二巰基丁二酸0.5份,間苯二酚0.2份;所述瀝青為普通基質(zhì)瀝青。
本實(shí)施例道路改性瀝青的制備方法為:
步驟一、將瀝青加熱至165℃℃,然后將羥基磷灰石粉、胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽加入加熱后的瀝青中攪拌均勻;
步驟二、將2,3,4-三羥基苯甲醛加入步驟一中加有羥基磷灰石粉胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3,4-三羥基苯甲醛的瀝青在剪切速率為1900rpm的條件下剪切15min;
步驟三、將2,3-二巰基丁二酸加入步驟二中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3-二巰基丁二酸的瀝青在剪切速率為2700rpm的條件下剪切23min;
步驟四、將間苯二酚加入步驟三中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有間苯二酚的瀝青在剪切速率為1900rpm的條件下剪切7min,得到道路改性瀝青。
實(shí)施例2
本實(shí)施例道路改性瀝青由以下原料制成:瀝青100份,羥基磷灰石粉11.5份,胍基乙酸5.5份,2,3,4-三羥基苯甲醛2.35份,葉綠素銅鈉鹽0.75份,2,3-二巰基丁二酸0.6份,間苯二酚0.25份;所述瀝青為SBS改性瀝青。
本實(shí)施例道路改性瀝青的制備方法為:
步驟一、將瀝青加熱至170℃,然后將羥基磷灰石粉、胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽加入加熱后的瀝青中攪拌均勻;
步驟二、將2,3,4-三羥基苯甲醛加入步驟一中加有羥基磷灰石粉胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3,4-三羥基苯甲醛的瀝青在剪切速率為2100rpm的條件下剪切16min;
步驟三、將2,3-二巰基丁二酸加入步驟二中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3-二巰基丁二酸的瀝青在剪切速率為3500rpm的條件下剪切24min;
步驟四、將間苯二酚加入步驟三中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有間苯二酚的瀝青在剪切速率為2100rpm的條件下剪切8min,得到道路改性瀝青。
實(shí)施例3
本實(shí)施例道路改性瀝青由以下原料制成:瀝青100份,羥基磷灰石粉15份,胍基乙酸9份,2,3,4-三羥基苯甲醛3.6份,葉綠素銅鈉鹽0.9份,2,3-二巰基丁二酸0.7份,間苯二酚0.3份;所述瀝青為SBR改性瀝青。
本實(shí)施例道路改性瀝青的制備方法為:
步驟一、將瀝青加熱至175℃,然后將羥基磷灰石粉、胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽加入加熱后的瀝青中攪拌均勻;
步驟二、將2,3,4-三羥基苯甲醛加入步驟一中加有羥基磷灰石粉胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3,4-三羥基苯甲醛的瀝青在剪切速率為2300rpm的條件下剪切18min;
步驟三、將2,3-二巰基丁二酸加入步驟二中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3-二巰基丁二酸的瀝青在剪切速率為4100rpm的條件下剪切26min;
步驟四、將間苯二酚加入步驟三中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有間苯二酚的瀝青在剪切速率為2300rpm的條件下剪切9min,得到道路改性瀝青。
實(shí)施例4
本實(shí)施例道路改性瀝青由以下原料制成:瀝青100份,羥基磷灰石粉9.75份,胍基乙酸3.75份,2,3,4-三羥基苯甲醛1.725份,葉綠素銅鈉鹽0.675份,2,3-二巰基丁二酸0.55份,間苯二酚0.225份;所述瀝青為天然橡膠改性瀝青。
本實(shí)施例道路改性瀝青的制備方法為:
步驟一、將瀝青加熱至169℃,然后將羥基磷灰石粉、胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽加入加熱后的瀝青中攪拌均勻;
步驟二、將2,3,4-三羥基苯甲醛加入步驟一中加有羥基磷灰石粉胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3,4-三羥基苯甲醛的瀝青在剪切速率為2200rpm的條件下剪切17min;
步驟三、將2,3-二巰基丁二酸加入步驟二中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3-二巰基丁二酸的瀝青在剪切速率為3600rpm的條件下剪切25min;
步驟四、將間苯二酚加入步驟三中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有間苯二酚的瀝青在剪切速率為2200rpm的條件下剪切8min,得到道路改性瀝青。
實(shí)施例5
本實(shí)施例道路改性瀝青由以下原料制成:瀝青100份,羥基磷灰石粉13.25份,胍基乙酸7.25份,2,3,4-三羥基苯甲醛2.975份,葉綠素銅鈉鹽0.825份,2,3-二巰基丁二酸0.65份,間苯二酚0.275份;所述瀝青為天然橡膠改性瀝青。
本實(shí)施例道路改性瀝青的制備方法為:
步驟一、將瀝青加熱至173℃,然后將羥基磷灰石粉、胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽加入加熱后的瀝青中攪拌均勻;
步驟二、將2,3,4-三羥基苯甲醛加入步驟一中加有羥基磷灰石粉胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3,4-三羥基苯甲醛的瀝青在剪切速率為2100rpm的條件下剪切16min;
步驟三、將2,3-二巰基丁二酸加入步驟二中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3-二巰基丁二酸的瀝青在剪切速率為3900rpm的條件下剪切25min;
步驟四、將間苯二酚加入步驟三中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有間苯二酚的瀝青在剪切速率為2100rpm的條件下剪切9min,得到道路改性瀝青。
實(shí)施例6
本實(shí)施例道路改性瀝青由以下原料制成:瀝青100份,羥基磷灰石粉9份,胍基乙酸7份,2,3,4-三羥基苯甲醛1.7份,葉綠素銅鈉鹽0.8份,2,3-二巰基丁二酸0.55份,間苯二酚0.25份;所述瀝青為天然橡膠改性瀝青。
本實(shí)施例道路改性瀝青的制備方法為:
步驟一、將瀝青加熱至171℃,然后將羥基磷灰石粉、胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽加入加熱后的瀝青中攪拌均勻;
步驟二、將2,3,4-三羥基苯甲醛加入步驟一中加有羥基磷灰石粉胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3,4-三羥基苯甲醛的瀝青在剪切速率為2000rpm的條件下剪切16min;
步驟三、將2,3-二巰基丁二酸加入步驟二中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有2,3-二巰基丁二酸的瀝青在剪切速率為3400rpm的條件下剪切24min;
步驟四、將間苯二酚加入步驟三中剪切后的瀝青中,然后利用高速剪切儀將加有間苯二酚的瀝青在剪切速率為2000rpm的條件下剪切7min,得到道路改性瀝青。
為驗(yàn)證本發(fā)明道路改性瀝青的抗老化性能以及抑煙性能,依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTJE20-2011)的相關(guān)規(guī)定對(duì)本發(fā)明道路改性瀝青進(jìn)行針入度、軟化點(diǎn)和延度試驗(yàn),依據(jù)《塑料燃燒性能試驗(yàn)方法-氧指數(shù)法》(GB/T2408-2008)和《建筑材料燃燒或分解的煙密度等級(jí)試驗(yàn)方法》(GB/T8627)的相關(guān)規(guī)定分別對(duì)本發(fā)明道路改性瀝青進(jìn)行氧指數(shù)試驗(yàn)和煙密度試驗(yàn)。本發(fā)明道路改性瀝青的具體試驗(yàn)結(jié)果如表1和表2所示。
表1 本發(fā)明道路改性瀝青的試驗(yàn)結(jié)果
表2 本發(fā)明道路改性瀝青老化性能試驗(yàn)結(jié)果
由表1可知,本發(fā)明道路改性瀝青的針入度、延度以及軟化點(diǎn)均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)的相關(guān)技術(shù)要求,而且本發(fā)明道路改性瀝青性能隨羥基磷灰石粉、胍基乙酸和葉綠素銅鈉鹽摻量的增加而提高。此外,本發(fā)明道路改性瀝青的氧指數(shù)大于25%,煙密度均小于75,達(dá)到了國(guó)家對(duì)阻燃材料的相關(guān)要求。
由表2可知,本發(fā)明道路改性瀝青的質(zhì)量變化均不大于1%,殘留針入度比均不小于50%,殘留延度均不小于20cm。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非對(duì)本發(fā)明作任何限制。凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效變化,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。