沥青路面用环保温拌复配改性沥青、改性剂及其制作方法

摘要

本发明涉及一种沥青路面用环保温拌复配改性剂及其制备方法,该改性剂按照以下质量比的原材料配制而成：基质沥青：95％～98％,Deurex：1％～3％,Sasobit：1％～3％，上述原材料的质量比之和为100％。本发明的复配温拌改性剂在混合料中添加量为沥青总质量的2％～5％，各种外掺材料技术特性与功能不同，可对沥青混合料起到综合改性的作用，能降低沥青粘度，使得沥青混合料的拌、施工温度降低，既减少了能源的消耗，又减轻了沥青的短期老化；增加了施工时间，使得沥青混合料的运距得到增加，还可以提高沥青的高温性能,尤其适用城市沥青路面的建设。

说明书

技术领域

本发明属于沥青路面新材料，具体涉及一种沥青路面用环保复配改性剂，该环保温拌复配改性剂应用于沥青路面中，尤其是城市沥青路面的施工。

背景技术

近年来，热拌沥青混合料(HMA)路面建设过程中所产生的温室气体和环境污染引起了人们的广泛关注，因此，温拌理念成为了沥青路面施工的一个重要议题。据统计，目前世界上温拌剂的种类超过50种，主要分为化学类，无机添加剂类，发泡过程类三大类，温拌沥青路面既取得了较好的环保效果，又能提升其高温性能，同时降低拌和施工温度又能防止沥青的短期热氧老化。然而，单独一种温拌剂应用于沥青路面中，也存在着低温性能降低，水稳定性不足。此外，有些温拌剂在生产的过程中产生了较大的温室气体排放，还需要消耗大量的原材料。因此，单独使用一种温拌剂很难满足沥青路面技术和经济上的要求，很少有综合效果较好的技术方案。

发明内容

针对上述现有温拌技术存在的缺陷和不足，本发明目的在于，提供一种温拌复配改性剂，该改性剂相比单独使用一种温拌剂能够降低沥青的粘度，提高沥青的高温性能。能够解决热拌沥青路面施工中存在的问题。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案予以解决：

.一种沥青路面用环保温拌复配改性沥青，包括基质沥青，基质沥青中掺入有改性剂，所述改性剂包括温拌剂和二十八烷醇；温拌剂和二十八烷醇的质量比为1～3：1～3。

进一步的改进，所述基质沥青、温拌剂和二十八烷醇质量比为95～98：1～ 3：1～3。

进一步的改进，所述基质沥青与改性剂的质量比为95～98：2～5。

进一步的改进，所述温拌剂为固体石蜡。

一种沥青路面用环保温拌复配改性沥青的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：加热基质沥青：将基质沥青加热至150±5℃，倒入150±5℃油浴的铝制容器中恒温；

步骤二、添加二十八烷醇:先将1～3％的二十八烷醇倒入沥青中，采用高速剪切仪以4000r/min的速度搅拌15min，拌和时温度保持150±5℃；

步骤三、添加温拌剂:将1～3％的温拌剂倒入沥青中，采用高速剪切仪以 4000r/min的速度搅拌15min，拌和时温度保持150±5℃；制得温拌复配改性沥青。

进一步的改进，所述温拌剂为固体石蜡

一种沥青路面用改性剂，所述改性剂包括二十八烷醇。

进一步的改进，所述改性剂包括二十八烷醇和温拌剂，二十八烷醇与温拌剂的质量比为1～3：1～3。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

1)本发明的改性剂使得沥青混合料的拌和施工温度降低，使得沥青混合料的拌、施工温度降低，既减少了能源的消耗，又减轻了沥青的短期老化；增加了施工时间，使得沥青混合料的运距得到增加，还可以提高沥青的高温性能，尤其适用城市沥青路面的建设。

2)本发明的改性剂能够提高沥青的高温性能，能够改善沥青路面的高温性能。

3)本发明的改性剂，掺入Deurex可以替代部分Sasobit,由于Deurex从甘蔗中提取，成本更低，因此复配温拌剂经济上更加可行。

4)本发明的改性沥青制备简单，制备的步骤如下：

(1)加热基质沥青：将基质沥青加热至150±5℃，倒入油浴(150±5℃)的铝制容器中恒温；

(2)添加Deurex:考虑到Deurex的滴熔点更高，先将1～3％的Deurex倒入沥青中，采用高速剪切仪以4000r/min的速度搅拌15min，拌和时温度保持 150±5℃；

(3)添加Sasobit:将1～3％的Sasobit倒入沥青中，采用高速剪切仪以 4000r/min的速度搅拌15min，拌和时温度保持150±5℃；制得Sasobit/Deurex复配温拌沥青。

附图说明

图1Sasobit/Deurex复配温拌剂对粘度的影响图；

图2Sasobit/Deurex复配温拌剂的车辙因子图；

图3Sasobit/Deurex温拌剂复配对沥青疲劳因子的影响图；

具体实施方式

本发明的主要思路如下：首先对改性剂的组成材料进行选择，其次确定各种材料的比例，并对温拌沥青的技术性能试验和流变性能试验。

本发明改性剂所用原材料特性如下：

Deurex，主要从甘蔗中提取，其颜色为橄榄绿，由德国Deurex微化蜡公司生产；其CAS号为：142583-61-7(中文名为二十八烷醇)，无毒且不产生腐蚀性气体。

Sasobit是一种新型聚烯烃类石油沥青改性剂，由德国Sasol-Wax公司于1997 年研发。其外观颜色为淡黄色或白色，以固体小颗粒的形式存在的一种透明的细结晶体。它是从煤的气化过程中合成(Fischer-Tropsch(FT))产生的长链脂肪族烃，因此，也被称做FT固体石蜡(费托合成固体石蜡)。

在确定各组成材料优选比例时主要经过以下阶段：

(1)将不同掺配比例的Sasobit/Deurex(沥青质量的百分数)添加到基质沥青中，进行沥青的流变试验和物理性能试验，以优选Sasobit/Deurex复配温拌体系的最佳掺量和组成。

表1为基质沥青的技术指标及检测结果

表2 Sasobit的物理性质

表3 Deurex的物理性质

(2)Sasobit/Deurex复配温拌剂能够有效降低沥青的粘度；

从图1中可以看出，Deurex、Sasobit、Deurex/Sasobit复配都能明显降低基质沥青的粘度；以Sasobit，Deurex掺量为3％作为参照，Deurex/Sasobit两种温拌剂复配降黏的效果与Sasobit和Deurex单独温拌的效果略好。说明 Deurex/Sasobit复配能够降低沥青混合料的拌和、施工温度。(图中70#表是纯沥青，D表示Deurex，S表示Sasobi)

(3)Sasobit/Deurex复配温拌剂能够提高沥青的高温性能。

图2为Sasobit/Deurex复配温拌剂的车辙因子图，Deurex、Sasobit、 Deurex/Sasobit复配都能明显提高基质沥青的车辙因子；从图中可以看出，Deurex、 Sasobit在沥青中的掺量为3％时，Sasobit对沥青高温性能的影响更加明显。比较 2％Deurex+2％Sasobit与1％Deurex+3％Sasobit可知，复配时，Sasobit的掺量越高对沥青高温性能的影响越明显。但是，考虑到经济和环保，复配时推荐Sasobit 的掺量不超过3％。

(4)Sasobit/Deurex温拌剂复配对沥青疲劳因子的影响。

图3疲劳因子

从图3可以看出Sasobit明显提高了基质沥青的疲劳因子，而Deurex对基质沥青的疲劳因子无明显影响，说明Sasobit降低了沥青的疲劳性能，而Deurex对沥青的疲劳性能无明显影响。同时，从图3可以看出，复配时，随着Sasobit掺量的增加，沥青的疲劳性能越来越差，因此，Sasobit的掺量不能过高。

(5)Sasobit/Deurex温拌剂复配对沥青技术指标的影响。

表5 Sasobit/Deurex复配温拌沥青技术指标

从表5中可以看出，两种温拌剂都能提高沥青的软化点，Sasobit含量对沥青的软化点影响较Deurex大；1％Deurex+2％Sasobit，2％Deurex+1％Sasobit分别与3％Sasobit相比较，复配温拌的两种沥青针入度、延度更大，而软化点明显小于3％Sasobit。当复配改性剂总掺量相同为3％时，Sasobit含量越高软化点越高；比较Sasobit、Deurex对沥青技术指标的影响可知，两种温拌剂都降低沥青针入度和延度，但是Deurex对以上两个指标的影响较Sasobit小。因此，综合两者对沥青技术指标的影响，两种温拌剂复配能够有效改善沥青的技术指标。

(5)FTIR分析

从红外分析的结果可知，Deurex/Sasobit复配温拌后的沥青中没有产生新的特征峰，因此，可以认为两种温拌剂之间没有发生化学反应。