一種低碳環(huán)保型改性瀝青路面材料及其施工拌和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低碳環(huán)保型改性瀝青路面材料，原材料按質量百分比包括：礦料90～97%，瀝青2.5～5%，黃鐵礦0.1～4%，錫石0.1～4%，助劑0.01～0.06%；原材料質量百分比之和為100%；所述黃鐵礦為黃鐵礦粉；所述錫石為錫石粉；所述助劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑等偶聯劑。本發(fā)明中的瀝青路面材料具有非常顯著的自控溫功能，同時還兼具較好的熱拌減排、凈化空氣和阻燃抑煙功效，路用性能良好，具有很好的經濟效益和社會效益，有利于我國“資源節(jié)約型”和“環(huán)境友好型”道路的建設。
【專利說明】一種低碳環(huán)保型改性瀝青路面材料及其施工拌和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于道路材料【技術領域】，具體涉及ー種低碳環(huán)保型改性浙青路面材料及其施工拌和方法。
【背景技術】
[0002]“十二五”期間，道路建設更加注重資源節(jié)約、環(huán)境友好和節(jié)能減排。在浙青路面施工階段，熱拌浙青混合料拌和時釋放大量氣體及浙青煙，嚴重污染空氣質量、危害施工人員身體健康；在公路運營階段，與溫度有關的高溫車轍、低溫開裂等病害占浙青路面病害的90%以上，毎年由此造成的損失達上百億元，路面夏季高溫現象還會加劇城市“熱島效應”；對于隧道或通道工程，目前多采用具有易燃特性的浙青混凝土路面，由于空間相對封閉的特點，其內部存在巨大火災安全隱患，僅2012年相關經濟損失已過億；同時由于通道內空氣不易散失，汽車尾氣已成為隧道內部的主要污染源。上述諸多問題嚴重污染環(huán)境、加劇城市“熱島效應”、危害交通安全、影響路面使用壽命，帶來巨大經濟損失，已成為制約我國發(fā)展低碳、緑色交通運輸體系的瓶頸。
[0003]因此，十分有必要研發(fā)具備自控溫、熱拌減排、浄化空氣和阻燃抑煙等功能的浙青路面材料，以改善公路、隧道施工環(huán)境以及竣工后路面的使用環(huán)境、性能與安全。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述問題，提供ー種具有良好的自控溫性能，兼具有較好的熱拌減排、浄化空氣和阻燃抑煙等性能的浙青路面材料。該浙青路面材料夏季能夠降低路面溫度5~10°C，冬季能夠提高路面溫度3~5°C，減少浙青浙青混合料熱拌過程中污染物排放50%以上，浄化隧道內空氣質量50%以上，此外，加入黃鐵礦粉和/或錫石粉以及助劑的混合物后，該改性浙青路面材料基于馬歇爾試件燃燒試驗的燃燒時間大大縮短，燃燒后質量損失大幅`度減小，阻燃性能大大提高。同時，該浙青路面材料成本低廉、施工簡便，具有良好的社會、經濟和環(huán)境效益，有利于我國環(huán)境友好型和資源節(jié)約型道路的建設。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:一種低碳環(huán)保型改性浙青路面材料，其質量百分比為:
[0006]礦料90~97%，浙青2.5~5%，黃鐵礦0.1~4%，錫石0.1~4%，助劑0.01~
0.06%,
[0007]所述黃鐵礦為黃鐵礦粉；所述錫石為錫石礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑偶聯劑，其目的是提高黃鐵礦/錫石粉的表面活性，從而改善浙青與黃鐵礦/錫石粉之間的相容性，質量百分比之和為100%。
[0008]上述的一種低碳環(huán)保型改性浙青路面材料，按質量百分比優(yōu)選方案為:原料質量百分比優(yōu)選配比為:礦料94~96%，浙青3.5~4.9%，黃鐵礦0.3~0.8%，錫石0.2~0.6%，助劑0.02~0.04%，原材料質量百分比之和為100%。[0009]上述的一種低碳環(huán)保型改性浙青路面材料，按質量百分比最佳方案為:礦料94.41%,浙青 4.72%,黃鐵礦 0.47%,錫石 0.37%,助劑 0.03%。
[0010]上述的一種低碳環(huán)保型改性浙青路面材料，按照如下技術步驟:
[0011]步驟ー:按照下述原料及其質量百分比選擇反應原料；
[0012]步驟二:將黃鐵礦/錫石粉烘干后加入由こ醇作溶劑的偶聯劑處理液中浸泡2小時，在浸泡過程中輕微攪拌，烘干后制得表面改性的黃鐵礦/錫石粉改性劑；
[0013]步驟三:將基礎浙青加熱到150 ± 5°C，將表面改性后的黃鐵礦/錫石粉加入到熔融態(tài)的浙青中，采用高速剪切儀以500rpm的轉速攪拌5分鐘,再以3000rpm的轉速攪拌40分鐘，即可得到具有熱拌減排與阻燃抑煙功能的改性浙青。
[0014]步驟四:將步驟三中制備的具有熱拌減排與阻燃抑煙功能的改性浙青加熱到140°C -170°C后加入到180°C~200°C的礦料中拌和90秒，然后同時加入表面改性的黃鐵礦/錫石粉再次拌合90秒，再經成型エ序即可制得具有熱拌減排與阻燃抑煙功能的浙青路面材料。
[0015]本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點:
[0016]1、本發(fā)明的低碳環(huán)保型浙青路面材料具有良好的自控溫性能，夏季能夠降低路面溫度5~10°C，冬季能夠提高路面溫度3~5°C，大大緩解由于浙青路面吸熱加劇的城市“熱島效應”及浙青路面冬季低溫開裂現象。
[0017]2、本發(fā)明的低碳環(huán)保型浙青路面材料具有良好的熱拌減排功效，能夠降低熱拌浙青混合料拌和及攤鋪過程中污染氣體排放量50%以上，改善浙青路面施工環(huán)境，有利于施工人員的身體健康。
`[0018]3、本發(fā)明的低碳環(huán)保型浙青路面材料具有良好的浄化空氣性能，能夠凈化隧道內空氣質量50%以上。
[0019]4、將本發(fā)明的浙青混合料按照我國《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》(JTGE20-2011)相關規(guī)程分別進行高溫抗車轍、低溫抗裂以及水穩(wěn)定性試驗，試驗結果表明本發(fā)明浙青路面材料的動穩(wěn)定度、破壞應變、殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂殘留強度比均滿足《公路エ程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)中的相關規(guī)定。
[0020]下面通過實施例對本發(fā)明的技術方案做進ー步的詳細描述。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明ー種低碳環(huán)保型改性浙青路面材料礦料包括粒徑為0.075mm~16mm的花崗巖、玄武巖、輝綠巖或石灰?guī)r，以及粒徑小于0.075mm的石灰石粉,具體實施例如下。
[0022]實施例1
[0023]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0024]礦料96.8%，浙青2.9%，黃鐵礦0.2%，錫石0.097%,助劑0.003% ;所述浙青為基質浙青；所述黃鐵礦為黃鐵礦粉，所述錫石為錫石礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑，其目的是提高葉臘石的表面活性，從而改善浙青與葉臘石之間的相容性；原材料質量百分比之和為
100% O
[0025]實施例2
[0026]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:[0027]礦料96.8%，浙青2.9%，黃鐵礦0.297%，助劑0.003% ;所述浙青為SBS改性浙青；所述黃鐵礦為黃鐵礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑；原材料質量百分比之和為100%。
[0028]實施例3
[0029]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0030]礦料96.8%,浙青2.9%,錫石0.297%,助劑0.003% ;所述浙青為SBR改性浙青；所述錫石為錫石礦粉，所述助劑為硅烷偶聯劑；原材料質量百分比之和為100。
[0031]實施例4
[0032]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0033]礦料92.63%，浙青1.16%，黃鐵礦0.1%，錫石0.09%,助劑0.02% ;所述浙青為天然橡膠改性浙青；所述黃鐵礦為黃鐵礦粉；所述錫石為錫石礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑；原材料質量百分比之和為100%。
[0034]實施例5
[0035]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0036]礦料92.63%，浙青7.16%，黃鐵礦0.19%，助劑0.02% ;所述浙青為SBS改性浙青；所述黃鐵礦為黃鐵礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑；原材料質量百分比之和為100%。
[0037]實施例6
[0038]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0039]礦料92.63%,浙青7.16%,錫石0.19%,助劑0.02% ;所述浙青為SBR改性改性浙青；所述錫石為錫石礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑。
[0040]實施例1
[0041]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0042]礦料96.18%，浙青3.3%，黃鐵礦0.3%，錫石0.2%，助劑0.02% ;所述浙青為SBS改性浙青；所述黃鐵礦為黃鐵礦粉；所述錫石為錫石礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑。
[0043]實施例8
[0044]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0045]礦料96.18%，浙青3.3%，黃鐵礦0.5%，助劑0.02% ;所述浙青為SBR改性浙青；所述黃鐵礦為黃鐵礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑；原材料質量百分比之和為100%。
[0046]實施例9
[0047]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0048]礦料96.18%，浙青3.3%，錫石0.5%，助劑0.02% ;所述浙青為SBR改性浙青；所述錫石為錫石礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑；原材料質量百分比之和為100%。
[0049]實施例10
[0050]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0051 ] 礦料93.85%，浙青5.17%,黃鐵礦0.56%，錫石0.40%,助劑0.02% ;所述浙青為SBS改性浙青；所述黃鐵礦為黃鐵礦粉；所述錫石為錫石礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑；原材料質量百分比之和為100%。
[0052]實施例11
[0053]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0054]礦料93.85%,浙青5.17%,黃鐵礦0.96%,助劑0.02% ;所述浙青為SBS改性浙青；所述黃鐵礦為黃鐵礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑；原材料質量百分比之和為100%。
[0055]實施例12
[0056]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0057]礦料93.85%，浙青5.17%，錫石0.96%，助劑0.02% ;所述浙青為SBS改性浙青；所述錫石為錫石礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑；原材料質量百分比之和為100%。
[0058]實施例13
[0059]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0060]礦料94.41%，浙青4.72%，黃鐵礦0.47%，錫石0.37%，助劑0.03% ;所述浙青為SBS改性浙青；所述黃鐵礦為黃鐵礦粉；所述錫石為錫石礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑；原材料質量百分比之和為100%。
[0061]實施例14
[0062]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0063]礦料94.41%，浙青4.72%，黃鐵礦0.84%，助劑0.03% ;所述浙青為SBR改性浙青；所述黃鐵礦為黃鐵礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑；原材料質量百分比之和為100%。
[0064]實施例15
[0065]本實施例的低碳環(huán)保型改性浙青混合料，按質量百分比計包括:
[0066]礦料94.41%，浙青4.72%，錫石0.84%，助劑0.03% ;所述浙青為SBR改性浙青；所述錫石為錫石礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑；原材料質量百分比之和為100%。
[0067]一、路用性能
[0068]按照《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)對本發(fā)明上述實施例的浙青混合料進行高溫車轍試驗、低溫小梁彎曲試驗(-10°c)、凍融劈裂試驗和浸水馬歇爾試驗，試驗結果見表1。
[0069]表1低碳環(huán)保改性浙青混合料路用性能試驗結果
[0070]
【權利要求】
1.一種低碳環(huán)保型改性浙青路面材料，其特征在于，該改性浙青路面材料由如下質量百分比的原料組成:礦料90~97%，浙青2.5~5%，黃鐵礦0.1~4%，錫石0.1~4%，助劑0.01~0.06%，各原料質量百分比之和為100% ;所述黃鐵礦為黃鐵礦粉；所述錫石為錫石礦粉；所述助劑為硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑；所述浙青為基質浙青、SBS改性浙青、SBR改性浙青或天然橡膠改性浙青。
2.根據權利要求1所述的低碳環(huán)保型改性浙青路面材料，其特征在于:原料質量百分比優(yōu)選配比為:礦料94~96%，浙青3.5~4.9%，黃鐵礦0.3~0.8%，錫石0.2~0.6%，助劑0.02~0.04%，原材料質量百分比之和為100%。
3.根據權利要求1所述的ー種低碳環(huán)保型改性浙青路面材料，其特征在于，原料優(yōu)選配比為:礦料94.41%，浙青4.72%，黃鐵礦0.47%，錫石0.37%，助劑0.03%。
4.制備權利要求1-3任意一項權利要求所述的ー種低碳環(huán)保型改性浙青路面材料，其特征在于，按照如下技術步驟: 步驟ー:按照下述原料及其質量百分比選擇反應原料； 步驟二:將黃鐵礦/錫石粉烘干后加入由こ醇作溶劑的偶聯劑處理液中浸泡2小時，在浸泡過程中輕微攪拌，烘干后制得表面改性的黃鐵礦/錫石粉改性劑； 步驟三:將基礎浙青加熱到150±5°C，將表面改性后的黃鐵礦/錫石粉加入到熔融態(tài)的浙青中，采用高速剪切儀以500rpm的轉速攪拌5分鐘,再以3000rpm的轉速攪拌40分鐘，即可得到具有熱拌減排與阻燃抑煙功能的改性浙青。 步驟四:將步驟三中制備的具有熱拌減排與阻燃抑煙功能的改性浙青加熱到140°C -170°C后加入到180°C~200°C的礦料中拌和90秒，然后同時加入表面改性的黃鐵礦/錫石粉再次拌合90秒，再經成型エ序即可制得具有熱拌減排與阻燃抑煙功能的浙青路面材料。
【文檔編號】C04B22/14GK103553441SQ201310488969
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權日:2013年10月17日
【發(fā)明者】王朝輝, 趙娟娟, 李彥偉 申請人:王朝輝