專利名稱：：天然復(fù)合改性瀝青及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種改性瀝青及其生產(chǎn)方法，尤其是一種天然復(fù)合改性瀝青及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：隨著公路建設(shè)的大規(guī)模開展，道路石油瀝青特別是路面面層使用的改性瀝青改性技術(shù)得到了很大的發(fā)展。使用改性瀝青的目的除了提高路面瀝青混合料的力學(xué)性能之外，還有很重要的一點是同時提高瀝青的抗老化性能。目前，能夠滿足這一特殊要求的產(chǎn)品為SBS及TLA湖瀝青復(fù)合改性瀝青。TLA湖瀝青產(chǎn)自南美洲特立尼達和多巴哥共和國的瀝青湖，以含蠟量為零、抗高溫、耐老化、抗低溫、防水性能好、降噪音、使用壽命長、降低維護保養(yǎng)成本而聞名世界。用其作為改性劑可以使基質(zhì)瀝青的抗老化性能得到很大的改善，高溫穩(wěn)定性也得到較大程度的提高。TLA湖瀝青改性瀝青是TLA湖瀝青與基質(zhì)瀝青按照一定比例摻配后形成的改性瀝青，其抗高溫性能優(yōu)越同時抗老化性能較好。在長期的惡劣使用環(huán)境中，可以有效的提高路面的穩(wěn)定性和抗老化性能。SBS改性劑是熱塑性橡膠的一種，具有良好的彈性(變形的自恢復(fù)性及裂縫的自愈性)，是目前世界上使用最為普遍的道路瀝青改性劑。在SBS的嵌段共聚物中，聚苯乙烯與聚丁二烯聚集在一起，形成許多約束成分的物理交聯(lián)區(qū)域，形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使SBS在瀝青基體中形成"互傳立構(gòu)網(wǎng)絡(luò)"結(jié)構(gòu)，從而提高瀝青的力學(xué)性能。SBS改性瀝青的優(yōu)越性為脆點溫度很低，低溫性能好；在常溫下粘度很大，能抵抗車轍，而在高溫時則粘度迅速降低，具有良好的施工和易性。通過將SBS和TLA湖瀝青這兩種改性劑共同使用進行復(fù)合改性可以得到兼具這兩種改性劑優(yōu)點的改性瀝青。這種復(fù)合改性瀝青具有高溫抗變形、低溫抗開裂的特性，但其抗剝落性并無大的改善，與酸性石料同時使用時需要添加抗剝落劑來提高路面的水穩(wěn)定性。不添加抗剝落劑時，瀝青和石料容易發(fā)生剝落、脫離，從而影響路面的水穩(wěn)定性，造成路面的早期破壞。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠提高路面的使用性能、提高瀝青混合料水穩(wěn)定性的天然復(fù)合改性瀝青及其生產(chǎn)方法，以適應(yīng)惡劣環(huán)境。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明由下述重量配比的原料制成基質(zhì)瀝青30—95份、特立尼達湖瀝青(TLA)5—70份、巖瀝青l(xiāng)一40份。本發(fā)明方法的工藝步驟為(1)、在溫度12(TC—14(TC下將基質(zhì)瀝青熔化；(2)、在溫度165。C一195。C下將特立尼達湖瀝青(TLA)熔化；(3)、將上述熔化的基質(zhì)瀝青和特立尼達湖瀝青(TLA)混合，在溫度165。C一195。C將上述基質(zhì)瀝青和特立尼達湖瀝青(TLA)的混合物攪拌10—50min，在攪拌過程中加入巖瀝青的粉末，得到的混合均勻的混合物即為成品。特立尼達湖瀝青(TLA)產(chǎn)自南美洲特立尼達和多巴哥共和國的瀝青湖，是世界上最有名的天然瀝青。它以含蠟量為零、抗高溫、耐老化、抗低溫、防水性能好、降噪音、使用壽命長、降低維護保養(yǎng)成本而聞名世界。巖瀝青也是一種天然瀝青。它是古代石油滲透到巖層間，經(jīng)過長期的海底沉淀、承受壓力和地質(zhì)變化而形成的瀝青巖。該瀝青具有高含氮量(一般瀝青中很少含氮)，所以瀝青粘度大，抗氧化性強，特別是與集料有很好的粘附性及抗剝離性。其化學(xué)結(jié)構(gòu)與瀝青相近，故與瀝青的相容性非常好，與瀝青平均分子量3000相比，它的分子量高達9000，故高溫粘度也大。因此，巖瀝青具有抗剝離、耐久、高溫抗車轍、抗老化四大特點。巖瀝青在世界范圍得到了廣泛的應(yīng)用，如美國、澳大利亞、挪威、日本、新加坡、德國、中國等。在歐美許多國家的高速公路都使用了巖瀝青改性，尤其是在承受高應(yīng)力作用的路面、抗車轍的重車車道、收費站附近路面、城市快速路與主干道、橋面鋪裝、車輛經(jīng)常停車起步的停車場、交叉路口、車站、彎道、坡道等特殊條件下更受到青睞，其特點是能顯著提高瀝青混合料的穩(wěn)定性。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于(1)、改善改性瀝青及混合料的溫度敏感性試驗結(jié)果表明，本改性瀝青的針入度指數(shù)PI為一O.02，溫度敏感性能夠滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)中對瀝青的感溫性指標針入度指數(shù)PI的要求(A級瀝青一1.5+1.0;B級瀝青—1.8+1.0)。(2)、增加在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性和抗變形能力本改性瀝青與TLA湖瀝青改性瀝青相比，其各項指標也有一定改善。采用本改性瀝青比采用TLA湖瀝青混合料穩(wěn)定度有一定程度的提高。本改性瀝青的動穩(wěn)定度能夠滿足JTGF40-2004規(guī)定的瀝青混合料車轍試驗動穩(wěn)定度不小于3000的技術(shù)要求。(3)、增加在低溫環(huán)境下的韌性和抗裂性能本改性瀝青的低溫彎曲試驗和凍融劈裂試驗均能滿足JTGF40-2004規(guī)定的相關(guān)要求，說明本改性瀝青路面的低溫抗裂性能和抗水害能力較好。(4)、增加抗疲勞開裂強度和減少龜裂TLA湖瀝青和巖瀝青的分子量大，當其溶于基質(zhì)瀝青后，在高溫和小分子包圍的作用下，造成天然瀝青大膠束破裂，暴露出很多活性點，這些活性點迅速與小分子結(jié)合形成半聚合作用，提高了本改性瀝青的抗疲勞開裂強度，同時減少路面龜裂。(5)、增加耐久性，延長使用壽命，降低維護保養(yǎng)成本TLA湖瀝青和巖瀝青抗微生物侵蝕的作用很強，并具有在自由表面形成致密光亮保護膜的特點。巖瀝青和TLA湖瀝青同時加入到基質(zhì)瀝青中后會極大改善基質(zhì)瀝青的耐候性和抗紫外線能力，對提高瀝青路面的耐久性，減緩瀝青老化速度有較大幫助，可以延長道路的使用壽命，降低中期養(yǎng)護、維修的成本。(6)、對基質(zhì)瀝青有廣泛的適應(yīng)性，混合高蠟成分瀝青后也有效提高瀝青的使用性能TLA湖瀝青和巖瀝青中不含石蠟，將巖瀝青和TLA湖瀝青加入到含蠟量高的瀝青中，會降低石蠟在瀝青中的危害。我國的國產(chǎn)石油瀝青大部分含蠟量很高，采用本工藝進行改性可以大大提高國產(chǎn)瀝青的應(yīng)用范圍，減少進口瀝青的使用量，降低工程造價。(7)、與酸性石料同時使用時，可不使用或減少使用抗剝落劑巖瀝青中瀝青質(zhì)含量很高，瀝青質(zhì)大分子中含有較高的氧、氮、硫等較強的極性官能團，該類瀝青質(zhì)在巖石表面能產(chǎn)生強吸附力，其吸附自由能及其在花崗巖、石英巖等酸性石料表面的吸附量，都比TLA湖瀝青改性瀝青高，從而具有良好的抗剝落性能。下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。圖1是本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。具體實施例方式實施例1:按照圖1所示流程生產(chǎn)，1、將基質(zhì)儲罐中的7噸(t)的AH-90基質(zhì)瀝青加熱至140。C，將基質(zhì)瀝青熔化，基質(zhì)瀝青在14(TC時的密度為1092Kg/m3。2、把3t湖瀝青投放到熔化罐進行在195'C徹底熔化，完全熔化后熔化罐內(nèi)溫度保持在195°C。3、將基質(zhì)瀝青從基質(zhì)儲罐中用泵打入攪拌罐；然后用泵將TLA湖瀝青從熔化罐打入攪拌罐。4、開啟攪拌罐的攪拌器，攪拌40min，同時攪拌罐內(nèi)溫度保持在165°C。在攪拌的同時，在攪拌罐中緩慢均勻地加入4t巖瀝青粉末，使巖瀝青粉末充分熔化。5、攪拌完成后，TLA湖瀝青、巖瀝青和基質(zhì)瀝青均勻混合后即為合格的天然復(fù)合改性瀝青。實施例2:1、將基質(zhì)儲罐中的9t的AH-70基質(zhì)瀝青加熱至13(TC，將基質(zhì)瀝青熔化。2、把lt湖瀝青投放到熔化罐進行在195-C徹底熔化，完全熔化后熔化罐內(nèi)溫度保持在195°C。3、將基質(zhì)瀝青從基質(zhì)儲罐中用泵打入攪拌罐；然后用泵將TLA湖瀝青從熔化罐打入攪拌罐。4、開啟攪拌罐的攪拌器，攪拌20min，同時攪拌罐內(nèi)溫度保持在165°C。在攪拌的同時，在攪拌罐中緩慢均勻地加入It巖瀝青粉末，以使巖瀝青粉末充分熔化。5、攪拌完成后，TLA湖瀝青、巖瀝青和基質(zhì)瀝青均勻混合后即為合格的天然復(fù)合改性瀝青。實施例3:1、將基質(zhì)儲罐中的3t的AH-110基質(zhì)瀝青加熱至140°C，將基質(zhì)瀝青熔化。2、把7t湖瀝青投放到熔化罐進行在195-C徹底熔化，完全熔化后熔化罐內(nèi)溫度保持在195°C。3、將基質(zhì)瀝青從基質(zhì)儲罐中用泵打入攪拌罐；然后用泵將TLA湖瀝青從熔化罐打入攪拌罐。4、開啟攪拌罐的攪拌器，攪拌50min，同時攪拌罐內(nèi)溫度保持在170°C。在攪拌的同時，在攪拌罐中緩慢均勻地加入3t巖瀝青粉末，使巖瀝青粉末充分熔化。5、攪拌完成后，TLA湖瀝青、巖瀝青和基質(zhì)瀝青均勻混合后即為合格的天然復(fù)合改性瀝青。實施例4:1、將基質(zhì)儲罐中的8t的AH-70基質(zhì)瀝青加熱至140。C，將基質(zhì)瀝青熔化。2、把2t湖瀝青投放到熔化罐進行在195-C徹底熔化，完全熔化后熔化罐內(nèi)溫度保持在195°C。3、將基質(zhì)瀝青從基質(zhì)儲罐中用泵打入攪拌罐；然后用泵將TLA湖瀝青從熔化罐打入攪拌罐。4、開啟攪拌罐的攪拌器，攪拌30min，同時攪拌罐內(nèi)溫度保持在170°C。在攪拌的同時，在攪拌罐中緩慢均勻地加入It巖瀝青粉末，使巖瀝青粉末充分熔化。5、攪拌完成后，TLA湖瀝青、巖瀝青和基質(zhì)瀝青均勻混合后即為合格的天然復(fù)合改性瀝青。(2)增加在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性和抗變形能力。天然復(fù)合改性瀝青(NCC)與TLA湖瀝青改性瀝青相比，其各項指標也有一定改善。具體試驗數(shù)據(jù)如下-性能檢測試驗下述各試驗的方法均采用本
技術(shù)領(lǐng)域：
的常規(guī)檢測方法，用實施例4所得到的產(chǎn)品進行實驗。1、本改性瀝青的馬歇爾試驗瀝青混合料類別密度(g/cm3)孔隙率(％)穩(wěn)定度(KN)25Q/aLA湖瀝青+4%SBS改性瀝青2.5283.7316.22本天然復(fù)合改性瀝青2.5163.6716.98試驗結(jié)果表明采用本天然復(fù)合改性瀝青(NCC)比采用TLA湖瀝青+SBS復(fù)合改性瀝青混合料的穩(wěn)定度有一定程度的提高。2、車轍試驗動穩(wěn)定度試驗通過對本天然復(fù)合改性瀝青(NCC)混合料試件進行6(TC下輪壓0.7Mpa的車轍試驗。試驗數(shù)據(jù)如下規(guī)范要動穩(wěn)、定瀝青混合料類別油石比試件密度試件尺求動穩(wěn)度(次(%)(g/cm3)寸(cm)/咖)定度(次/mm)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>試驗結(jié)果表明，本改性瀝青的動穩(wěn)定度能夠滿足JTGF40-2004規(guī)定的瀝青混合料車轍試驗動穩(wěn)定度不小于3000的技術(shù)要求。3、低溫彎曲和凍融劈裂試驗低溫彎曲試驗結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>試驗結(jié)果表明，本天然復(fù)合改性瀝青(NCC)混合料的低溫彎曲試驗和凍融劈裂試驗均能滿足JTGF40-2004規(guī)定的相關(guān)要求。說明本天然復(fù)合改性瀝青路面的低溫抗裂性能和抗水害能力較好。4、巖瀝青和湖瀝青是純天然瀝青，與SBS改性劑相比，它不需要化工合成工序，也就避免了在合成過程中對環(huán)境造成的污染，具有很好的環(huán)保特點。權(quán)利要求1、一種天然復(fù)合改性瀝青，其特征在于它由下述重量配比的原料制成基質(zhì)瀝青30—95份、特立尼達湖瀝青(TLA)5—70份、巖瀝青1—40份。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的天然復(fù)合改性瀝青，其特征在于它由下述重量配比的原料制成基質(zhì)瀝青50—90份、特立尼達湖瀝青(TLA)10—50份、巖瀝青3—10份。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的天然復(fù)合改性瀝青，其特征在于它由下述重量配比的原料制成基質(zhì)瀝青70—90份、特立尼達湖瀝青(TLA)10—30份、巖瀝青3—10份。4、根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的天然復(fù)合改性瀝青，其特征在于所述的基質(zhì)瀝青為AH-50、AH-70、AH-90、AH-110或AH-130。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的天然復(fù)合改性瀝青，其特征在于所述的基質(zhì)瀝青為AH-70基質(zhì)瀝青。6、一種生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的天然復(fù)合改性瀝青的生產(chǎn)方法，其特征在于該方法的工藝步驟為(1)、在溫度12(TC—14(TC下將基質(zhì)瀝青熔化；(2)、在溫度165。C一195。C下將特立尼達湖瀝青(TLA)熔化；(3)、將上述熔化的基質(zhì)瀝青和特立尼達湖瀝青(TLA)混合，在溫度165。C一195。C將上述基質(zhì)瀝青和特立尼達湖瀝青(TLA)的混合物攪拌10—50min，在攪拌過程中加入巖瀝青的粉末，得到的混合均勻的混合物即為成品。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的天然復(fù)合改性瀝青的生產(chǎn)方法，其特征在于在溫度14(TC下將基質(zhì)瀝青熔化；在溫度195。C下將特立尼達湖瀝青(TLA)熔化；在溫度17(TC下攪拌基質(zhì)瀝青和特立尼達湖瀝青(TLA)的混合物。8、根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的天然復(fù)合改性瀝青的生產(chǎn)方法，其特征在于基質(zhì)瀝青和特立尼達湖瀝青(TLA)的混合物攪拌30min，在攪拌過程中加入巖瀝青的粉末。全文摘要本發(fā)明公開了一種天然復(fù)合改性瀝青及其生產(chǎn)方法，其由下述重量配比的原料制成基質(zhì)瀝青30-95份、特立尼達湖瀝青(TLA)5-70份、巖瀝青1-40份。該方法的工藝步驟為1.在溫度120℃-140℃下將基質(zhì)瀝青熔化；2.在溫度165℃-195℃下將TLA熔化；3.將上述熔化的基質(zhì)瀝青和TLA混合，在溫度165℃-195℃將上述基質(zhì)瀝青和TLA的混合物攪拌10-50min，在攪拌過程中加入巖瀝青的粉末，即為成品。本改性瀝青能改善溫度敏感性、增加穩(wěn)定性和抗變形能力、增加韌性和抗裂性能、增加抗疲勞開裂強度和耐久性?？梢匝娱L路面使用壽命，減少養(yǎng)護及大修次數(shù)，降低維護費用。本改性瀝青同時還具有優(yōu)良的環(huán)保性能，可以減少聚合物改性劑生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染。文檔編號C08L95/00GK101445658SQ200810079689公開日2009年6月3日申請日期2008年11月5日優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日發(fā)明者謝亞輝申請人:河北省通力瀝青技術(shù)開發(fā)有限公司