專利名稱：應(yīng)用巖瀝青的改性瀝青及其瀝青混合料和生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性瀝青、混合料及其生產(chǎn)方法，尤其是一種應(yīng)用巖瀝青的改性瀝青及其瀝青混合料和生產(chǎn)方法
背景技術(shù)：
隨著公路建設(shè)的大規(guī)模開展，用于鋪設(shè)道路的改性瀝青的需求量越來越大，改性瀝青改性技術(shù)得到了很大的發(fā)展。使用改性瀝青的瀝青混合料可提高路面瀝青混合料的力學(xué)性能、高溫穩(wěn)定性和低溫抗開裂性。目前，道路上應(yīng)用最多的是SBS改性瀝青和TLA湖瀝青改性瀝青。
SBS改性瀝青是SBS橡膠改性劑與基質(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)越但抗老化性能較差。道路路面的使用環(huán)境變化較大，冬夏兩季的高溫和低溫使得路面的工作環(huán)境極為惡劣。SBS是人工合成的橡膠產(chǎn)品，在長期的惡劣使用環(huán)境中，很容易受氣候的影響而老化，從而影響路面的穩(wěn)定性和低溫抗開裂性。
TLA湖瀝青改性瀝青是采用產(chǎn)自南美洲特立尼達(dá)和多巴哥共和國的天然湖瀝青和基質(zhì)瀝青按照一定的比例進(jìn)行改性加工后形成的天然瀝青改性瀝青。其具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性和抗老化性，可以大幅度提高瀝青路面的使用壽命。雖然TLA湖瀝青改性瀝青性能優(yōu)良，但其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需要專用的加工設(shè)備進(jìn)行改性加工，適用于大規(guī)模應(yīng)用，不利于小規(guī)模路面施工時(shí)的應(yīng)用。同時(shí)，在TLA湖瀝青改性生產(chǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生5％左右的礦粉沉淀，造成材料浪費(fèi)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種不易老化、使用壽命長、生產(chǎn)工藝簡單的應(yīng)用巖瀝青的改性瀝青及其瀝青混合料和生產(chǎn)方法，以適用于大規(guī)模應(yīng)用。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是在基質(zhì)瀝青中混合有巖瀝青，巖瀝青的重量為基質(zhì)瀝青重量的1％—40％。
本發(fā)明改性瀝青的生產(chǎn)方法是在120℃～150℃攪拌基質(zhì)瀝青2h～4h，同時(shí)將干燥的巖瀝青粉末作為改性劑緩慢加入基質(zhì)瀝青中，巖瀝青完全溶解入基質(zhì)瀝青后，即可得到成品。
本發(fā)明改性瀝青的混合料是所述的改性瀝青與級(jí)配碎石、石粉均勻混合。
本發(fā)明改性瀝青的混合料的生產(chǎn)方法是 (1)將級(jí)配碎石加熱到溫度為190℃—200℃； (2)在級(jí)配碎石中加入巖瀝青，然后在150℃—190℃攪拌5—20s； (3)在上述攪拌后的級(jí)配碎石和巖瀝青的混合物中拌和入基質(zhì)瀝青，在150℃—190℃下攪拌均勻，最后加入石粉，在150℃—190℃攪拌5—10s，即可得到成品。
巖瀝青是一種天然瀝青。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(qiáng)，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(dá)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(diǎn)。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于 (1)、加入巖瀝青后，本發(fā)明改性瀝青的軟化點(diǎn)不斷提高，針入度不斷下降，高溫性能得到改善。同時(shí)改性瀝青的針入度指數(shù)PI增大，溫度敏感性得到改善。老化后殘余針入度比不斷提高，表明改性瀝青的耐久性能得到提高 (2)、加入巖瀝青后，能夠顯著增加本改性瀝青及其混合料的穩(wěn)定度，隨著摻量的增加而不斷提高，混合料的高溫性能得到顯著改善。因而可減少由于重載交通和高溫氣候條件造成的推擠、車轍和其他道路變形形式；降低大多數(shù)瀝青的溫度敏感性。非常適合使用在高溫期特別長的地區(qū)。
(3)、巖瀝青中瀝青質(zhì)含量很高，使之具備優(yōu)良的抗剝落性能。加入巖瀝青后，大大地改善了瀝青與酸性石料的粘附性(效果好于目前優(yōu)良的抗剝落劑)，本改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性提高，抗水害能力增強(qiáng)。隨著巖瀝青摻量的提高，混合料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)也隨之提高。
(4)、巖瀝青具有優(yōu)良的抗油性，所以改性瀝青及其混合料非常適合常受到油料和有機(jī)溶劑污染的路面。
(5)、巖瀝青具有物理性能優(yōu)越，儲(chǔ)運(yùn)方便、添加工藝簡便，環(huán)保性能好，本發(fā)明方法獨(dú)特的添加工藝適用于大型工程的同時(shí)也適用于各種零星維修與小規(guī)模工程，減小施工難度，有利于降低施工方的成本，具有極大的優(yōu)勢。
(6)、本發(fā)明方法中巖瀝青直接添加級(jí)配碎石或基質(zhì)瀝青中，與基質(zhì)瀝青全部融合在一起，有效成分利用率為100％，不會(huì)造成任何浪費(fèi)。



下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1是本發(fā)明改性瀝青的針入度指數(shù)PI示意圖。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1級(jí)配碎石和基質(zhì)瀝青的選擇和混合比例可根據(jù)所鋪設(shè)的道路的需要選擇。
1、將級(jí)配碎石加入到攪拌站中進(jìn)行加熱，加熱溫度為190℃。
2、按巖瀝青的重量為基質(zhì)瀝青重量的17％，在級(jí)配碎石中加入巖瀝青。
3、在攪拌站的拌和倉內(nèi)，在190℃干拌上述級(jí)配碎石和巖瀝青的混合物10s，使巖瀝青熔化并緊密粘附在級(jí)配碎石表面。
4、巖瀝青與混合料攪拌均勻后，將基質(zhì)瀝青加入拌和均勻，拌和后加入石粉，繼續(xù)拌和5s，拌和溫度為170℃。拌和后巖瀝青與基質(zhì)瀝青均勻混合，即為成品，此時(shí)的混合料即為巖瀝青改性瀝青混合料，直接用于鋪設(shè)道路。
實(shí)施例2級(jí)配碎石和基質(zhì)瀝青的選擇和混合比例可根據(jù)所鋪設(shè)的道路的需要選擇。
1、將級(jí)配碎石加入到攪拌站中進(jìn)行加熱，加熱溫度為200℃。
2、按巖瀝青的重量為基質(zhì)瀝青重量的40％，在級(jí)配碎石中加入巖瀝青。
3、在攪拌站的拌和倉內(nèi)，在200℃干拌上述級(jí)配碎石和巖瀝青的混合物5s，使巖瀝青熔化并緊密粘附在級(jí)配碎石表面。
4、巖瀝青與混合料攪拌均勻后，將基質(zhì)瀝青加入拌和均勻，拌和后加入石粉，繼續(xù)拌和10s，拌和溫度為170℃。拌和后巖瀝青與基質(zhì)瀝青均勻混合，即為成品，此時(shí)的混合料即為巖瀝青改性瀝青混合料，直接用于鋪設(shè)道路。
實(shí)施例3級(jí)配碎石和基質(zhì)瀝青的選擇和混合比例可根據(jù)所鋪設(shè)的道路的需要選擇。
1、將級(jí)配碎石加入到攪拌站中進(jìn)行加熱，加熱溫度為195℃。
2、按巖瀝青的重量為基質(zhì)瀝青重量的30％，在級(jí)配碎石中加入巖瀝青。
3、在攪拌站的拌和倉內(nèi)，在195℃干拌上述級(jí)配碎石和巖瀝青的混合物20s，使巖瀝青熔化并緊密粘附在級(jí)配碎石表面。
4、巖瀝青與混合料攪拌均勻后，將基質(zhì)瀝青加入拌和均勻，拌和后加入石粉，繼續(xù)拌和5s，拌和溫度為170℃。拌和后巖瀝青與基質(zhì)瀝青均勻混合，即為成品，此時(shí)的混合料即為巖瀝青改性瀝青混合料，直接用于鋪設(shè)道路。
實(shí)施例4級(jí)配碎石和基質(zhì)瀝青的選擇和混合比例可根據(jù)所鋪設(shè)的道路的需要選擇。
1、將級(jí)配碎石加入到攪拌站中進(jìn)行加熱，加熱溫度為200℃。
2、按巖瀝青的重量為基質(zhì)瀝青重量的1％，在級(jí)配碎石中加入巖瀝青。
3、在攪拌站的拌和倉內(nèi)，在200℃干拌上述級(jí)配碎石和巖瀝青的混合物10s，使巖瀝青熔化并緊密粘附在級(jí)配碎石表面。
4、巖瀝青與混合料攪拌均勻后，將基質(zhì)瀝青加入拌和均勻，拌和后加入石粉，繼續(xù)拌和5s，拌和溫度為170℃。拌和后巖瀝青與基質(zhì)瀝青均勻混合，即為成品，此時(shí)的混合料即為巖瀝青改性瀝青混合料，直接用于鋪設(shè)道路。
實(shí)施例5級(jí)配碎石和基質(zhì)瀝青的選擇和混合比例可根據(jù)所鋪設(shè)的道路的需要選擇。
1、將級(jí)配碎石加入到攪拌站中進(jìn)行加熱，加熱溫度為190℃。
2、按巖瀝青的重量為基質(zhì)瀝青重量的4％，在級(jí)配碎石中加入巖瀝青。
3、在攪拌站的拌和倉內(nèi)，在190℃干拌上述級(jí)配碎石和巖瀝青的混合物5s，使巖瀝青熔化并緊密粘附在級(jí)配碎石表面。
4、巖瀝青與混合料攪拌均勻后，將基質(zhì)瀝青加入拌和均勻，拌和后加入石粉，繼續(xù)拌和10s，拌和溫度為170℃。拌和后巖瀝青與基質(zhì)瀝青均勻混合，即為成品，此時(shí)的混合料即為巖瀝青改性瀝青混合料，直接用于鋪設(shè)道路。
實(shí)施例61、按照巖瀝青的重量為基質(zhì)瀝青重量的1％，將干燥的巖瀝青粉末作為改性劑在攪拌時(shí)慢慢加入基質(zhì)瀝青中。
2、基質(zhì)瀝青的溫度應(yīng)該在140℃，同時(shí)攪拌2h； 3、巖瀝青完全溶解入基質(zhì)瀝青后，即可得到成品。
實(shí)施例71、按照巖瀝青的重量為基質(zhì)瀝青重量的4％，將干燥的巖瀝青粉末改性劑在攪拌時(shí)慢慢加入基質(zhì)瀝青中。
2、基質(zhì)瀝青的溫度應(yīng)該在140℃，同時(shí)攪拌2.5h； 3、巖瀝青完全溶解入基質(zhì)瀝青后，即可得到成品。
實(shí)施例81、按照巖瀝青的重量為基質(zhì)瀝青重量的20％，將干燥的巖瀝青粉末改性劑在攪拌時(shí)慢慢加入基質(zhì)瀝青中。
2、基質(zhì)瀝青的溫度應(yīng)該在140℃，同時(shí)攪拌3.5h； 3、巖瀝青完全溶解入基質(zhì)瀝青后，即可得到成品。
實(shí)施例91、按照巖瀝青的重量為基質(zhì)瀝青重量的40％，將干燥的巖瀝青粉末改性劑在攪拌時(shí)慢慢加入基質(zhì)瀝青中。
2、基質(zhì)瀝青的溫度應(yīng)該在140℃，同時(shí)攪拌4h； 3、巖瀝青完全溶解入基質(zhì)瀝青后，即可得到成品。
本發(fā)明改性瀝青的性能測試試驗(yàn)測試方法均采用本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)的測試方法。
1、針入度指數(shù)PI測試試驗(yàn)由圖1可知，隨著巖瀝青摻量的不斷提高，針入度指數(shù)PI也隨之不斷增大，從—1.56提高到—0.03，表明瀝青的溫度敏感性有所改善，巖瀝青能夠改善瀝青的溫度敏感性。
2、不同摻量巖瀝青改性瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn) 不同摻量巖瀝青改性瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn) 由上述兩試驗(yàn)結(jié)果可知，加入巖瀝青后，能夠顯著增加本改性瀝青的穩(wěn)定度，隨著摻量的增加而不斷提高，本改性瀝青的高溫性能得到顯著改善。因而可減少由于重載交通和高溫氣候條件造成的推擠、車轍和其他道路變形形式；降低大多數(shù)瀝青的溫度敏感性。本改性瀝青及其混合料非常適合使用在高溫期特別長的地區(qū)。
3、不同摻量巖瀝青改性瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)

不同摻量巖瀝青改性瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn) 不同摻量巖瀝青改性瀝青混合料低溫彎曲試驗(yàn) 由上述試驗(yàn)結(jié)構(gòu)可知，加入巖瀝青后，大大地改善了瀝青與酸性石料的粘附性(效果好于目前優(yōu)良的抗剝落劑)，混合料的水穩(wěn)定性提高，抗水害能力增強(qiáng)。隨著巖瀝青摻量的提高，混合料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)也隨之提高。
4、巖瀝青具有物理性能優(yōu)越，儲(chǔ)運(yùn)方便、添加工藝簡便，環(huán)保性能好，獨(dú)特的添加工藝適用于大型工程的同時(shí)也適用于各種零星維修與小規(guī)模工程，減小施工難度，有利于降低施工方的成本，具有極大的優(yōu)勢。
5、無論采取那種生產(chǎn)方法，巖瀝青均與基質(zhì)瀝青全部融合在一起，有效成分利用率為100％，不會(huì)造成任何浪費(fèi)。
6、巖瀝青是天然瀝青，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(duì)環(huán)境造成的污染，具有很好的環(huán)保特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1、一種應(yīng)用巖瀝青改性的改性瀝青，其特征在于在基質(zhì)瀝青中混合有巖瀝青，巖瀝青的重量為基質(zhì)瀝青重量的1％—40％。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用巖瀝青的改性瀝青，其特征在于所述的巖瀝青的重量為基質(zhì)瀝青重量的4％—30％。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述應(yīng)用巖瀝青改性的改性瀝青的生產(chǎn)方法，其特征在于該方法的工藝步驟為在120℃～150℃攪拌基質(zhì)瀝青2h～4h，同時(shí)將干燥的巖瀝青粉末作為改性劑緩慢加入基質(zhì)瀝青中，巖瀝青完全溶解入基質(zhì)瀝青后，即可得到成品。
4、一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述應(yīng)用巖瀝青改性的改性瀝青的混合料，其特征在于所述的改性瀝青與級(jí)配碎石、石粉均勻混合。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用巖瀝青改性的改性瀝青的混合料的生產(chǎn)方法，其特征在于該方法的工藝步驟為
(1)將級(jí)配碎石加熱到溫度為190℃—200℃；
(2)在級(jí)配碎石中加入巖瀝青，然后在150℃—190℃攪拌5—20s；
(3)在上述攪拌后的級(jí)配碎石和巖瀝青的混合物中拌和入基質(zhì)瀝青，在150℃—190℃下攪拌均勻，最后加入石粉，在150℃—190℃攪拌5—10s，即可得到成品。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用巖瀝青改性的改性瀝青的混合料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟(2)和步驟(3)中的攪拌溫度均為170℃。
7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用巖瀝青改性的改性瀝青的混合料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟(2)中的攪拌時(shí)間為5—10s；所述步驟(3)中的攪拌時(shí)間為5s。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用巖瀝青的改性瀝青及其瀝青混合料和生產(chǎn)方法，改性瀝青是在基質(zhì)瀝青中混合有巖瀝青，巖瀝青的重量為基質(zhì)瀝青重量的1％-40％。其方法是將干燥的巖瀝青與基質(zhì)瀝青混合。其混合料是改性瀝青中均勻混合有級(jí)配碎石、石粉；其方法是1.將級(jí)配碎石加熱到溫度為190℃-200℃；2.在級(jí)配碎石中加入巖瀝青，在150℃-190℃攪拌5-20s；3.在上述混合物中拌入基質(zhì)瀝青，在150℃-190℃攪勻，最后加入石粉，在150℃-190℃攪拌5-10s，巖瀝青將在攪拌作用和級(jí)配碎石互相剪切作用下與基質(zhì)瀝青均勻混合在一起，即可得到成品。本改性瀝青的高溫性能得到改善、溫度敏感性得到改善、耐久性能得到提高、水穩(wěn)定性提高，抗水害能力增強(qiáng)，具有很好的環(huán)保特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08L95/00GK101445660SQ20081007969
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)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(qǐng)人:河北省通力瀝青技術(shù)開發(fā)有限公司