高固含量改性中溫瀝青及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及道路工程領(lǐng)域中的瀝青的制備技術(shù)，具體地指一種高固含量改性中溫 瀝青，本發(fā)明還涉及這種高固含量改性中溫瀝青的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 基質(zhì)瀝青是用于生產(chǎn)改性瀝青，摻加瀝青改性劑進(jìn)行改性的基礎(chǔ)瀝青。如果它是 利用石油經(jīng)開采、精煉加工而得到的石油瀝青，也就是基質(zhì)石油瀝青。例如，具體的，70號A 級瀝青是一種常見的鋪路材料。70號A級瀝青為石油中提取的自然物質(zhì)，施工過程中加熱后 與集料混合形成瀝青混合料。在施工時，70號A級瀝青加熱溫度為155~165°C。瀝青長時間 加熱會不斷老化，當(dāng)溫度達(dá)到了 l〇〇°C時開始老化。
[0003] 瀝青老化的機(jī)理及過程如下：
[0004] 1.瀝青老化的機(jī)理
[0005] 瀝青"老化"是指瀝青從煉油廠被煉制出來后，在儲存、運(yùn)輸、施工及使用過程中， 由于長時間暴露在空氣中，在環(huán)境因素如受熱、氧氣、陽光和水的作用下，會發(fā)生一系列的 揮發(fā)、氧化、聚合，乃至瀝青內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，同時發(fā)生性質(zhì)變化，導(dǎo)致路用性能劣化的過 程。瀝青老化是一個逐漸發(fā)生的過程，它的速率直接影響路面的使用壽命，因而是影響瀝青 路面耐久性的主要因素。
[0006] 2.運(yùn)輸、儲存、加熱過程中的老化
[0007] 瀝青自從煉油廠煉制出來以后，直至拌制瀝青混合料之前，一直裝在保溫的瀝青 罐內(nèi)，瀝青的熱態(tài)儲存、熱態(tài)運(yùn)輸、在儲油罐內(nèi)預(yù)熱、配油釜內(nèi)調(diào)配等過程，往往經(jīng)歷很長的 時間。由于溫度升高加速分子的運(yùn)動，除引起瀝青蒸發(fā)外，還能引起瀝青發(fā)生某些物理化學(xué) 變化。在這個時期，瀝青老化的機(jī)理主要是：
[0008] ①由于受熱使瀝青中的輕質(zhì)油分不斷揮發(fā)，使瀝青變硬變脆，降低粘結(jié)性：
[0009] ②儲罐表面的瀝青與空氣接觸，與空氣中的氧氣會發(fā)生一些聚合反應(yīng)，瀝青也會 發(fā)生一定程度的老化；
[0010] ③瀝青在管道內(nèi)不斷運(yùn)行并由儲罐頂處灑落到罐內(nèi)時，瀝青的表面積增大，瀝青 將發(fā)生氧化反應(yīng)。由于這段時間內(nèi)瀝青還儲存在儲油罐中，瀝青的數(shù)量多、深度大，接觸加 熱源及空氣的面積較小，所以老化并不會很嚴(yán)重。試驗(yàn)證明，如果瀝青是被密閉封存的，并 且不再加熱，以冷態(tài)儲存，可以儲存許多年也不會有明顯的老化。瀝青從煉油廠到拌和廠的 加熱溫度一般在170°C左右。由于油罐封閉，接觸空氣面積小，所以這一階段瀝青的技術(shù)性 能幾乎沒有變化，因此在運(yùn)輸過程中瀝青幾乎不發(fā)生老化。
[0011] 3、加熱拌和及鋪筑中的老化
[0012] 瀝青最主要也是最常規(guī)的使用方式，是采用熱拌瀝青混合料的施工方式，此時瀝 青將經(jīng)歷一個比儲存過程嚴(yán)重得多的老化過程。拌和過程中的老化是最重要的，通常稱之 為熱老化。
[0013] 瀝青在拌和機(jī)內(nèi)與熱礦料混合時，礦料溫度一般高達(dá)160~180°C，這直接影響到 瀝青的氧化和組分揮發(fā)。除了加熱溫度外，拌和時間、瀝青用量也會影響拌和過程中瀝青的 老化。一般來說，拌和溫度越高、瀝青膜越薄，瀝青的老化也越嚴(yán)重。
[0014] 如何在施工時防止瀝青老化一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員公認(rèn)的難題和努力探索的方 向，但至今為止尚無令人滿意的技術(shù)方案問世。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 為了解決現(xiàn)有瀝青生產(chǎn)及施工中出現(xiàn)的上述弊端，本發(fā)明的第一目的就是要提供 一種高固含量改性中溫瀝青，由以下組分按質(zhì)量份數(shù)組成:75~82份基質(zhì)瀝青，3~7份中溫 改性劑，11~22份水。
[0016] 上述技術(shù)方案中，所述的中溫改性劑由以下組分按質(zhì)量份數(shù)組成：
[0017] 5 ~10 份 18/16 叔胺；
[0018] 5~12份陽離子添加劑，所述的陽離子添加劑選自3-氯-2-羥丙基-三甲基氯化銨 和氯化三甲基十二烷基銨；
[0019] 1~5份甲醇；
[0020] 40~50份的乳化劑，所述的乳化劑選自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、丁苯橡膠、聚乙 烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、高聚物聚丙烯和聚苯乙烯；
[0021] 1~3份氯化鈣；
[0022] 5~20份去離子水。
[0023] 上述技術(shù)方案中，所述的基質(zhì)瀝青為基質(zhì)石油瀝青。
[0024] 上述技術(shù)方案中，該高固含量改性中溫瀝青的瀝青蒸發(fā)殘留物的5°C延度不少于 56. lcm;蒸發(fā)殘留物的軟化點(diǎn)為85~97°C;蒸發(fā)殘留物的針入度為5.8~6.6mm。
[0025] 本發(fā)明的第二目的是制備上述高固含量改性中溫瀝青的方法，包括如下步驟：
[0026] 1)將中溫改性劑的除水以外的組分溶解于不少于60°C的去離子水中，并充分混合 均勻；
[0027] 2)將基質(zhì)石油瀝青加熱至150°C以上；
[0028] 3)將步驟1)得到的中溫改性劑和基質(zhì)石油瀝青及水混合后保持溫度在75°C~95 °C，攪拌均勻；
[0029] 4)在90°C時，混合生成的改性中溫瀝青的黏度低于3Pa · s時，瀝青生產(chǎn)結(jié)束。
[0030]利用本發(fā)明制取的高固含量改性中溫瀝青的混合料的出料溫度不超過120°C。相 比現(xiàn)有技術(shù)能降低瀝青混合料出料溫度30~60°C，減少了瀝青的老化，節(jié)能環(huán)保。同時，較 低的出料溫度可以明顯減少了鋪設(shè)瀝青時的各種揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)生，減少空氣污染，降低 對施工人員的身體傷害。
[0031] 使用本發(fā)明制取的高固含量改性中溫瀝青的施工溫度范圍更寬，可在不低于0°C 的氣候條件下施工。而現(xiàn)有技術(shù)改性瀝青施工溫度不能低于l〇°C施工，滿足了低溫環(huán)境下 的道路維修的需求。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的設(shè)備和工藝作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0033]本發(fā)明設(shè)計了一種高固含量（固含量高達(dá)可達(dá)75%以上）的改性中溫瀝青的配方 及其制備方法，能夠?qū)r青施工溫度范圍變寬，可在〇°c~10°C的氣候條件下施工;相比現(xiàn) 有技術(shù)改性瀝青施工溫度不能低于10°c的施工要求，可將每年的可施工天數(shù)可延長60天。 [0034] 該高固含量改性中溫瀝青由以下組分按質(zhì)量份數(shù)組成：75~82份基質(zhì)瀝青：3~7 份中溫改性劑，11~22份水。
[0035] 所述的中溫改性劑由以下組分按質(zhì)量份數(shù)組成：
[0036] 5 ~10 份 18/16 叔胺；
[0037] 5~12份陽離子添加劑，所述的陽離子添加劑選自3-氯-2-羥丙基-三甲基氯化銨 和氯化三甲基十二烷基銨；
[0038] 1~5份甲醇；
[0039] 40~50份的乳化劑，所述的乳化劑選自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、丁苯橡膠、聚乙 烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、高