一种环保型抗车辙改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保型抗车辙改性沥青，改性沥青中各原料的质量百分比为：纳米氧化锡锑粉末3～7％，层状硅酸盐矿物粉末2.5～6％，纳米氧化锌粉末4～8％，偶联剂0.18～0.3％，分散剂0.1～0.18％，沥青78～90％。本申请的环保型抗车辙改性沥青，能吸附并降解部分在沥青混合料拌和及摊铺过程中产生的沥青烟，降低沥青路面施工过程中对环境的污染；有效降低路面沥青面层温度，减轻城市热岛效应，因此符合绿色环保的要求，环境效益好；在保持沥青混合料良好的路用性能的前提下，提高沥青混合料的高温性能，减少车辙病害的产生；本申请的制备工艺较简单，使用过程无需对传统热拌沥青混凝土施工工艺进行改变，原材料安全且廉价，具有良好的可推广性与经济效益。

Environmentally friendly rutting resistant modified asphalt and preparation method thereof

The invention discloses an environment-friendly anti-rutting modified asphalt, in which the mass percentage of each raw material is 3-7% of nano-tin-antimony oxide powder, 2.5-6% of layered silicate mineral powder, 4-8% of nano-zinc oxide powder, 0.18-0.3% of coupling agent, 0.1-0.18% of dispersant and 78-90% of asphalt. The environmental-friendly Rutting-resistant modified asphalt can absorb and degrade bituminous smoke produced in the mixing and paving process of asphalt mixture, reduce environmental pollution in the construction process of asphalt pavement, effectively reduce the surface temperature of asphalt pavement, reduce the urban heat island effect, so it meets the requirements of green environmental protection and environmental efficiency. On the premise of maintaining good pavement performance of asphalt mixture, improving high temperature performance of asphalt mixture, reducing the occurrence of rutting disease; the preparation process of this application is simple, the use process does not need to change the traditional construction technology of hot-mix asphalt concrete, raw materials are safe and cheap, with good pushability Wide and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种环保型抗车辙改性沥青及其制备方法
本专利技术涉及道路沥青
，具体涉及一种环保型抗车辙改性沥青及其制备方法。
技术介绍
目前，常用于降低沥青路面温度的技术方案有：路用热反射涂层、大空隙路面、保水式路面、相变路面材料和热阻路面材料等。(1)热反射涂层技术主要将具有阻热功能与反射功能的材料做成可涂于沥青路面的涂层材料，减少沥青路面的热能吸收量。(2)大空隙沥青混合料是一种具有相互连通空隙，空隙率在20％左右的开级配沥青混合料，可吸收路面结构的热量，降低路面的温度。(3)保水性沥青混合料原理为在大空隙沥青混合料中添加高吸水率的保水型材料，利用保水材料吸收并保存降雨或路表洒水的蒸发、气化降低路面温度。(4)将相变材料加入沥青混合料所摊铺的沥青路面即为相变路面材料技术。相变材料是当周围环境温度到达相变材料的熔点时，相变材料物理状态发生改变，吸收热量并存储热量，但是不升高温度。(5)热阻路面技术为将导热系数较低的矿物材料加入到沥青混合料中以降低沥青路面的导热系数，使得热量难以在沥青路面内传播。目前，关于降低沥青混合料拌合摊铺过程中沥青烟排放量的技术方案在实际工程上应用较少，在相关专利及研究中，主要有以下技术方案：吸附法、负离子粉还原法。吸附法主要为利用比表面积极大的颗粒材料如活性炭对沥青烟等进行吸附；负离子粉还原法指在沥青混合料中加入负离子粉如电气石等，负离子可还原污染物质产生的氧自由基与中和带正电的粉尘。目前，关于提高沥青路面抗车辙性能的方法有很多，主要可归为以下几种：(1)采用改性沥青。如SBS改性沥青能大幅度提升沥青混合料的高温性能。(2)提高集料的质量。选用坚硬、安定、表面粗糙、颗粒接近立方体的与沥青有较好粘附性的集料及采用石灰岩等憎水性石料磨细而成的矿粉，均可大大提高沥青混合料高温稳定性及沥青路面抗车辙能力。(3)采用不同的设计方法。我国常用马歇尔设计方法设计沥青混合料配合比，沥青用量往往过大。而美国的Superpave设计方法设计的配合比较合理，沥青用量较小，能减少车辙的产生。(4)采用合理的沥青混合料结构形式。骨架空隙型如OGFC，骨架密实型如SMA等结构的抗车辙性能比悬浮密实型如AC更强。(5)加入适当的外加剂如抗车辙剂。抗车辙剂一般能与沥青形成胶结作用，使沥青高温性能得到改善，提高了沥青的软化点；降低对温度的敏感性；增加沥青与矿料的粘附能力。(6)加入纤维。纤维能在集料骨架内搭桥交联而形成纤维加筋作用。由于聚合物纤维的存在,它在胶结料中形成网状,加强了沥青矿粉胶结料体系相互作用和整体性。专利ZL201310517396.2的《一种具有自控温功能的改性沥青混凝土》，其主要解决的技术问题是“在不同环境有自控温功能效果”，但是还存在以下问题：1、采用热阻路面材料，但在炎热季节尤其是阳光直射时升温过快，温度过高，容易影响路人和路面环境。2、温拌沥青混合料的路用性能往往不如传统热拌沥青混合料，对沥青混合料的路用性能均有一定的不良影响，温拌技术成本也相对较高，而热拌沥青混合料筑路工艺需要将沥青混合料加热到较高的温度，会产生大量沥青烟，造成污染性气体的大量排放。3、多用于路面降温的路面热反射涂层技术通常会降低沥青路面的防眩光性能与抗滑性能，在重载交通与过高的沥青路面温度的双重作用下，沥青路面极易产生车辙等高温病害。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种降低沥青路面温度、降低沥青烟的排放量、提高沥青混合料抗车辙性能的环保型抗车辙改性沥青及其制备方法。为实现该技术目的，本专利技术的方案是：一种环保型抗车辙改性沥青及其制备方法，改性沥青中各原料的质量百分比为：纳米氧化锡锑粉末3～7％，层状硅酸盐矿物粉末2.5～6％，纳米氧化锌粉末4～8％，偶联剂0.18～0.3％，分散剂0.1～0.18％，沥青78～90％。作为优选，所述纳米氧化锡锑粉末粒径为15～30nm，所述的层状硅酸盐矿物粉末粒径为2.6～10μm，为所述的纳米氧化锌粉末粒径为20～40nm。作为优选，所述层状硅酸盐矿物为海泡石、或者蛭石、或者蒙脱石、或云母中的一种。作为优选，所述沥青为50号基质沥青、或者70号基质沥青、或者90号基质沥青、或者110号基质沥青中的一种。作为优选，所述偶联剂为四正丙基锆酸酯，所述分散剂为焦磷酸钠。作为优选，所述改性沥青中各原料的质量百分比为：纳米氧化锡锑粉末5.4％，海泡石粉末4.57％，纳米氧化锌粉末6.63％，偶联剂0.25％，分散剂0.15％，沥青83％。一种环保型抗车辙改性沥青的制备方法，根据权利要求1-5任一改性沥青的制备，具体步骤如下：(1)将纳米氧化锡锑粉末、层状硅酸盐矿物粉末与纳米氧化锌粉末分别放入80℃烘箱中烘烤8小时，去除水分后分别封存；(2)将经步骤1干燥处理后的纳米氧化锡锑粉末、层状硅酸盐矿物粉末及纳米氧化锌粉末充分混合，得到混合粉末A；(3)将经步骤2所得的混合粉末A加入分散剂，由蒸馏水作溶剂浸泡1小时，浸泡过程中搅拌均匀，然后置于干燥箱内，在70℃的条件下进行干燥处理，得到混合粉末B；(4)将经步骤3所得的混合粉末B加入偶联剂，由无水乙醇作溶剂浸泡1小时，浸泡过程中搅拌均匀，然后置于干燥箱内，在60℃的条件下进行干燥处理，得到混合粉末C；(5)将经步骤4所得的混合粉末C加入重量份为100份的沥青中，其中沥青的温度为125℃～150℃,搅拌5min使混合粉末C与沥青初步混合均匀，再将沥青温度稳定于140℃～165℃，用高速剪切机对其进行剪切，剪切速度为4500rpm，时间为25～35min；剪切速度为1200rpm，时间为15～20min得到成品环保型抗车辙改性沥青。作为优选，步骤3中浸泡过程中搅拌均匀，可用搅拌机进行搅拌，搅拌速度为30rpm；或者采用超声波分散仪对其进行振荡分散，超声振荡频率为20kHz，时间为10min。作为优选，步骤4中浸泡过程中搅拌均匀，可使用搅拌机进行搅拌，搅拌速度为30rpm；或者采用超声波分散仪对其进行振荡分散，超声振荡频率为20kHz，时间为8min。作为优选，步骤3中蒸馏水内加入NaOH，将其pH值调至9，混合粉末A的表面改性效果更佳。本专利技术的有益效果，本申请的环保型抗车辙改性沥青，能吸附并降解部分在沥青混合料拌和及摊铺过程中产生的沥青烟，降低沥青路面施工过程中对环境的污染；有效降低路面沥青面层温度，减轻城市热岛效应，因此符合绿色环保的要求，环境效益好；在保持沥青混合料良好的路用性能的前提下，提高沥青混合料的高温性能，减少车辙病害的产生；本申请的制备工艺较简单，使用过程无需对传统热拌沥青混凝土施工工艺进行改变，原材料安全且廉价，具有良好的可推广性与经济效益。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术所述的具体实施例为一种环保型抗车辙改性沥青及其制备方法，改性沥青中各原料的质量百分比为：纳米氧化锡锑粉末3～7％，层状硅酸盐矿物粉末2.5～6％，纳米氧化锌粉末4～8％，偶联剂0.18～0.3％，分散剂0.1～0.18％，沥青78～90％，各质量百分比之和为100％。所述纳米氧化锡锑粉末粒径为15～30nm，所述的层状硅酸盐矿物粉末粒径为2.6～10μm，为所述的纳米氧化锌粉末粒径为20～40nm。在一定程度上，氧化锡锑与氧化锌的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型抗车辙改性沥青，其特征在于：改性沥青中各原料的质量百分比为：纳米氧化锡锑粉末3～7％，层状硅酸盐矿物粉末2.5～6％，纳米氧化锌粉末4～8％，偶联剂0.18～0.3％，分散剂0.1～0.18％，沥青78～90％。

【技术特征摘要】
1.一种环保型抗车辙改性沥青，其特征在于：改性沥青中各原料的质量百分比为：纳米氧化锡锑粉末3～7％，层状硅酸盐矿物粉末2.5～6％，纳米氧化锌粉末4～8％，偶联剂0.18～0.3％，分散剂0.1～0.18％，沥青78～90％。2.根据权利要求1所述的环保型抗车辙改性沥青，其特征在于：所述纳米氧化锡锑粉末粒径为15～30nm，所述的层状硅酸盐矿物粉末粒径为2.6～10μm，为所述的纳米氧化锌粉末粒径为20～40nm。3.根据权利要求1所述的环保型抗车辙改性沥青，其特征在于：所述层状硅酸盐矿物为海泡石、或者蛭石、或者蒙脱石、或云母中的一种。4.根据权利要求1所述的环保型抗车辙改性沥青，其特征在于：所述沥青为50号基质沥青、或者70号基质沥青、或者90号基质沥青、或者110号基质沥青中的一种。5.根据权利要求1所述的环保型抗车辙改性沥青，其特征在于：所述偶联剂为四正丙基锆酸酯，所述分散剂为焦磷酸钠。6.根据权利要求1所述的环保型抗车辙改性沥青，其特征在于：所述改性沥青中各原料的质量百分比为：纳米氧化锡锑粉末5.4％，海泡石粉末4.57％，纳米氧化锌粉末6.63％，偶联剂0.25％，分散剂0.15％，沥青83％。7.一种环保型抗车辙改性沥青的制备方法，根据权利要求1-5任一改性沥青的制备，其特征在于：具体步骤如下：(1)将纳米氧化锡锑粉末、层状硅酸盐矿物粉末与纳米氧化锌粉末分别放入80℃烘箱中烘烤8小时，去除水分后分别封存；(2)将经步骤1干燥处理后的纳米氧化锡锑粉末、层状硅酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：许新权，吕大伟，纪小平，吴传海，李向航，吕明敏，李善强，李啟荣，李浩，范倩，刘锋，王志祥，
申请(专利权)人：广东华路交通科技有限公司，长安大学，
类型：发明
国别省市：广东,44