一种基于酸性石料的高性能沥青冷补料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于酸性石料的高性能沥青冷补料，同时公开了其制备方法，属于道路工程技术领域。一种基于酸性石料的高性能沥青冷补料，其特征在于，包含如下质量份数的各组分：酸性石料100份；低标号道路石油沥青3‑5份；稀释剂0.8‑2份；增塑剂0.2‑0.8份；油性纳米级碱性吸附剂2‑4份；隔离剂0.3‑1份。该沥青冷补料生产工艺简单、性价比高、专门适用于酸性石料，为我国大量存在酸性石料的新疆地区、西藏地区及戈壁滩地区的高性能沥青冷补料生产提供了一种新思路。

【技术实现步骤摘要】
一种基于酸性石料的高性能沥青冷补料及其制备方法
本专利技术属于道路工程
，涉及一种高性能沥青冷补料，特别涉及一种基于酸性石料的高性能沥青冷补料及其制备方法。
技术介绍
沥青路面具有行车舒适、噪声小、维修方便等优点，现已在中国广泛使用，但是沥青路面存在坑槽、剥落、裂缝等病害。对于坑槽目前主要采用的处理办法有热拌沥青修补法和冷拌沥青修补法。热拌沥青修补法适用于大规模修补；冷拌沥青修补适用于小面积多点位的坑槽，冷拌沥青修补法中冷补料的性能好坏直接决定了修补结果。沥青冷补料是由粗集料、细集料、填料和冷补液拌和而成的新型道路材料。冷补液作为沥青冷补料的粘结料，常温粘度低呈流动状态，显酸性，在一定程度上决定了沥青冷补料的施工和易性、高温性能、低温性能、水稳定性和疲劳寿命。由于冷补液常温下为流动性的液体，粘度低，与石料之间的粘结力小，与雨水在行车荷载的作用下，易出现石料表面的沥青膜脱落，修补后的沥青路面易出现早期抗曹等病害，在一定程度上影响了沥青冷补料的推广应用。为了改善因冷补液粘度低，而石料与冷补液的粘结力小的问题，目前常用的技术手段有三种：第一、生产冷补料时采用碱性石料，因冷补液显酸性，与碱性石料具有良好的化学黏附作用，可提高冷补液与石料之间的黏附力，从而大幅度提高沥青冷补料的抗水损害能力；第二、生产冷补料时讲粗细集料加热至60-100℃，利用石料的热量促使一部分冷补液中的稀释剂遇热挥发，从而增加了冷补液的粘度，而改善石料与冷补液之间的黏附力；第三、生产冷补料时添加大量的抗剥落剂，依靠抗剥离剂是与集料表面形成物理吸附或依靠其特殊的化学结构使其与集料进行化合反应，在他们之间形成强而有力的化学纽带，从而提高了沥青与集料的粘附性。以上三种技术手段，在一定程度上改善了冷补液与石料之间的粘结力，提高了冷补沥青混合料的抗水温定性。但是都存在一定的局限性，第一、我国地域辽阔，不同岩性的石料分布也极不均匀，尤其是我国西藏、青海和新疆地区主要以酸性的鹅卵石为主，生产冷补料就存在很大的问题，长距离去寻找碱性石料生产沥青冷补料，其运输费用及其昂贵；第二、生产冷补料时，粗细集料加热至60-100℃，在热状态下虽然可以改善冷补液与石料之间的粘结力，但是，随着冷补液中稀释剂的挥发，沥青冷补料的施工和易性随间降低，从而影响了沥青冷补料的储存时间；第三、大量抗剥落剂的应用，造成沥青冷补料的成本大幅增加，极大的影响了新技术的推广使用。因此，有必要开发一种基于酸性石料的高性能沥青冷补料及其制备方法，以解决我国西北地区存在大量酸性集料而无法生产沥青冷补料的现状，为我国西北地区严寒气候环境下开发一种高性价比的道路新型养护材料。
技术实现思路
针对现有沥青冷补料尤其是酸性石料生产沥青冷补料存在的技术缺陷和生产成本过高的问题，本专利技术提出了一种基于酸性石料的高性能冷补料，该沥青冷补料生产工艺简单、性价比高、专门适用于酸性石料，为我国大量存在酸性石料的新疆地区、西藏地区及戈壁滩地区的高性能沥青冷补料生产提供了一种新思路。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于酸性石料的高性能沥青冷补料，其特征在于，包含如下质量份数的各组分：石料100份；低标号道路石油沥青3-5份；稀释剂0.8-2份；增塑剂0.2-0.8份；油性纳米级碱性吸附剂2-4份；隔离剂0.3-1份。其中，所述石料为二氧化硅含量大于65％的酸性集料，可以是碎石、碎卵石中的一种，其级配组成满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中冷拌沥青混合料级配范围要求。其中，所述低标号道路石油沥青的针入度为10-50，单位为0.1mm，质量满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)。其中，所述稀释剂为脱硫柴油，其凝点小于0℃，硫含量低于10μg/g，根据高性能冷补料的使用环境的最低气温来选择相应凝点的产品。其中，所述增塑剂为双(2-乙基己基)己二酸酯，主要用于改善高性能沥青冷补料的低温抗裂性能和疲劳寿命，减少稀释剂对重交通道路石油沥青分子结构的破坏。其中，所述油性纳米级碱性吸附剂为消石灰、生石灰、水泥、粉煤灰、火山灰的一种或多种与汽油按照质量比95：5混合，经烘干后所得的产物；其中，所述油性纳米级碱性吸附剂中的消石灰、生石灰、水泥、粉煤灰、火山灰的最大颗粒粒径不大于0.1微米，水溶液的PH大于7；其中，所述隔离剂为富含芳香分的石油馏分，棕褐色液体，60℃运动粘度为60-100cst，芳香分含量90-100％，用于改善高性能沥青冷补料的施工和易性。本专利技术还提供了一种基于酸性石料的高性能沥青冷补料制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将100份级配满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)要求的酸性石料加热至100-180℃，待水分蒸发完毕、冷却至室温后备用；(2)将称重后的低标号道路石油沥青加热至100℃～140℃；(3)将称重后的纳米级碱性吸附剂加入步骤(2)所得产物中，低速强制搅拌30-180min，搅拌速度为20-60转/min；(4)将称重后的稀释剂、增塑剂、隔离剂加入步骤(3)所得产物中，强制搅拌直至混合均匀为止；(5)将步骤(4)所得产物加入步骤(1)所得产物中，强制搅拌30s-60s，即得到高性能沥青冷补料。其中，所述重交通道路石油沥青采用导热油加热间接加热；其中，所述步骤(3)、步骤(4)所得产物的温度为80-100℃；其中，所述步骤(5)所得产物的温度不高于50℃；其中，其按上述步骤制备的高性能冷补料，其性能指标可以达到：马歇尔稳定度≥8KN、马歇尔残留稳定度≥85％、冻融劈裂强度比≥80％、车辙试验动稳定度≥2800次/mm、-10℃最大弯拉应变≥3000με、粘聚性试验试件破损率≤40％。本专利技术开发的高性能冷补料，具有以下优点：(1)低标号道路石油沥青具有针入度小、粘度大、高温性能好的特点，富含沥青质和胶质，用于制备高性能沥青冷补料，在稀释剂的作用下，沥青分子结构破坏性小，与石料的粘附力大，有利于提高高性能沥青冷补料的早期强度和抗车辙性能；(2)油性纳米级碱性吸附剂与低标号道路使用沥青具有良好的相容性，一方面可以综合低标号道路石油沥青中的沥青酸酐，改善沥青的酸碱性，使得沥青由酸性变为碱性，与酸性石料结合时具有良好的化学吸附力，另一方面油性纳米级碱性吸附剂细度极小、比表面积大，可有效填充酸性石料表面的微细孔隙，可有效改善酸性集料与冷补液之间的物理粘附力。同时，油性纳米级碱性吸附剂加工工艺简单，生产成本低，易于获取，可有效降低沥青冷补料的生产成本；(3)脱硫柴油作为稀释剂，可大幅降低高性能沥青冷补料在生产和使用过程中刺鼻气体的排放量，减少对人体和环境的影响；(4)本专利技术所开发的高性能沥青冷补料，专门适用于酸性集料，可大幅降低我国富含酸性石料地区沥青冷补料的生产成本，提高沥青路面的修补寿命。...

【技术保护点】
1.一种基于酸性石料的高性能沥青冷补料，其特征在于：包含如下质量份数的各组分：/n石料100份；/n低标号道路石油沥青3-5份；/n稀释剂0.8-2份；/n增塑剂0.2-0.8份；/n油性纳米级碱性吸附剂2-4份；/n隔离剂0.3-1份；/n所述石料为二氧化硅含量大于65％的酸性集料，可以是碎石、碎卵石中的一种；/n所述低标号道路石油沥青的针入度为10-50，单位为0.1mm；/n所述稀释剂为脱硫柴油，其凝点小于0℃，硫含量低于10μg/g；/n所述油性纳米级碱性吸附剂为消石灰、生石灰、水泥、粉煤灰、火山灰的一种或多种与汽油按照质量比95：5混合，经烘干后所得的产物；/n所述油性纳米级碱性吸附剂中的消石灰、生石灰、水泥、粉煤灰、火山灰的最大颗粒粒径不大于0.1微米，水溶液的PH大于7；/n所述隔离剂为富含芳香分的石油馏分，棕褐色液体，60℃运动粘度为60-100cst，芳香分含量90-100％。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于酸性石料的高性能沥青冷补料，其特征在于：包含如下质量份数的各组分：
石料100份；
低标号道路石油沥青3-5份；
稀释剂0.8-2份；
增塑剂0.2-0.8份；
油性纳米级碱性吸附剂2-4份；
隔离剂0.3-1份；
所述石料为二氧化硅含量大于65％的酸性集料，可以是碎石、碎卵石中的一种；
所述低标号道路石油沥青的针入度为10-50，单位为0.1mm；
所述稀释剂为脱硫柴油，其凝点小于0℃，硫含量低于10μg/g；
所述油性纳米级碱性吸附剂为消石灰、生石灰、水泥、粉煤灰、火山灰的一种或多种与汽油按照质量比95：5混合，经烘干后所得的产物；
所述油性纳米级碱性吸附剂中的消石灰、生石灰、水泥、粉煤灰、火山灰的最大颗粒粒径不大于0.1微米，水溶液的PH大于7；
所述隔离剂为富含芳香分的石油馏分，棕褐色液体，60℃运动粘度为60-100cst...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖护兵，郭晨曦，卜进，陈晓辉，叶凯东，
申请(专利权)人：江苏天诺环境工程技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32