一种复合改性沥青及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合改性沥青及其制备方法和应用，属于道路工程领域。该复合改性沥青包括如下重量份的原料:基质沥青70

【技术实现步骤摘要】
一种复合改性沥青及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及道路工程
，特别是涉及一种复合改性沥青及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]煤直接液化技术是一种先进的洁净煤技术，但会直接产生煤液化残渣，煤液化残渣在原煤中的含量可达20
‑
30％。一台年处理量170万吨的煤直接液化装置就会产生50万吨/年的煤液化残渣。这些煤液化残渣目前没有理想的妥善处理办法，主要处置途径是气化、燃烧、裂解、堆放等方式，处置方式单一且利用率低。
[0003]随着我国经济的快速发展，汽车保有量逐年增加，每年都会产生大量的废旧橡胶轮胎。我国废旧橡胶轮胎的产量已位居世界第一，达到了3.0亿条，然而目前的废旧轮胎回收率却不足50％。废旧轮胎属于工业有害固体废物，具有很强的抗热、抗机械、耐腐蚀性，且极难降解，百年内都会对生态环境产生影响。
[0004]目前，有研究发现煤液化残渣在组成上和一些物性方面与天然沥青(TLA)有类似之处，有取代或改性沥青的可能。而废胎胶粉本身是一种良好的弹性材料，橡胶材料与沥青也具有天然亲和性，在化学成分上，二者可以相互影响相互作用。如现有技术CN201610703007.9，专利技术名称为一种煤液化残渣复合沥青及其制备方法，其中将煤液化残渣与基质沥青、塑化剂和废胶粉混合制得复合沥青，能够代替基质沥青作为道路铺装材料使用，但是其复合沥青性能一般，未经处理的废胶粉在道路工程实际使用中已显露出明显的弊端和缺陷。究其原因主要是由于直接采用废旧轮胎破碎所得的废生胶粉，与基质沥青的相容性较差所致，导致得到的复合沥青存在粘度大、流动性差、分散性差等的缺点。
[0005]由此可见，上述现有的煤液化残渣复合改性沥青仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的复合改性沥青及其制备方法和应用，使其通过利用脱硫胶粉或活化橡胶颗粒与基质沥青相容性更好，提升了复合改性沥青的抗变形性能、高温性能和低温性能，满足道路工程铺装要求，提高煤液化残渣和废旧轮胎在道路工程中的利用率，解决了沥青资源短缺和环境污染问题，成为当前业界急需改进的目标。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种复合改性沥青，使其利用脱硫胶粉或活化橡胶颗粒与基质沥青相容性更好，提升了复合改性沥青的抗变形性能、高温性能和低温性能，满足道路工程铺装要求，提高煤液化残渣和废旧轮胎在道路工程中的利用率，解决了沥青资源短缺和环境污染问题，从而克服现有的复合改性沥青的不足。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种复合改性沥青，包括如下重量份的原料:基质沥青70
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90份、煤液化残渣5
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10份、脱硫胶粉10
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20份或活化橡胶颗粒10
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20份、稳定剂0
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0.5份。
[0008]进一步改进，所述基质沥青为70#道路石油沥青或90#道路石油沥青。
[0009]进一步改进，所述煤液化残渣为灰分含量小于15％，软化点为150
‑
180℃，质量变化小于0.1％的煤直接液化后的残余物，且进行索氏萃取后，其四氢呋喃不容物含量为40
‑
50％，正己烷不溶物含量为90
‑
100％。
[0010]进一步改进，所述煤液化残渣中沥青质含量为60
‑
85％，C和H元素相对含量为70
‑
90％。
[0011]进一步改进，所述脱硫胶粉的灰分含量小于9％，炭黑含量大于24％，橡胶烃含量大于42％，丙酮抽出物含量小于22％。所述脱硫胶粉为废生胶粉经过纯物理热机械
‑
双螺旋杆挤出法重新挤出造粒而成，在此过程中，废生胶粉颗粒中C
‑
S键发生断裂，完成脱硫，并在脱硫过程中较大的剪切力作用下，废生胶粉中各种填料体系被破坏，促进了其与基质沥青的吸附和浸润。
[0012]进一步改进，所述活化橡胶颗粒的门尼粘度为35
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50M，灰分含量小于12％，炭黑含量大于28％，橡胶烃含量大于48％，丙酮抽出物含量为25
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30％。所述活化橡胶颗粒是废生胶粉经溶胀脱硫解聚后，加入功能助剂，再经机械造粒制得，能进一步的促进其与基质沥青的吸附和浸润。
[0013]进一步改进，所述稳定剂为单质硫或一氯化硫。当然所述稳定剂也可以采用促进剂TMTD或过氧化苯甲酞，以及单质硫、一氯化硫、促进剂TMTD或过氧化苯甲酞的任一组合。
[0014]作为本专利技术的另一改进，本专利技术提供上述复合改性沥青的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0015](1)将原料基质沥青加热至140
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160℃，在不断搅拌下，缓慢加入所述煤液化残渣粉末，混合均匀后将共混物置于剪切机中剪切，剪切速率为3000
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4000r/mi n，剪切温度为170℃，剪切时间为30
‑
40mi n，得到煤液化残渣改性沥青；
[0016](2)向步骤(1)得到的煤液化残渣改性沥青中缓慢加入所述脱硫胶粉或活化橡胶颗粒，匀速搅拌10mi n后，置于剪切机中剪切，剪切速率为4000
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5000r/mi n，剪切温度为180
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200℃，剪切50
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60mi n后加入所述稳定剂，再剪切10mi n，将混合物置于150℃的烘箱中发育50
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60mi n，得到所述复合改性沥青。
[0017]作为本专利技术的又一改进，本专利技术提供上述复合改性沥青在公路铺筑中的应用。
[0018]进一步改进，所述复合改性沥青在重载交通路段的下面层和中面层中的应用，能显著提高重载交通路段的抗车辙性能，大大延长道路使用寿命。
[0019]采用这样的设计后，本专利技术至少具有以下优点：
[0020]1.本专利技术复合改性沥青通过利用脱硫胶粉或活化橡胶颗粒与基质沥青相容性更好，进一步的提升制得的复合改性沥青的抗变形性能、高温性能和低温性能，最终提升路面的抗车辙性能、抗水损坏性能和耐久性能，有效解决重载交通路段的车辙问题，延长道路使用寿命，还能提高煤液化残渣和废旧轮胎在道路工程中的利用率，解决了沥青资源短缺和环境污染问题。且原料价格低廉，附加值及性价比较高，工程造价降低，具有较高的社会经济效益。
[0021]2.本专利技术各原料重量配比中脱硫胶粉或活化橡胶颗粒的掺量较大，大大降低了基质沥青用量，不仅使大量的废轮胎得到有效处理，实现了固体废弃物循环再利用，还有效替代了石油沥青的使用，对可持续发展有着深远影响。
[0022]3.本专利技术复合改性沥青的制备方法，步骤控制精准，可操作性强，改性效果强，为
制备得到性能优异的复合改性沥青提供有利保障。
具体实施方式
[0023]实施例1
[0024]取90#道路石油沥青作为基质沥青，称取84.8kg，加热至140℃。将5kg破碎过0.3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合改性沥青，其特征在于，包括如下重量份的原料:基质沥青70
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90份、煤液化残渣5
‑
10份、脱硫胶粉10
‑
20份或活化橡胶颗粒10
‑
20份、稳定剂0
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0.5份。2.根据权利要求1所述的复合改性沥青，其特征在于，所述基质沥青为70#道路石油沥青或90#道路石油沥青。3.根据权利要求1所述的复合改性沥青，其特征在于，所述煤液化残渣为灰分含量小于15％，软化点为150
‑
180℃，质量变化小于0.1％的煤直接液化后的残余物，且索氏萃取后，其四氢呋喃不容物含量为40
‑
50％，正己烷不溶物含量为90
‑
100％。4.根据权利要求3所述的复合改性沥青，其特征在于，所述煤液化残渣中沥青质含量为60
‑
85％，C和H元素相对含量为70
‑
90％。5.根据权利要求1所述的复合改性沥青，其特征在于，所述脱硫胶粉的灰分含量小于9％，炭黑含量大于24％，橡胶烃含量大于42％，丙酮抽出物含量小于22％。6.根据权利要求1所述的复合改性沥青，其特征在于，所述活化橡胶颗粒的门尼粘度为35
‑
50M，灰分含量小于12％，炭黑含量大于28％，橡胶烃含...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹东伟，杜贞，李倩倩，曹佳斌，
申请(专利权)人：中路高科交通检测检验认证有限公司，
类型：发明
国别省市：