一种高速路沥青路面上面层的沥青的制备方法

摘要

一种高速路沥青路面上面层的沥青的制备方法，其所制备的沥青包括如下组分：基质沥青，75％～80％，丁苯橡胶：5％‑6％，聚氨酯树脂：5％‑6％，乙烯基三甲氧基硅烷：2％‑3％，氟硅酸镁：5％‑6％，乙醇胺：1％‑1.5％，溴化铵：1.5％‑3％。其包括如下步骤，首先，按照比例将丁苯橡胶粉和聚氨酯树脂投入基质沥青，在150°‑160°温度范围内搅拌30分钟后，通过胶体磨至少进行两次研磨。之后，输送至搅拌罐，待温度降至95‑110度后，按比例顺序投入氟硅酸镁、乙烯基三甲氧基硅烷、乙醇胺、溴化铵，保温，在转速130‑160rpm下混合搅拌55‑65分钟，最后即可装车发往高速公路施工现场。本发明所提供的高速路沥青路面上面层的沥青的制备方法，其所制备的沥青提升了上面层抗磨耗性能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速路沥青路面上面层的沥青的制备方法。

背景技术

贵州省地处云贵高原，地貌属于中国西南部高原山地，境内地势西高东低，自中部向北、东、南三面倾斜，平均海拔在1100米左右。贵州高原山地居多，素有“八山一水一分田”之说。全省地貌可概括分为：高原、山地、丘陵和盆地四种基本类型，其中92.5％的面积为山地和丘陵。境内山脉众多，重峦叠嶂，绵延纵横，山高谷深。2018年贵州省建成高速公路项目12个共617公里,全省高速公路通车里程达6450公里。从2009年高速公路里程突破1000公里到2019年突破7000公里，贵州省高速公路总里程跃升至全国第四位、西部第二位，综合密度保持全国第一。但贵州特有的地形也决定了贵州高速公路具有桥隧比较高的特定，例如，水盘高速公路，桥隧比例高达35.99％。

对于高速公路的沥青面层来说，不同沥青结构层的受力和工作环境存在较大差异,比如：上面层承受最大的压应力和磨耗；中面层承受最大的剪切力；下面层承受严重的反射拉应力疲劳等。在贵州省高速公路的养护和维修的实践中，也发现沥青层的病害发生和发展均体现了明确的功能性特征：比如较大的车辙病害基本发生在中面层、沥青层与基层的粘结与路面整体病害相关性大等。我国的沥青路面材料和结构设计脱节分离，基本没有考虑不同结构层的结构和功能的分工，三个沥青层基本采用同样的结构设计参数和材料设计指标体系，即使是具体参数要求的差别，也只是习惯性遵循着上高下低的套路。不与结构层功能挂钩的结构和材料设计体系，带来的是设计和施工体系的僵化、资源的浪费和错配、市场供应的畸形。如果不能够在后续的新路建设和养护工程中彻底扭转结构和材料设计与沥青层功能脱节的问题，则不仅越来越昂贵的道路设施寿命得不到保障和延长，路面运营维护的成本也会迅速上升到无法承受的水平。此外，特别是在隧道等相对封闭的特殊环境中，沥青材料铺设时所产生的有毒气体不易扩散，也容易对施工人员造成潜在伤害，且不够环保。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高速路沥青路面上面层的沥青的制备方法，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种高速路沥青路面上面层的沥青的制备方法，其所制备的沥青包括如下组分：基质沥青，75％～80％，丁苯橡胶：5％-6％，聚氨酯树脂：5％-6％，乙烯基三甲氧基硅烷：2％-3％，氟硅酸镁：5％-6％，乙醇胺：1％-1.5％，溴化铵：1.5％-3％。其包括如下步骤，

首先，按照比例将丁苯橡胶粉和聚氨酯树脂投入基质沥青，在150°-160°温度范围内搅拌30分钟后，通过胶体磨至少进行两次研磨。

之后，输送至搅拌罐，待温度降至95-110度后，按比例顺序投入氟硅酸镁、乙烯基三甲氧基硅烷、乙醇胺、溴化铵，保温，在转速130-160rpm下混合搅拌55-65分钟，

最后即可装车发往高速公路施工现场。

本发明所提供的高速路沥青路面上面层的沥青的制备方法，其所制备的沥青在大大降低了橡胶和树脂材料使用量的情况下，一方面提升了上面层抗磨耗性能，另一方面可以使用较低的现场施工温度，同时有效抑制了施工过程刺激性气体的散发。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，说明本发明的具体实施方式。

本发明提出了一种用于沥青路面上面层的沥青，其包括如下组分：

基质沥青，75％～80％，例如可以是中国石油化工股份有限公司所提供的70#石油沥青，

橡胶：5％-6％，丁苯橡胶，例如可以是山东桥隆化工科技有限责任公司提供的型号为QL-1-2-5-6的丁苯橡胶粉，或者东莞市胜浩塑胶原料有限公司提供的牌号为SH-600的丁苯橡胶粉

树脂：5％-6％，聚氨酯树脂，例如可以是东莞市高盟新材料科技有限公司提供的货号S190聚氨酯颗粒产品，

偶联剂：2％-3％，乙烯基三甲氧基硅烷，例如曲阜晨光化工有限公司提供的产品，

填料：5％-6％，氟硅酸镁，例如可以是济南金华峰辉生物科技有限公司提供的货号78-6的氟硅酸镁产品，

表面侵蚀剂：1％-1.5％，乙醇胺，例如可使用茂名石化实华股份有限公司所生产的乙醇胺产品，

固硫氧化剂：1.5％-3％，溴化铵，例如可以是上海麦克林生化科技有限公司货号：A800316的溴化铵产品。

在现有技术中，通常使用SBS改性沥青来铺设沥青面层的上面层，正如背景技术所述，现有的高速公路沥青面层，通常上面层、中面层和下面层均采用相同沥青材料，因此并不能保障上面层的抗磨耗能力最优，此外，现有技术方案的缺陷是需要保障较高的沥青施工温度，通常在150度左右，且高温下沥青混合物中挥发的刺激性气体(通常是硫化物)难以避免，从而易造成环境污染，且对施工人员不利。

申请人通过实验和研究发现，通过添加特定的表面侵蚀剂、固硫氧化剂和填料，可有效提升沥青路面上面层的抗磨耗性能，同时，可有效降低橡胶和树脂材料的使用比例。

具体来说，本发明通过使用乙醇胺表面侵蚀剂，这样可在上面层与中面层之间形成一定的降解侵蚀，进一步降低有机基质的平整度，有利于不同面层形成牢固的结合；而且乙醇胺在沥青加热铺设过程中易于分解出气体，可形成蓬松多孔的结构，降低路面噪音，提高路面缓冲性能，提高行使舒适度。

通过添加溴化铵与基质沥青混合，可以氧化沥青中的含硫臭气物质，例如硫化氢等，从而避免路面铺设的臭气，同时释放的氨气与乙醇胺一样，可以达到固硫的效果。溴化铵本身非常稳定，在没有与基质沥青混合之前，本身并不分解，只有遇到含硫物质、吸收一定的水分、与酸性成分接触才能发生氧化降解，因此可以起到长效固硫效果，提高路面的耐久性和抗磨耗性能。

所使用的偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷，一方面利于基质沥青与填料氟硅酸镁的相互联结，同时可利于上面层和中面层之间的材料的相互联结。

所使用的填料氟硅酸镁一方面提供内支撑骨架结构，另一方面可有效提升上面层的硬化性能和防水性能。

本发明所提供的用于高速公路路面修复的沥青的制备方法可以是，

首先，按照比例将丁苯橡胶粉和聚氨酯树脂投入基质沥青，在150°-160°温度范围内搅拌30分钟后，通过胶体磨(可以是道威斯胶体磨)至少进行两次研磨。

之后，输送至搅拌罐，待温度降至95-110度后，按比例顺序投入氟硅酸镁、乙烯基三甲氧基硅烷、乙醇胺、溴化铵，保温，在转速130-160rpm下混合搅拌55-65分钟，

最后即可装车发往高速公路施工现场。

本发明所提供的用于沥青路面上面层的沥青，在六威高速六盘水北收费站300米试验段的实地验证中，与原沥青路面相比，有效提升了上面层抗磨耗能力。

在一个具体实施例中，本申请提供的用于沥青路面上面层的沥青，其包括如下组分：

基质沥青【70#石油沥青(中国石油化工股份有限公司)】，75％

橡胶：丁苯橡胶，6％

树脂：聚氨酯树脂，6％

偶联剂：乙烯基三甲氧基硅烷3％

填料：氟硅酸镁6％

表面侵蚀剂：乙醇胺1％

固硫氧化剂：溴化铵3％

按照前述制备方法制备后，各项指标检测结果如下

上述检测指标说明本实施例所提供的用于高速公路路面修复的沥青可有效满足贵州大部分地区的环境使用要求。

在另一个具体优选实施例中，本申请提供的用于沥青路面上面层的沥青，其包括如下组分：

基质沥青【70#石油沥青(中国石油化工股份有限公司)】，80％

橡胶：丁苯橡胶，5％

树脂：聚氨酯树脂，5％

偶联剂：乙烯基三甲氧基硅烷2％

填料：氟硅酸镁5％

表面侵蚀剂：乙醇胺1.5％

固硫氧化剂：溴化铵1.5％

按照前述制备方法制备后，各项指标检测结果如下

上述检测指标说明本实施例所提供的用于高速公路路面修复的沥青可有效满足贵州大部分地区的环境使用要求。

在另一个具体优选实施例中，本申请提供的用于沥青路面上面层的沥青，其包括如下组分：

基质沥青【70#石油沥青(中国石油化工股份有限公司)】，77％

橡胶：丁苯橡胶，5.5％

树脂：聚氨酯树脂，5.5％

偶联剂：乙烯基三甲氧基硅烷2.5％

填料：氟硅酸镁5.5％

表面侵蚀剂：乙醇胺1.5％

固硫氧化剂：溴化铵2.5％

按照前述制备方法制备后，在进行高速路路面裂缝填补后，各项指标检测结果如下

上述检测指标说明本实施例所提供的用于高速公路路面修复的沥青可有效满足贵州大部分地区的环境使用要求。

综上所述，本发明所提供的高速路沥青路面上面层的沥青的制备方法，其所制备的沥青在大大降低了橡胶和树脂材料使用量的情况下，一方面提升了上面层抗磨耗性能，另一方面可以使用较低的现场施工温度，同时有效抑制了施工过程刺激性气体的散发。

本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。