专利名称：一种表干时间短的沥青路面功能修复剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于一种沥青材料组合物及其制备方法，更具体地说是属于一种沥青路面功能修复剂及其制备方法。
背景技术：
沥青路面在使用过程中，由于车辆的行驶、维护设备的运行和环境影响对路面造成磨损，如车轮的碾压、维护车辆的钢刷、汽车废气、热循环和紫外线照射、雨水等因素使沥青路面容易产生老化。主要表现为路面沥青失去了原有的粘韧性及对骨料的粘结性，造成路面出现裂缝、渗水、坑槽等破坏现象，最终导致路面结构损坏，使沥青路面使用寿命缩短。若能在沥青路面使用2～3年时或路面出现轻微裂缝而路面结构未遭到破坏时就对路面及时进行维护处理，使沥青的粘结性、粘韧性功能得到修复，不仅可以大大延长路面的使用寿命，而且可节省路面长期的运行成本。
由于沥青老化，沥青与骨料的粘结性变差，从而导致路面结构的破坏。因此在使其功能修复时需加入一定的功能修复剂，使沥青的针入度增大、软化点降低、延度增大，从而保证沥青的粘结性和粘韧性功能得到恢复。用于恢复旧沥青混合料中沥青路面功能的修复剂，可以是软沥青、乳化沥青或乳化改性沥青等材料。例如US4,549,834提出了将高胶质含量的新沥青胶结料用于再生旧沥青路面的沥青再生组合物及其制备工艺，其优点是可以提高沥青粘结料的延伸度和针入度，使路面抗损坏能力提高。沥青再生组合物由石油渣油经两段溶剂脱沥青分离得到的脱沥青油、胶质和脱油沥青调配得到，调配比例为30～50重％脱沥青油、40～60重％胶质和3～20重％脱油沥青，最优化的比例为34重％脱沥青油、59重％胶质和7重％脱油沥青。使用时将5～10重％沥青再生组合物与95～90重％的集料混合制成新沥青混合料，然后将50重％的旧沥青混合料和50重％新沥青混合料混合均匀后，即可用于铺筑沥青路面。沥青再生组合物也可进一步制成沥青乳化液使用。
EP0810277提出了一种向加热的回收沥青混合料中加入1～3重％水泥和1～3重％沥青或沥青乳化液来再生旧沥青路面的方法，其优点是可以改善路面的抗疲劳和抗车辙能力。
US4,373,961提出用5～40重％的针入度低于25dmm(1dmm＝0.1mm，下同)硬沥青和针入度60～300dmm的道路沥青调和得到针入度为10～50dmm、软化点为54.4～71.1℃的沥青，再进一步制备成水含量不小于35重％的水包油型的沥青乳化液，用于旧沥青路面的再生。使用时用2.5～15重％的沥青乳化液直接和破碎的旧沥青路面材料混合制得铺路混合料。
上述专利所提出的旧沥青路面再生剂，由于受再生剂自身渗透性的限制，在使用时均需要将原沥青路面结构进行破坏，对回收的沥青混合料进行粉碎，将再生剂与破碎的旧沥青混合料搅拌后重新施工。这不仅需要消耗大量的人力物力，而且所需的关闭交通的时间较长，不符合当今交通运输发展的要求。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种表干时间短的沥青路面功能修复剂。
本发明的另一个目的是提供一种表干时间短的沥青路面功能修复剂的制备方法。
本发明提供的表干时间短的沥青路面功能修复剂，其组成为硬沥青粉10～35重％，蒽油与轻油的混合油65～80.0重％，和丁苯胶乳0.1～10重％。
所述的硬沥青粉是选自天然沥青、溶剂脱沥青的脱油沥青、减压渣油、热转化渣油之中的一种或一种以上的混合物，其软化点不低于75℃。
所述的蒽油为经煤焦油提炼而成的黑色油状液体，其20℃密度不小于1.0g/cm3，甲苯不溶物不大于0.15重％。
所述的轻油是原油在石油炼制过程中生产的馏程在170～360℃范围内产品之中的一种或一种以上的混合物。
蒽油与轻油的混合油中蒽油和轻油的重量比为1∶1～1∶4。
本发明提供的表干时间短的沥青路面功能修复剂的制备方法为将10～35重％的硬沥青粉、65～80.0重％的蒽油与轻油的混合油、0.1～10重％的丁苯胶乳在65～150℃下混合，在机械搅拌或剪切下反应10～120分钟。
本发明提供的沥青路面功能修复剂具有如下特点①渗透性强，能够渗透到沥青表层，将原有沥青软化并与之结合成一体，成为沥青层整体的一部分，从而降低面层沥青的硬化和脆性程度，恢复沥青的活性，增加沥青路面的柔韧性和弹性；②粘度小，常温下为流动的液体，易于喷洒施工。对于路面结构完好，由于表面老化造成道路轻度和中度损坏的沥青路面，在使用道路沥青路面功能修复剂进行维护处理时，不需要改变沥青路面的表面结构，施工简单；③表干时间短，喷洒后1～2小时内路面即可达到通车要求，可快速恢复通车。
具体实施例方式
本发明提供的表干时间短的沥青路面功能修复剂，其组成为硬沥青粉10～35重％优选18～30重％，蒽油与轻油的混合油65～80.0重％优选68～75重％，和丁苯胶乳0.1～10重％优选2～7重％。
上述组分的计算基准均为沥青路面功能修复剂组合物。
本发明所用的硬沥青粉是选自天然沥青、溶剂脱沥青的脱油沥青、减压渣油、热转化渣油之中的一种或一种以上的混合物，其软化点不低于75℃。
本发明所用的蒽油为经煤焦油提炼而成的黑色油状液体，其20℃密度不小于1.0g/cm3，甲苯不溶物不大于0.15重％。
本发明所用的轻油是原油在石油炼制过程中生产的馏程在170～360℃范围内产品之中的一种或一种以上的混合物。
蒽油与轻油的混合油中蒽油和轻油的重量比为1∶1～1∶4。
本发明提供的表干时间短的沥青路面功能修复剂，其制备方法工艺简单，不需要特殊的设备。该方法具体如下将10～35重％优选18～30重％的硬沥青粉、65～80.0重％优选68～75重％的蒽油与轻油的混合油、0.1～10重％优选2～7重％的丁苯胶乳在65～150℃优选80～100℃下混合，在机械搅拌或剪切下反应10～120分钟优选30～80分钟。
本发明提供的表干时间短的沥青路面功能修复剂用量少，每平方米的旧沥青路面仅需0.1～0.3kg。
本发明提供的表干时间短的沥青路面功能修复剂粘度小，施工简单，使用时只需喷洒设备即可。
本发明提供的表干时间短的沥青路面功能修复剂具有渗透性强的特点，能够渗透到沥青表层，将原有沥青软化并与之结合成一体，成为沥青层整体的一部分，从而降低面层沥青的硬化和脆性程度，恢复沥青的活性，增加沥青路面的柔韧性和弹性。对于路面结构完好，由于表面老化造成道路轻度和中度损坏的沥青路面，在使用表干时间短的道路沥青路面功能修复剂进行维护处理时，不需要改变沥青路面的表面结构，施工简单，只需喷洒设备。
本发明提供的表干时间短的沥青路面功能修复剂，喷洒后1～2小时内路面即可达到通车要求，所需关闭交通的时间短，可快速恢复通车。
下面结合实施例对本发明提供的表干时间短的沥青路面功能修复剂及其制备方法予以进一步说明，但并不因此而限制本发明。
本发明所用沥青粉的性质如表1所示，所用的柴油和蒽油的馏程如表2所示，所用旧沥青混合料的马歇尔试件由北京市公路局中心实验室提供，按照我国交通部施工规范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的沥青，回收沥青的性质如表3所示。所用的加工沥青粉的粉碎机为北京市塑料机械厂生产的高速混合机，所用的机械搅拌设备为德国IKA公司生产的EURO ST型电动搅拌器。
实施例1～3是不同组成的表干时间短的沥青路面功能修复剂的制备及产品的性质，实验结果如表4所示。
实施例4～6是表干时间短的沥青路面功能修复剂喷洒在A旧沥青混合料试件上的表干时间及对A中沥青路面功能修复后的性质，实验结果如表5所示。
实施例7～9是表干时间短的沥青路面功能修复剂喷洒在B旧沥青混合料试件上的表干时间及对B中沥青路面功能修复后的性质，实验结果如表6所示。
对比例1～3是没有加入柴油的沥青粉、蒽油和丁苯胶乳的混合物喷洒在旧沥青混合料试件上的表干时间及对其中沥青性质的影响，实验结果如表7所示。
实施例1本实施例说明用天然沥青粉制备表干时间短的沥青路面功能修复剂的情况。
将47.5g天然沥青粉、47.5g蒽油(市售，下同)、95g催化柴油、10g丁苯胶乳(市售，下同)，控制加热温度在135℃，用德国IKA公司生产的EURO ST型电动搅拌器搅拌，转速为200转/分钟，反应20分钟后，制得表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-1。试验结果如表4所示。
实施例2本实施例说明用溶剂脱油沥青制备表干时间短的沥青路面功能修复剂的情况。
将49g溶剂脱油沥青粉、47g蒽油、94g催化柴油、10g浓度为45％的丁苯胶乳，控制加热温度在100℃，用德国IKA公司生产的EURO ST型电动搅拌器搅拌，转速为200转/分钟，反应60分钟后，制得表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-2。试验结果如表4所示。
实施例3本实施例说明用减压渣油制备表干时间短的沥青路面功能修复剂的情况。
将50.5g减压渣油沥青粉、46.5g蒽油、93g催化柴油、10g浓度为45％的丁苯胶乳，控制加热温度在80℃，用德国IKA公司生产的EURO ST型电动搅拌器搅拌，转速为200转/分钟，反应110分钟后，制得表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-3。试验结果如表4所示。
实施例4本实施例说明表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-1喷洒在旧沥青混合料A上的表干时间及对A中沥青路面功能的修复情况。
将1.8g表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-1均匀喷洒在面积为80cm2的回收马歇尔试件的表面，每10分钟检测一次，至马歇尔试件表面达到表干，并将此时间记为表干时间。沥青试件达到表干后，按照交通部施工规范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的沥青ATAR1，并对该回收沥青进行简单的性质测定，试验结果如表5所示。回收沥青A用TAR1进行功能修复后，针入度由原来的47dmm增大到84dmm，软化点由原来的51.7℃降低到47.5℃，15℃延度由原来的39cm增大到＞150cm，功能修复后沥青的性质能够满足GB/T15180-2000中对未老化沥青三大性能指标的要求。
实施例5本实施例说明表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-2喷洒在旧沥青混合料A上的表干时间及对A中沥青路面功能的修复情况。
将1.8g表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-2均匀喷洒在面积为80cm2的回收马歇尔试件的表面，每10分钟检测一次，至马歇尔试件表面达到表干，并将此时间记为表干时间。沥青试件达到表干后，按照交通部施工规范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的沥青ATAR2，并对该回收沥青进行简单的性质测定，试验结果如表5所示。回收沥青A用TAR2进行功能修复后，针入度由原来的47dmm增大到88dmm，软化点由原来的51.7℃降低到47.1℃，15℃延度由原来的39cm增大到＞150cm，功能修复后沥青的性质能够满足GB/T15180-2000中对未老化沥青三大性能指标的要求。
实施例6本实施例说明表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-3喷洒在旧沥青混合料A上的表干时间及对A中沥青路面功能的修复情况。
将1.8g表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-3均匀喷洒在面积为80cm2的回收马歇尔试件的表面，每10分钟检测一次，至马歇尔试件表面达到表干，并将此时间记为表干时间。沥青试件达到表干后，按照交通部施工规范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的沥青ATAR3，并对该回收沥青进行简单的性质测定，试验结果如表5所示。回收沥青A用TAR3进行功能修复后，针入度由原来的47dmm增大到94dmm，软化点由原来的51.7℃降低到46.7℃，15℃延度由原来的39cm增大到＞150cm，功能修复后沥青的性质能够满足GB/T15180-2000中对未老化沥青三大性能指标的要求。
实施例7本实施例说明表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-1喷洒在旧沥青混合料B上的表干时间及对B中沥青路面功能的修复情况。
将1.8g表干时间短的沥青路面功能修复剂均匀喷洒在面积为80cm2的回收马歇尔试件的表面，每10分钟检测一次，至马歇尔试件表面达到表干，并将此时间记为表干时间。沥青试件达到表干后，按照交通部施工规范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的沥青BTAR1，并对该回收沥青进行简单的性质测定，试验结果如表6所示。回收沥青B用TAR1进行功能修复后，针入度由原来的39dmm增大到77dmm，软化点由原来的52.3℃降低到48.7℃，15℃延度由原来的31cm增大到＞150cm，功能修复后沥青的性质能够满足GB/T15180-2000中对未老化沥青三大性能指标的要求。
实施例8本实施例说明表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-2喷洒在旧沥青混合料B上的表干时间及对B中沥青路面功能的修复情况。
将1.8g表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-2均匀喷洒在面积为80cm2的回收马歇尔试件的表面，每10分钟检测一次，至马歇尔试件表面达到表干，并将此时间记为表干时间。沥青试件达到表干后，按照交通部施工规范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的沥青BTAR2，并对该回收沥青进行简单的性质测定，试验结果如表6所示。回收沥青B用TAR2进行功能修复后，针入度由原来的39dmm增大到83dmm，软化点由原来的52.3℃降低到48.1℃，15℃延度由原来的31cm增大到＞150cm，功能修复后沥青的性质能够满足GB/T15180-2000中对未老化沥青三大性能指标的要求。
实施例9本实施例说明表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-3喷洒在旧沥青混合料B上的表干时间及对B中沥青路面功能的修复情况。
将1.8g表干时间短的沥青路面功能修复剂TAR-3均匀喷洒在面积为80cm2的回收马歇尔试件的表面，每10分钟检测一次，至马歇尔试件表面达到表干，并将此时间记为表干时间。沥青试件达到表干后，按照交通部施工规范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的沥青BTAR3，并对该回收沥青进行简单的性质测定，试验结果如表6所示。回收沥青B用TAR3进行功能修复后，针入度由原来的39dmm增大到83dmm，软化点由原来的52.3℃降低到48.1℃，15℃延度由原来的31cm增大到＞150cm，功能修复后沥青的性质能够满足GB/T15180-2000中对未老化沥青三大性能指标的要求。
对比例1与实施例1、实施例4相比，对比例1中没有加入柴油。
将90.5g蒽油、90.5g天然沥青粉、19.0g丁苯胶乳，控制加热温度在95℃，用德国IKA公司生产的EURO ST型电动搅拌器搅拌，转速为200转/分钟，反应1.5小时后，制得沥青组合物AR1。将1.8g AR1均匀喷洒在面积为80cm2的回收马歇尔试件的表面，每10分钟检测一次，至马歇尔试件表面达到表干，并将此时间记为表干时间，试验结果见表7。由表7中的数据可以看出，没有加入柴油的沥青组合物AR1在混合料马歇尔时间上的表干时间较TAR1的表干时间大大地增长，并且其回收沥青的性质达不到GB/T15180-2000标准中的技术要求。
对比例2与实施例2、实施例5相比，对比例2中没有加入柴油。
将88.7g蒽油、92.5g溶剂脱油沥青粉、18.8g丁苯胶乳，控制加热温度在95℃，用德国IKA公司生产的EURO ST型电动搅拌器搅拌，转速为200转/分钟，反应1.5小时后，制得沥青组合物AR2。将1.8g AR2均匀喷洒在面积为80cm2的回收马歇尔试件的表面，每10分钟检测一次，至马歇尔试件表面达到表干，并将此时间记为表干时间，试验结果见表7。由表7中的数据可以看出，没有加入柴油的沥青组合物AR2在混合料马歇尔时间上的表干时间较TAR2的表干时间大大地增长，并且其回收沥青的性质达不到GB/T15180-2000标准中的技术要求。
对比例3与实施例3、实施例6相比，对比例3中没有加入柴油。
将86.9g蒽油、94.4g减压渣油硬沥青粉、18.7g丁苯胶乳，控制加热温度在90℃，用德国IKA公司生产的EURO ST型电动搅拌器搅拌，转速为200转/分钟，反应1.0小时后，制得沥青组合物AR3。将1.8g AR3均匀喷洒在面积为80cm2的回收马歇尔试件的表面，每10分钟检测一次，至马歇尔试件表面达到表干，并将此时间记为表干时间，试验结果见表7。由表7中的数据可以看出，没有加入柴油的沥青组合物AR3在混合料马歇尔时间上的表干时间较TAR3的表干时间大大地增长，并且其回收沥青的性质达不到GB/T15180-2000标准中的技术要求。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
权利要求
1.一种表干时间短的沥青路面功能修复剂，其特征在于该沥青路面功能修复剂组成为硬沥青粉10～35重％，蒽油与轻油的混合油65～80.0重％，和丁苯胶乳0.1～10重％。
2.按照权利要求1的沥青路面功能修复剂，其特征在于所述沥青路面功能修复剂组成为硬沥青粉18～30重％，蒽油与轻油的混合油68～75重％，和丁苯胶乳2～7重％。
3.按照权利要求1的沥青路面功能修复剂，其特征在于所述的硬沥青粉是选自天然沥青、溶剂脱沥青的脱油沥青、减压渣油、热转化渣油之中的一种或一种以上的混合物，其软化点不低于75℃。
4.按照权利要求1的沥青路面功能修复剂，其特征在于所述的蒽油为经煤焦油提炼而成的黑色油状液体。
5.按照权利要求1的沥青路面功能修复剂，其特征在于所述的轻油是原油在石油炼制过程中生产的馏程在170～360℃范围内产品之中的一种或一种以上的混合物。
6.按照权利要求1、2、4、5中之一的沥青路面功能修复剂，其特征在于蒽油与轻油的混合油中蒽油和轻油的重量比为1∶1～1∶4。
7.一种权利要求1所述的沥青路面功能修复剂的制备方法，其特征在于将10～35重％的硬沥青粉、65～80.0重％的蒽油与轻油的混合油、0.1～10重％的丁苯胶乳在65～150℃下混合，在机械搅拌或剪切下反应10～120分钟。
8.按照权利要求7的方法，其特征在于将18～30重％的硬沥青粉、68～75重％的蒽油与轻油的混合油、2～7重％的丁苯胶乳在80～100℃下混合，在机械搅拌或剪切下反应30～80分钟。
全文摘要
一种表干时间短的沥青路面功能修复剂，其组成为硬沥青粉10～35重％、蒽油与轻油的混合油65～80.0重％、丁苯胶乳0.1～10重％。将10～35重％的硬沥青粉、65～80.0重％的蒽油与轻油的混合油、0.1～10重％的丁苯胶乳在65～150℃下混合，在机械搅拌或剪切下反应10～120分钟。该沥青路面功能修复剂具有渗透性强、粘度小、表干时间短的特点，喷洒后1～2小时内路面即可达到通车要求，可快速恢复通车。
文档编号C08L9/06GK1939976SQ200510105439
公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月28日 优先权日2005年9月28日
发明者王翠红, 王子军, 佘玉成, 罗爱兰, 龙军 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院