1.本发明涉及一种高强度高粘性沥青及其制备方法，属于建筑混凝土制备技术领域。
背景技术：
2.沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高粘度有机液体的一种，呈液态，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种，其中，煤焦沥青是炼焦的副产品；石油沥青是原油蒸馏后的残渣；天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。
3.近年来，透水沥青路面以其良好的排水、降噪、抗滑等路用性能，在北京、上海、深圳等多个城市的主干道、快速路上得到广泛应用。为保证透水沥青混合料具有较好的高温抗车辙性能、耐久性及抗飞散性能，需采用高粘改性沥青作为胶结料。然而现有的技术中，对于沥青的粘性和力学强度提高有限。
4.有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种高强度高粘性沥青及其制备方法，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现要素：
5.本发明主要解决的技术问题，针对目前沥青中各成分之间粘结作用的耐水、耐气体侵蚀能力较差、防腐性能不佳的缺陷，为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高强度高粘性沥青及其制备方法。
6.高强度高粘性沥青的制备：将沥青加热至200～220℃直至沥青全部熔融，将熔融的沥青投入盛样器中，盛样器温度保持于200～220℃，向盛样器中投入自制助黏剂，恒温条件下搅拌2～3h，搅拌后将盛样器温度降低至室温，温度下降后恒温静置5～6h，即得高强度高粘性沥青；（1）自制助黏剂的制备：将有机反应产物与氯化铁溶液投入反应釜中混合搅拌12～14h制得改性浆液，将改性浆液投入旋转蒸发仪中浓缩直至产物质量恒定，浓缩后投入蒸汽反应炉中，向炉内输送温度为300～350℃的水蒸气恒温反应3～4h制得自制助黏剂；（2）有机反应产物的制备：将预制混合液投入旋转蒸发仪中，在转速为240～300r/min和温度为70～90℃的条件下浓缩直至产物质量恒定制得浓缩产物，将浓缩产物投入温度为60～70℃的烘箱中干燥5～6h，干燥后投入行星球磨机中研磨，过200目筛得到有机反应产物；（3）预制混合液的制备：将改性混合液投入离心分离机中，离心分离去除液体，用温度为45～50℃的水浸泡分离得到的固体后再次投入离心分离机中，离心去除液体，反复3～4次得到有机固体产
物，将二氧己烷和蒸馏水混合均匀制得有机分散液，将有机分散液浸泡固体产物混合均匀制得预制混合液；（4）改性混合液的制备：将碱性混合物投入反应釜中，向反应釜中滴加盐酸调节ph值，用搅拌器以500～600r/min的转速搅拌40～50min制得酸性混合液，向反应釜中滴加柠檬酸溶液，混合搅拌10～12h制得改性混合液；（5）碱性混合物的制备：将芦苇杆与稻秸秆投入碾压机碾压得到混合粉末，将混合粉末与质量分数为8～10%的氢氧化钠溶液投入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于水浴温度为95～100℃的水浴锅中，恒温条件下用搅拌器以200～240r/min的转速搅拌3～4h制得碱性混合物。
7.进一步的，其特征在于：所述步骤（1）中，向盛样器中投入的自制助黏剂的质量为沥青质量的5～7%。
8.进一步的，其特征在于：所述步骤（2）中，有机反应产物与氯化铁溶液的质量比为1:10，氯化铁溶液的质量分数为3～5%。
9.进一步的，其特征在于：所述步骤（4）中，二氧己烷和蒸馏水的质量比为10：1。
10.进一步的，其特征在于：所述步骤（5）中，向反应釜中滴加的盐酸的质量分数为3～5%。
11.进一步的，其特征在于：所述步骤（5）中，滴加盐酸调节ph值为3～4。
12.进一步的，其特征在于：所述步骤（5）中，向反应釜中滴加柠檬酸溶液的质量为酸性混合液质量的10～12%，柠檬酸溶液的质量分数为3～5%。
13.进一步的，其特征在于：所述步骤（6）中，芦苇杆与稻秸秆的质量比为5:1，混合粉末与质量分数为8～10%的氢氧化钠溶液的质量比为1:10。
14.借由上述方案，本发明至少具有以下优点：（1）本发明首先将芦苇秆与稻秸秆混合碾压，碾压后与碱液混合进行高温反应，反应后滴加盐酸反应，再滴加柠檬酸溶液反应制得改性混合液，随后将改性混合液进行离心处理得到有机固体产物，再将有机固体产物与二氧己烷与水的混合液混合均匀制得预制混合液，将预制混合液浓缩、干燥研磨制得有机反应产物，再将有机反应产物与氯化铁溶液混合反应，反应后浓缩，浓缩后高温水蒸气处理制得自制助黏剂，最后将自制助黏剂投入熔融沥青中混合搅拌，冷却凝固后即得高强度高粘性沥青，本发明将芦苇秆和稻秸秆为原料，将其与热碱与盐酸反应，溶解秸秆中含有的纤维素、有机纤维等成分，提取其中的木质素，木质素粘结纤维素、有机纤维，利用其中含有的羧基、羟基等官能团，生成氢键吸附以及其它化学键合力等作用粘结沥青中各个成分，从而增加沥青中各成分之间的粘性，并利用柠檬酸对有机成分进行改性，在木质素、纤维素以及有机纤维上增加羧基数量，进一步增强对沥青的粘结作用。
15.本发明利用高温蒸汽对有机成分进行进一步的分解，使秸秆中的有机成分分解程度增加，进一步提高木质素、纤维素等成分，增加木质素、纤维素含量有利于提高沥青中各成分之间的粘结程度，同时引入铁元素，使铁离子分散于木质素成分中，从而木质素成分在与沥青搅拌的过程中，搅拌过程中温度较高，木质素、纤维素等成分炭化，炭化过程中生成共价键，铁离子生成金属氧化物分散于沥青中，从而进一步提高沥青中各成分之间的粘结
作用，同时增强沥青的强度，提高沥青的抗压性能，沥青中各成分之间粘结作用增强，各成分之间缝隙减少，有利于提高沥青的防水性能，具有广阔的引用前景。
16.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
17.下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
18.将芦苇杆与稻秸秆按质量比为5:1投入碾压机碾压得到混合粉末，将混合粉末与质量分数为8～10%的氢氧化钠溶液按质量比为1:10投入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于水浴温度为95～100℃的水浴锅中，恒温条件下用搅拌器以200～240r/min的转速搅拌3～4h制得碱性混合物；将上述碱性混合物投入反应釜中，向反应釜中滴加质量分数为3～5%的盐酸调节ph值至3～4，用搅拌器以500～600r/min的转速搅拌40～50min制得酸性混合液，向反应釜中滴加酸性混合液质量10～12%的质量分数为3～5%的柠檬酸溶液，混合搅拌10～12h制得改性混合液；将上述改性混合液投入离心分离机中，离心分离去除液体，用温度为45～50℃的水浸泡分离得到的固体后再次投入离心分离机中，离心去除液体，反复3～4次得到有机固体产物，将二氧己烷和蒸馏水按质量比为10：1混合均匀制得有机分散液，将有机分散液浸泡固体产物混合均匀制得预制混合液；将上述预制混合液投入旋转蒸发仪中，在转速为240～300r/min和温度为70～90℃的条件下浓缩直至产物质量恒定制得浓缩产物，将浓缩产物投入温度为60～70℃的烘箱中干燥5～6h，干燥后投入行星球磨机中研磨，过200目筛得到有机反应产物；将上述有机反应产物与质量分数为3～5%的氯化铁溶液按质量比为1:10投入反应釜中混合搅拌12～14h制得改性浆液，将改性浆液投入旋转蒸发仪中浓缩直至产物质量恒定，浓缩后投入蒸汽反应炉中，向炉内输送温度为300～350℃的水蒸气恒温反应3～4h制得自制助黏剂；将沥青加热至200～220℃直至沥青全部熔融，将熔融的沥青投入盛样器中，盛样器温度保持于200～220℃，向盛样器中投入沥青质量5～7%的上述自制助黏剂，恒温条件下搅拌2～3h，搅拌后将盛样器温度降低至室温，温度下降后恒温静置5～6h，即得高强度高粘性沥青。
19.实例1将芦苇杆与稻秸秆按质量比为5:1投入碾压机碾压得到混合粉末，将混合粉末与质量分数为8%的氢氧化钠溶液按质量比为1:10投入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于水浴温度为95℃的水浴锅中，恒温条件下用搅拌器以200r/min的转速搅拌3h制得碱性混合物；将上述碱性混合物投入反应釜中，向反应釜中滴加质量分数为3%的盐酸调节ph值至3，用搅拌器以500r/min的转速搅拌40min制得酸性混合液，向反应釜中滴加酸性混合液质量10%的质量分数为3%的柠檬酸溶液，混合搅拌10h制得改性混合液；将上述改性混合液投入离心分离机中，离心分离去除液体，用温度为45℃的水浸泡分离得到的固体后再次投入离心分离机中，离心去除液体，反复3次得到有机固体产物，将二氧己烷和蒸馏水按质量比为10：1混合均匀制得有机分散液，将有机分散液浸泡固体产物混合均匀制得预制混合液；将上述预制混合液投入旋转蒸发仪中，在转速为240r/min和温度为70℃的条件下浓缩直至产物质量恒定制得浓缩产物，将浓缩产物投入温度为60℃的烘箱中干燥5h，干燥后投入行星球磨机中研磨，
过200目筛得到有机反应产物；将上述有机反应产物与质量分数为3%的氯化铁溶液按质量比为1:10投入反应釜中混合搅拌12h制得改性浆液，将改性浆液投入旋转蒸发仪中浓缩直至产物质量恒定，浓缩后投入蒸汽反应炉中，向炉内输送温度为300℃的水蒸气恒温反应3h制得自制助黏剂；将沥青加热至200℃直至沥青全部熔融，将熔融的沥青投入盛样器中，盛样器温度保持于200℃，向盛样器中投入沥青质量5%的上述自制助黏剂，恒温条件下搅拌2h，搅拌后将盛样器温度降低至室温，温度下降后恒温静置5h，即得高强度高粘性沥青。
20.实例2将芦苇杆与稻秸秆按质量比为5:1投入碾压机碾压得到混合粉末，将混合粉末与质量分数为9%的氢氧化钠溶液按质量比为1:10投入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于水浴温度为97℃的水浴锅中，恒温条件下用搅拌器以220r/min的转速搅拌3h制得碱性混合物；将上述碱性混合物投入反应釜中，向反应釜中滴加质量分数为4%的盐酸调节ph值至3，用搅拌器以550r/min的转速搅拌45min制得酸性混合液，向反应釜中滴加酸性混合液质量11%的质量分数为4%的柠檬酸溶液，混合搅拌11h制得改性混合液；将上述改性混合液投入离心分离机中，离心分离去除液体，用温度为47℃的水浸泡分离得到的固体后再次投入离心分离机中，离心去除液体，反复3次得到有机固体产物，将二氧己烷和蒸馏水按质量比为10：1混合均匀制得有机分散液，将有机分散液浸泡固体产物混合均匀制得预制混合液；将上述预制混合液投入旋转蒸发仪中，在转速为270r/min和温度为80℃的条件下浓缩直至产物质量恒定制得浓缩产物，将浓缩产物投入温度为65℃的烘箱中干燥5h，干燥后投入行星球磨机中研磨，过200目筛得到有机反应产物；将上述有机反应产物与质量分数为4%的氯化铁溶液按质量比为1:10投入反应釜中混合搅拌13h制得改性浆液，将改性浆液投入旋转蒸发仪中浓缩直至产物质量恒定，浓缩后投入蒸汽反应炉中，向炉内输送温度为320℃的水蒸气恒温反应3h制得自制助黏剂；将沥青加热至210℃直至沥青全部熔融，将熔融的沥青投入盛样器中，盛样器温度保持于210℃，向盛样器中投入沥青质量6%的上述自制助黏剂，恒温条件下搅拌2h，搅拌后将盛样器温度降低至室温，温度下降后恒温静置5h，即得高强度高粘性沥青。
21.实例3将芦苇杆与稻秸秆按质量比为5:1投入碾压机碾压得到混合粉末，将混合粉末与质量分数为10%的氢氧化钠溶液按质量比为1:10投入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于水浴温度为100℃ 的水浴锅中，恒温条件下用搅拌器以240r/min的转速搅拌4h制得碱性混合物；将上述碱性混合物投入反应釜中，向反应釜中滴加质量分数为5%的盐酸调节ph值至4，用搅拌器以600r/min的转速搅拌50min制得酸性混合液，向反应釜中滴加酸性混合液质量12%的质量分数为5%的柠檬酸溶液，混合搅拌12h制得改性混合液；将上述改性混合液投入离心分离机中，离心分离去除液体，用温度为50℃的水浸泡分离得到的固体后再次投入离心分离机中，离心去除液体，反复4次得到有机固体产物，将二氧己烷和蒸馏水按质量比为10：1混合均匀制得有机分散液，将有机分散液浸泡固体产物混合均匀制得预制混合液；将上述预制混合液投入旋转蒸发仪中，在转速为300r/min和温度为90℃的条件下浓缩直至产物质量恒定制得浓缩产物，将浓缩产物投入温度为70℃的烘箱中干燥6h，干燥后投入行星球磨机中研磨，过200目筛得到有机反应产物；将上述有机反应产物与质量分数为5%的氯化铁溶液按质量比为1:10投入反应釜中混合搅拌14h制得改性浆液，将改性浆液投入旋转蒸发仪中浓缩直至产物质量恒定，浓缩后投入蒸汽反应炉中，向炉内输送温度为350℃的水蒸气恒温
反应4h制得自制助黏剂；将沥青加热至220℃直至沥青全部熔融，将熔融的沥青投入盛样器中，盛样器温度保持于220℃，向盛样器中投入沥青质量7%的上述自制助黏剂，恒温条件下搅拌3h，搅拌后将盛样器温度降低至室温，温度下降后恒温静置6h，即得高强度高粘性沥青。
22.对比例以江苏省某公司生产的粘性沥青作为对比例对本发明制得的高强度高粘性沥青和对比例中的粘性沥青进行性能检测，检测结果如表1所示；检测方法：以试验规程《t0604
‑
2011》对各实例与对比例进行针入度试验，试验次数要求不小于50次；以试验规程《t0624
‑
2011》对各实例与对比例进行韧性试验，试验次数要求不小于20次；以试验规程《t0625
‑
2011》对各实例与对比例进行60℃运动粘度试验，试验次数要求不小于20000次；以试验规程《t0620
‑
2011》对各实例与对比例进行135℃运动粘度试验，试验次数要求不小于10次；检测项目实例1实例2实例3对比例针入度（25℃、100g、5s）/0.1mm39.138.237.746.7韧性（n*m）23.223.324.120.260℃运动粘度试验（pa*s）117055117690118003110009135℃运动粘度试验（pa*s）2.482.512.662.02由上表中检测数据可以看出，本发明的实例1
‑
3的针入度在同等条件下明显小于对比例，因此表明本发明所生产的沥青力学性能优异，孔隙少，强度高，缝隙少也能提高部分防水性能，同时通过测试韧性高于对比例，因此本发明所产生的沥青具有良好的力学性能和韧性，本发明通过运动粘度测试证明实例1
‑
3的粘度在各温度条件下都具有优异的粘度。
23.以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。