温拌剂及其制备方法、温拌沥青混合料及其制备方法与流程

1.本发明属于沥青材料技术领域，具体涉及温拌剂及其制备方法、温拌沥青混合料及其制备方法。


背景技术：

2.温拌沥青技术是一类拌合温度介于热拌沥青技术(150～180℃)和冷拌沥青技术(10～40℃)之间，性能达到(或接近)热拌沥青混合料的沥青混合节能新技术。温拌沥青技术通过添加温拌剂在保证相同路用性能及施工和易性的前提下，降低了沥青混合料的拌和温度，起到降低沥青混合料生产和摊铺过程中的能耗、减少烟尘及有害气体排放量的作用。
3.在传统工艺中，常用的温拌剂主要为有机降粘剂，通过在沥青混合料中添加有机降粘剂降低沥青的高温粘度，进而使得拌和温度降低。但有机降粘剂的添加，会在保证沥青混合料的高温性能的基础上会降低沥青混合料的低温性能。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种温拌剂及其制备方法，添加本发明提供的温拌剂，能够使沥青混合料兼具高温和低温性能。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.本发明提供了一种温拌剂，包括以下质量份数的组分：
7.橡胶10～25份；
8.橡胶油50～70份；
9.增塑剂5～10份；
10.石油树脂20～35份；
11.所述橡胶油包括环烷基石油系橡胶油和/或芳烃基石油系橡胶油。
12.优选的，所述温拌剂包括以下质量份数的组分：
13.橡胶12～23份；
14.橡胶油55～65份；
15.增塑剂6～9份；
16.石油树脂22～33份。
17.优选的，所述橡胶包括丁苯橡胶、聚醚橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和丁基橡胶中的一种或几种。
18.优选的，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯和/或癸二酸二丁酯。
19.优选的，所述石油树脂包括c5脂肪族石油树脂、c9芳香族石油树脂和dcpd脂环族石油树脂中的一种或几种。
20.本发明还提供了上述技术方案所述温拌剂的制备方法，包括以下步骤：
21.将橡胶、橡胶油、增塑剂和石油树脂混合，得到所述温拌剂。
22.优选的，所述混合的温度为140～160℃。
23.本发明还提供了一种温拌沥青混合料，包括基质沥青、集料和温拌剂；
24.所述温拌剂占基质沥青的质量百分含量为8％～14％；
25.所述集料占温拌沥青混合料的质量百分含量为94％～95％；
26.所述温拌剂为上述技术方案所述的温拌剂。
27.本发明还提供了上述技术方案所述温拌沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
28.将基质沥青、集料和温拌剂混合，得到所述温拌沥青混合料。
29.优选的，所述混合的温度为120～135℃。
30.本发明提供一种温拌剂，包括以下质量份数的组分：橡胶10～25份；橡胶油50～70份；增塑剂5～10份；石油树脂20～35份；所述橡胶油包括环烷基石油系橡胶油和/或芳烃基石油系橡胶油。本发明通过在温拌剂中添加环烷基石油系橡胶油和/或芳烃基石油系橡胶油，在和橡胶等其他组分的协同作用下，使得温拌剂在添加到沥青混合料中后，能够降低沥青混合料的粘度，使混合料的压实温度降低；同时能够在混合料中形成网状结构，增强沥青混合料的稳定性和延展性，进一步改善了沥青混合料的低温性能。
具体实施方式
31.本发明提供了一种温拌剂，包括以下质量份数的组分：
32.橡胶10～25份；
33.橡胶油50～70份；
34.增塑剂5～10份；
35.石油树脂20～35份；
36.所述橡胶油包括环烷基石油系橡胶油和/或芳烃基石油系橡胶油。
37.在本发明中，若无特殊说明，所有组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
38.以质量份数计，本发明所述温拌剂包括橡胶10～25份，优选为12～23份，更优选为15～20份。在本发明中，所述橡胶优选包括丁苯橡胶、聚醚橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和丁基橡胶中的一种或几种；当所述橡胶包括上述具体选择中的两种以上时，本发明对所述具体物质的比例没有特殊限定，采用任意比例混合均可。在本发明中，当所述橡胶为丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶或丁基橡胶时，所述橡胶优选为废旧的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶或丁基橡胶。
39.以所述橡胶的质量份数计，本发明所述温拌剂包括橡胶油50～70份，优选为55～65份，更优选为58～60份。在本发明中，所述橡胶油包括环烷基石油系橡胶油和/或芳烃基石油系橡胶油；当所述橡胶油包括环烷基石油系橡胶油和芳烃基石油系橡胶油时，本发明对两者的比例没有特殊限定，按照任意比例混合均可。在本发明的具体实施例中所述环烷基石油系橡胶油具体为茂名石化公司生产的yt-10橡胶油或新疆克拉玛依kn4010橡胶油；所述芳烃基石油系橡胶油具体为新疆克拉玛依ka8030芳烃基石油系橡胶油。在本发明中，所述橡胶油能够增强沥青的延展性，避免在低温下出现易开裂的缺陷，进一步提高沥青混合料的低温性能。
40.以所述橡胶的质量份数计，本发明所述温拌剂包括增塑剂5～10份，优选为6～9份，更优选为7～8份。在本发明中，所述增塑剂优选包括邻苯二甲酸二丁酯和/或癸二酸二丁酯；当所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和癸二酸二丁酯时，本发明对两者的比例没有特
殊限定，按照任意比例混合均可。在本发明中，所述增塑剂能够减弱石油树脂分子间的次价键，增加石油树脂分子键的移动性，降低石油树脂分子的结晶性，增加树脂的可塑性，使其柔韧性增强。
41.以所述橡胶的质量份数计，本发明所述温拌剂包括石油树脂20～35份，优选为22～33份，更优选为25～30份。在本发明中，所述石油树脂优选包括c5脂肪族石油树脂、c9芳香族石油树脂和dcpd脂环族石油树脂中的一种或几种；当所述石油树脂为上述具体选择中的两种以上时，本发明对所述具体物质的比例没有特殊限定，采用任意比例混合均可。在本发明的具体实施例中，所述石油树脂具体是濮阳市凯瑞德石油树脂有限公司生产的bt-x120 c5脂肪族石油树脂、bt-n120 c9芳香族石油树脂或bt-d110 dpcd脂环族石油树脂。在本发明中，所述石油树脂能够和橡胶以及橡胶油有机复合，提高沥青的水稳定性；同时石油树脂的加入，使得温拌剂在和集料混合后，能够和集料形成物理吸附的同时依靠其化学结构和集料进行化合反应，提高沥青和集料的黏附性，使所得到的沥青混合料具有优异的抗水损害性。
42.本发明还提供了上述技术方案所述温拌剂的制备方法，包括以下步骤：
43.将橡胶、橡胶油、增塑剂和石油树脂混合，得到所述温拌剂。
44.在本发明中，所述混合的过程优选为：将橡胶、橡胶油和增塑剂进行第一混合，得到第一混合物；
45.将所述第一混合物和石油树脂进行第二混合，得到所述温拌剂。
46.本发明将橡胶、橡胶油和增塑剂进行第一混合，得到第一混合物。
47.在本发明中，所述第一混合的温度优选为140～160℃，进一步优选为145～155℃，更优选为148～150℃；时间优选为40～60min，进一步优选为45～55min，更优选为48～50min。在本发明中，所述升温速率优选为2～3℃/min。在本发明中，所述第一混合优选在搅拌的条件下进行。在本发明中，所述搅拌的转速优选为200～250r/min，进一步优选为210～240r/min，更优选为220～230r/min。在本发明中，所述第一混合优选在高温高压反应釜中进行。
48.得到所述第一混合物后，本发明优选将所述第一混合物和石油树脂进行第二混合，得到所述温拌剂。
49.在本发明中，所述第二混合的过程优选为：将所述石油树脂加入到所述第一混合物中，进行第二混合，得到所述温拌剂。
50.在本发明中，所述第二混合的温度优选为140～160℃，进一步优选为145～155℃，更优选为148～150℃；时间优选为6～8h，进一步优选为6.5～7.5h，更优选为7h。在本发明中，所述第二混合优选在搅拌的条件下进行。在本发明中，所述搅拌的转速优选为250～450r/min，进一步优选为280～420r/min，更优选为300～400r/min。在本发明中，所述第二混合优选在高温高压反应釜中进行。在上述条件下进行第二混合能够进一步提高各组分的混合均匀性。
51.所述第二混合完成后，本发明还优选包括将得到的物料冷却至室温。本发明对所述冷却的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的即可。
52.在本发明中，所述温拌剂优选呈弹性凝胶状。
53.本发明还提供了一种温拌沥青混合料，包括基质沥青、集料和温拌剂；
54.所述温拌剂占基质沥青的质量百分含量为8％～14％；
55.所述集料占所述温拌沥青混合料的质量百分含量为94％～95％；
56.所述温拌剂为上述技术方案所述的温拌剂。
57.在本发明中，所述基质沥青优选包括70#沥青和/或90#沥青。
58.在本发明中，所述集料优选按照ac-10沥青混凝土或ac-13沥青混凝土中的集料进行配置。在本发明中，所述集料占所述温拌沥青混合料的质量百分含量优选为94％～95％，进一步优选为94.2％～94.8％，更优选为94.4％～94.6％。
59.在本发明中，所述温拌剂为上述技术方案所述的温拌剂，在此不再赘述。
60.在本发明中，所述温拌剂占基质沥青的质量百分含量优选为8～14％，进一步优选为9～13％，更优选为10～12％。
61.本发明还提供了上述技术方案所述温拌沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
62.将基质沥青、集料和温拌剂混合，得到所述温拌沥青混合料。
63.在本发明中，所述混合的温度为120～135℃，进一步优选为122～132℃，更优选为125～130℃。本发明对所述混合的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的即可。
64.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的温拌剂及其制备方法、温拌沥青混合料及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
65.实施例1
66.将8g邻苯二甲酸二丁酯、65g新疆克拉玛依ka8030芳烃基石油系橡胶油和20g丁苯橡胶加入高温高压反应釜中，以200r/min的转速搅拌40min，在搅拌的同时，以2℃/min的升温速率升温至140℃，得到第一混合物；
67.将25g bt-n120 c9芳香族石油树脂加入到第一混合物中，在140℃下，以250r/min的转速搅拌6h，然后冷却至室温，得到温拌剂；所述温拌剂呈弹性凝胶状；
68.将16g温拌剂、200g 70#基质沥青和3800gac-10沥青混凝土集料，在130℃下混合均匀，得到温拌沥青混合料。
69.实施例2
70.将8g癸二酸二丁酯、40g新疆克拉玛依kn4010橡胶油、20g新疆克拉玛依ka8030芳烃基石油系橡胶油和20g聚醚橡胶加入高温高压反应釜中，以250r/min的转速搅拌60min，在搅拌的同时，以3℃/min的升温速率升温至160℃，得到第一混合物；
71.将30g bt-n120 c9芳香族石油树脂加入到第一混合物中，在160℃下，以450r/min的转速搅拌8h，然后冷却至室温，得到温拌剂；所述温拌剂呈弹性凝胶状；
72.将10g温拌剂、100g 90#基质沥青和1900gac-10沥青混凝土集料，在130℃下混合均匀，得到温拌沥青混合料。
73.对比例1
74.将100g 70#基质沥青和1900gac-10沥青混凝土集料在160℃下混合均匀，得到沥青混合料。
75.对比例2
76.将100g 90#基质沥青和1900gac-10沥青混凝土集料在160℃下混合均匀，得到沥青混合料。
77.对比例3
78.将5g市售的smc温拌剂、100g 70#基质沥青和1900gac-10沥青混凝土集料在130℃下混合均匀，得到温拌沥青混合料。
79.对比例4
80.将3g市售的有机降粘温拌剂、100g 70#基质沥青和1900gac-10沥青混凝土集料在130℃下混合均匀，得到温拌沥青混合料。
81.对比例5
82.将5g市售的smc温拌剂、100g 90#基质沥青和1900gac-10沥青混凝土集料在130℃下混合均匀，得到温拌沥青混合料。
83.对比例6
84.将3g市售的有机降粘温拌剂、100g 90#基质沥青和1900gac-10沥青混凝土集料在130℃下混合均匀，得到温拌沥青混合料。
85.性能测试
86.测试例1
87.按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(jtge20-2011)，对实施例1得到的温拌剂进行性能测试，测试结果如表1所示。
88.表1实施例1得到的温拌剂性能测试结果
89.检测项目要求实施例1测试标准粘度/pa.s(100℃)≤1.20.3t0625-2011闪点/℃≥180220t0611-2011
90.测试例2
91.按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(jtge20-2011)，对实施例1～2和对比例1～6得到的温拌沥青混合料进行高温和低温性能测试，其中，高温性能测试结果如表2所示，低温性能测试结果如表3所示。
92.表2实施例1～2和对比例1～6得到的温拌沥青混合料高温性能测试结果
[0093] 动稳定度/次
·
mm-1 动稳定度/次
·
mm-1
实施例13284对比例32874实施例24888对比例43391对比例11918对比例54778对比例22042对比例64742
[0094]
从表2可以看出：从动稳定度的角度来看，本发明得到的温拌剂和市售的温拌剂，相对于基础沥青混合料的变化幅度相近，说明添加本发明提供的温拌剂所得到的沥青混合料的高温性能和市售的温拌剂相当。
[0095]
表3实施例1～2和对比例1～6得到的温拌沥青混合料低温性能测试结果
[0096]
[0097][0098]
从表3可以看出：从弯拉应变的角度来看，添加本发明提供的温拌剂所得到的沥青混合料相对于添加市售的温拌剂得到的沥青混合料来说，具有更高的弯拉应变，表明添加本发明提供的温拌剂所得到的沥青混合料的低温性能更优异。
[0099]
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。