专利名称：一种相变沥青路面材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及相变沥青路面材料的制备方法。 技术背景沥青混凝土是一种粘弹性材料，其物理力学性能与温度和荷载作用时间密切相关。沥青 路面在使用期间，经受从低温到高温不同环境条件的考验。通常所说的"高温稳定性"的"高 温"条件是指在使用过程中受交通荷载的反复作用，容易产生车辙、推移、拥包等永久性变 形(也包括泛油)的温度范围。道路使用的实践表明，在通常的汽车荷载条件下，永久性的 变形主要是在夏季气温25以上，即沥青路面的路表温度达到40 7(TC，已经达到或超过道 路沥青的软化点温度的情况下容易产生，且随着温度升高和荷载的加重，变形愈大。相反低 于这个温度，就不会产生严重的变形。在我国，大部分地区一年之中都会有数十天乃至一百 余天超过这个温度，有些地方尽管一年之中也许仅仅只有几天达到这样的气温条件，也难逃 高温变形破坏的厄运。沥青路面在高温条件下承受荷载作用，沥青混合料会产生显著地变形，其中不能恢复的 永久变形就成为车辙。车辙的存在降低了路面的使用性能，危及行车安全，从而縮短沥青路 面的使用寿命；高速公路的车辙是沥青路面的最有危害的破坏形式之一。此外，在钢箱梁的 铺装过程中，由于沥青混合料会在高温条件下出现推挤、拥包等现象，严重的影响路面情况 和施工效果。对于以上沥青混合料高温稳定性不足的情况，相继有人发明了抗车辙剂等产品，通过增 加沥青粘弹性的办法，来提高沥青混凝土高温稳定性。 发明内容本发明的目的在于提供一种相变沥青路面材料的制备方法，该方法制备的相变沥青路面 材料能提高路面的高温稳定性。为了实现上述目的，本发明的技术方案是 一种相变沥青路面材料的制备方法，其特征 在于它包括如下步骤1)、相变沥青改性剂的制备①按质量比为相变材料促凝剂支撑材料偶联剂=100: 1 5: 10 50: 1 5，选取相变材料、促凝剂、支撑材料和偶联剂，备用；所述的相变材料为聚乙二醇(1000， 2000)、聚乙烯(碳链长度20 30)或石蜡(碳链 长度16 20);所述的促凝剂为CaCl2或MgCl2; 所述的支撑材料为二氧化硅或聚乙烯醇； 所述的偶联剂为l， 4一丁二醇或钛酸醋；@将相变材料加入到质量浓度为20% 40%的硅溶胶中，硅溶胶与相变材料质量比为100: 10 20,待相变材料全部溶解后，滴加促凝剂，在搅拌下，使其发生凝胶化反应，静置后形成二维网络结构凝胶；将凝胶在70 90'C烘箱中鼓风干燥24 48 h，冷却至室温取出捣碎， 并搅拌得粉体(粒径《0. l咖)；将粉体30 50 'C下抽真空2 4 h，然后在保护气体的保护 下，加入支撑材料，80 10(TC温度下，添加偶联剂疏水改性2 6 h;然后造粒，得相变沥 青改性剂；2)相变沥青路面材料的制备①按质量比为粗集料细集料填料沥青纤维相变沥青改性剂=100: 10 20:1 8: 2 6: 0.2 0. 5: 2 10，选取粗集料、细集料、填料、 沥青、纤维和相变沥青改性剂，备用；②将粗集料、细集料和纤维在搅拌锅中搅拌30 60s,添加相变沥青改性剂继续搅拌60 90s，添加沥青再搅拌60 90s，最后加入填料拌和60 90s，其中粗集料、细集料与填料加 热至150 19(TC，沥青加热温度150 17(TC,搅拌锅设定温度160 180°C,得相变沥青路 面材料。所述的保护气体为氮气或氩气。所述的粗集料、细集料为玄武岩、辉绿岩或石灰岩。所述的填料为石灰石矿粉。所述的沥青为道路70tt沥青或SBS改性沥青(SBS为丁苯橡胶)。 所述的纤维选用聚酯纤维、木质素纤维或矿物纤维。本发明的有益效果是采用相变沥青改性剂对沥青路面材料改性，使路面在高温时段吸 热延缓温度的升高，在低温时段释放热量从而降低沥青材料的温度敏感性，縮小路面温度的 变化范围，提高路面的高温稳定性，延长路面寿命。本发明采用了固液相变材料定形技术解 决了在相变过程中出现的液体渗漏问题并，且选用聚乙二醇，聚乙烯，石蜡等相变材料解决 了固液相变材料渗漏液体与沥青的互溶问题。本发明制备的相变沥青路面材料能够降低路面 温度2 1(TC以上，有效的减缓高温对路面的破坏，增强路面的抗高温性能。
图1为在夏季高温条件下气温，普通沥青路面材料以及相变沥青路面材料的温度与时间 变化关系图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不 仅仅局限于下面的实施例。 实施例1一种相变沥青路面材料的制备方法，它包括如下步骤1)、相变沥青改性剂的制备①按质量比为相变材料促凝剂支撑材料偶联剂=100: 2: 20: 2.4，选取相变材料、促凝剂、支撑材料和偶联剂，备用； 所述的相变材料为聚乙二醇(1000， 2000); 所述的促凝剂为CaCl2; 所述的支撑材料为聚乙烯醇； 所述的偶联剂为钛酸醋；②将相变材料加入到质量浓度为25%的硅溶胶中，硅溶胶与相变材料质量比为100: 12, 待相变材料全部溶解后，滴加促凝剂，在强力搅拌下，使其发生凝胶化反应，静置后形成二 维网络结构凝胶；将凝胶在80'C烘箱中鼓风干燥30 h,冷却至室温取出捣碎，并强力搅拌 得粉体(粒径《0. lmm);将粉体40 'C下抽真空3 h，以除去绝大部分水分，然后在保护气体 的保护卜，加入支撑材料，9(TC温度下，添加偶联剂疏水改性2 6h;经挤出机挤出造粒制 成半径为1 2mm的颗粒，得相变沥青改性剂；所述的保护气体为氮气；2)相变沥青路面材料的制备①按质量比为粗集料细集料填料沥青纤维相 变沥青改性剂=100: 11: 1.5: 4: 0.3: 4，选取粗集料、细集料、填料、沥青、纤维和相变 沥青改性剂，备用；所述的粗集料、细集料为玄武岩，最大公称粒径9.5mm;所述的填料为石灰石矿粉；所述的沥青为SBS改性沥青(SBS为丁苯橡胶)； 所述的纤维选用聚酯纤维；②将粗集料、细集料和纤维在搅拌锅中搅拌50s，添加相变沥青改性剂继续搅拌70s， 添加沥青再搅拌70s，最后加入填料拌和70s，其中粗集料、细集料与填料加热至1S0。C，沥 青加热温度16(TC，搅拌锅设定温度170°C，得相变沥青路面材料。制备的相变沥青路面材料可以降低路面5°C。动稳定度可达到7900次/tnm。实施例2:一种相变沥青路面材料的制备方法，它包括如下歩骤1)、相变沥青改性剂的制备①按质量比为相变材料促凝剂支撑材料偶联剂=100: 3: 20: 3.2，选取相变材料、促凝剂、支撑材料和偶联剂，备用； 所述的相变材料为聚乙烯(碳链长度20 30); 所述的促凝剂为MgCl2; 所述的支撑材料为聚乙烯醇；所述的偶联剂为1， 4一 j'二醇；②将相变材料加入到质量浓度为30%的硅溶胶中，硅溶胶与相变材料质暈比为100: 15，待相变材料全部溶解后，滴加促凝剂，在强力搅拌下，使其发生凝胶化反应，静置后形成二维网络结构凝胶；将凝胶在8(TC烘箱中鼓风干燥30 h,冷却至室温取出捣碎，并强力搅拌 得粉体(粒径《0. lram);将粉体40 'C下抽真空3h,以除去绝大部分水分，然后在保护气体 的保护下，加入支撑材料，90'C温度下，添加偶联剂疏水改性4 h;经压片机压片制得半径 为1 2mm的颗粒，得相变沥青改性剂；所述的保护气体为氩气；2)相变沥青路面材料的制备①按质量比为粗集料细集料填料沥青纤维相 变沥青改性剂=100: 14: 3: 4.5: 0.3: 4，选取粗集料、细集料、填料、沥青、纤维和相变 沥青改性剂，备用；所述的集料为辉绿岩，最大公称粒径为16mm;所述的填料为石灰石矿粉；所述的沥青为道路70#沥青； 所述的纤维选用木质素纤维；②将粗集料、细集料和纤维在搅拌锅中搅拌60s,添加相变沥青改性剂继续搅拌80s， 添加沥青再搅拌80s，最后加入填料拌和80s,其中粗集料、细集料与填料加热至19(TC，沥 青加热温度170'C，搅拌锅设定温度18(TC，得相变沥青路面材料。制备的相变沥青路面材料可以降低路面7'C，动稳定度可达到9000次/mm。实施例3:一种相变沥青路面材料的制备方法，它包括如下步骤1)、相变沥青改性剂的制备①按质量比为相变材料促凝剂支撑材料偶联剂=100: 1: 10: 1，选取相变材料、促凝剂、支撑材料和偶联剂，备用； 所述的相变材料为石蜡(碳链长度16 20);所述的促凝剂为CaCL; 所述的支撑材料为二氧化硅； 所述的偶联剂为1， 4一丁二醇；②将相变材料加入到质量浓度为20%的硅溶胶中，硅溶胶与相变材料质量比为100: 10,待相变材料全部溶解后，滴加促凝剂，在强力搅拌下，使其发生凝胶化反应，静置后形成二维网络结构凝胶；将凝胶在7(TC烘箱中鼓风干燥24 h，冷却至室温取出捣碎，并强力搅拌 得粉体(粒径《0. lmm);将粉体30 °C卜'抽真空2 h，以除去绝大部分水分，然后在保护气体 的保护下，加入支撑材料，8(TC温度下，添加偶联剂疏水改性4 h:经挤出机挤出造粒制成 半径为1 2mm的颗粒，得相变沥青改性剂；所述的保护气体为氮气；2)相变沥青路面材料的制备①按质量比为粗集料细集料填料沥青纤维相 变沥青改性剂=100: 16: 2: 4.8: 0.2: 3，选取粗集料、细集料、填料、沥青、纤维和相变 沥青改性剂，备用；所述的粗集料、细集料为石灰岩；所述的填料为石灰石矿粉；所述的沥青为道路70龄历青；所述的纤维选用矿物纤维；②将粗集料、细集料和纤维在搅拌锅中搅拌30s，添加相变沥青改性剂继续搅拌60s， 添加沥青再搅拌60s，最后加入填料拌和60s,其屮粗集料、细集料与填料加热至150°C，沥 青加热温度150"C，搅拌锅设定温度16CTC，得相变沥青路面材料。制备的相变沥青路面材料可以降低路面6'C。动稳定度可达到8400次/醒。实施例4:一种相变沥青路面材料的制备方法，它包括如下步骤1)、相变沥青改性剂的制备①按质量比为相变材料促凝剂支撑材料偶联剂=100: 5: 50: 3，选取相变材料、促凝剂、支撑材料和偶联剂，备用；所述的相变材料为聚乙二醇(1000， 2000);所述的促凝剂为MgCl2;所述的支撑材料为聚乙烯醇；所述的偶联剂为钛酸醋；②将相变材料加入到质量浓度为30%的硅溶胶中，硅溶胶与相变材料质量比为100: 18， 待相变材料全部溶解后，滴加促凝剂，在强力搅拌下，使其发生凝胶化反应，静置后形成二 维网络结构凝胶；将凝胶在9(TC烘箱中鼓风千燥48 h,冷却至室温取出捣碎，并强力搅拌 得粉体(粒径《0. lmm);将粉体50 'C下抽真空4 h，以除去绝大部分水分，然后在保护气体 的保护下，加入支撑材料，IOO'C温度下，添加偶联剂疏水改性5 h;经挤出机挤出造粒制成半径为1 2m！的颗粒，得相变沥青改性剂；所述的保护气体为氩气；2)相变沥青路面材料的制备①按质量比为粗集料细集料填料沥青纤维相 变沥青改性剂=100: 18: 9: 6: 0.5: 12，选取粗集料、细集料、填料、沥青、纤维和相 变沥青改性剂，备用；所述的粗集料、细集料为玄武岩；所述的填料为石灰石矿粉；所述的沥青为道路70S沥青；所述的纤维选用聚酯纤维；②将粗集料、细集料和纤维在搅拌锅中搅拃40s，添加相变沥青改性剂继续搅拌90s，添加沥青再搅拌90s，最后加入填料拌和90s，其中粗集料、细集料与填料加热至19(TC，沥青加热温度17(TC，搅拌锅设定温度18(TC，得相变沥青路面材料。 制备的相变沥青路面材料可以降低路面5°C 。动稳定度可达到6300次/mra。
权利要求
1.一种相变沥青路面材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1)、相变沥青改性剂的制备①按质量比为相变材料∶促凝剂∶支撑材料∶偶联剂＝100∶1～5∶10～50∶1～5，选取相变材料、促凝剂、支撑材料和偶联剂，备用；所述的相变材料为聚乙二醇、聚乙烯或石蜡；所述的促凝剂为CaCl2或MgCl2；所述的支撑材料为二氧化硅或聚乙烯醇；所述的偶联剂为1，4-丁二醇或钛酸醋；②将相变材料加入到质量浓度为20％～40％的硅溶胶中，硅溶胶与相变材料质量比为100∶10～20，待相变材料全部溶解后，滴加促凝剂，在搅拌下，使其发生凝胶化反应，静置后形成二维网络结构凝胶；将凝胶在70～90℃烘箱中鼓风干燥24～48h，冷却至室温取出捣碎，并搅拌得粉体(粒径≤0.1mm)；将粉体30～50℃下抽真空2～4h，然后在保护气体的保护下，加入支撑材料，80～100℃温度下，添加偶联剂疏水改性2～6h；然后造粒，得相变沥青改性剂；2)相变沥青路面材料的制备①按质量比为按质量比为粗集料∶细集料∶填料∶沥青∶纤维∶相变沥青改性剂＝100∶10～20∶1～8∶2～6∶0.2～0.5∶2～10，选取粗集料、细集料、填料、沥青、纤维和相变沥青改性剂，备用；②将粗集料、细集料和纤维在搅拌锅中搅拌30～60s，添加相变沥青改性剂继续搅拌60～90s，添加沥青再搅拌60～90s，最后加入填料拌和60～90s，其中粗集料、细集料与填料加热至150～190℃，沥青加热温度150～170℃，搅拌锅设定温度160～180℃，得相变沥青路面材料。
2. 根据权利要求1所述的一种相变沥青路面材料的制备方法，其特征在于所述的保护气体为氮气或氩气。
3. 根据权利要求1所述的一种相变沥青路面材料的制备方法，其特征在于所述的粗集 料、细集料为玄武岩、辉绿岩或石灰岩。
4. 根据权利要求1所述的一种相变沥青路面材料的制备方法，其特征在于所述的填料 为石灰石矿粉。
5. 根据权利要求1所述的一种相变沥青路面材料的制备方法，其特征在于所述的沥青 为道路70財历青或SBS改性沥青(SBS为丁苯橡胶)。
6. 根据权利要求1所述的一种相变沥青路面材料的制备方法，其特征在于所述的纤维 选用聚酯纤维、木质素纤维或矿物纤维。
全文摘要
本发明涉及相变沥青路面材料的制备方法。一种相变沥青路面材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1)相变沥青改性剂的制备①按质量比为相变材料∶促凝剂∶支撑材料∶偶联剂＝100∶1～5∶10～50∶1～5，选取；②将相变材料加入到硅溶胶中，滴加促凝剂，形成凝胶；将凝胶干燥，冷却至室温取出捣碎，并搅拌得粉体；将粉体30～50℃下抽真空2～4h，然后在保护气体的保护下，加入支撑材料，80～100℃温度下，添加偶联剂疏水改性；然后造粒，得相变沥青改性剂；2)相变沥青路面材料的制备①按质量比为粗集料∶细集料∶填料∶沥青∶纤维∶相变沥青改性剂＝100∶10～20∶1～8∶2～6∶0.2～0.5∶2～10，选取，备用；②搅拌，得相变沥青路面材料。该方法制备的相变沥青路面材料能提高路面的高温稳定性。
文档编号C04B22/00GK101333094SQ200810048628
公开日2008年12月31日 申请日期2008年7月29日 优先权日2008年7月29日
发明者丁庆军, 潜 李, 胡曙光, 谢先启, 邓利明, 黄小霞, 黄绍龙 申请人:武汉理工大学;武汉市市政建设集团有限公司