专利名称：一种道路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道路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道路沥青路面功能修复剂。
本发明的另一个目的是提供一种道路沥青路面功能修复剂的制备方法。
本发明提供的道路沥青路面功能修复剂，其组成为硬沥青粉5～35重％，重质矿物油16～35重％，和蒽油30～79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℃。
所述的重质矿物油是选自石油重质馏分油、脱沥青油、润滑油溶剂精制抽出油、催化裂化重循环油、催化裂化澄清油、蒸汽裂解制乙烯的焦油、润滑油的基础油、废润滑油之中的一种或一种以上的混合物，其饱和分和芳香分含量之和大于55重％，初馏点大于230℃。
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％。
本发明提供的道路沥青路面功能修复剂的制备方法为将5～35重％的硬沥青粉、16～35重％的重质矿物油、30～79重％的蒽油在65～200℃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，可快速恢复通车。
具体实施例方式
本发明提供的道路沥青路面功能修复剂，其组成为硬沥青粉5～35重％优选10～20重％，重质矿物油16～35重％优选25～30重％，和蒽油30～79重％优选50～65重％。
上述组分的计算基准均为道路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％。
所述的重质矿物油是选自石油重质馏分油、脱沥青油、润滑油溶剂精制抽出油、催化裂化重循环油、催化裂化澄清油、蒸汽裂解制乙烯的焦油、润滑油的基础油、废润滑油之中的一种或一种以上的混合物，其饱和分和芳香分含量之和大于55重％，初馏点大于230℃。
本发明提供的道路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5～35重％优选10～20重％的硬沥青粉、16～35重％优选25～30重％的重质矿物油、30～79重％优选50～65重％的蒽油在65～200℃优选80～150℃下混合，在机械搅拌或剪切下反应10～120分钟优选30～80分钟。
本发明提供的道路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。
本发明提供的道路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，可快速恢复通车。
下面结合实施例对本发明提供的道路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，所用的重质矿物油的性质如表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是沥青路面功能修复剂对旧沥青混合料A中沥青功能修复后的性质，实验结果如表5所示。
实施例7～9是沥青路面功能修复剂对旧沥青混合料B中沥青功能修复后的性质，实验结果如表6所示。
对比例1～3是没有加入蒽油的重质矿物油和沥青粉对旧沥青混合料中沥青性质的影响，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沥青路面功能修复剂的情况。
将74g天然沥青粉、354g蒽油、172g减四线抽出油，控制加热温度在170℃，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，制得沥青路面功能修复剂ARR-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沥青路面功能修复剂的情况。
将86g溶剂脱油沥青粉、350g蒽油、164g减四线抽出油，控制加热温度在120℃，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45分钟后，制得沥青路面功能修复剂ARR-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沥青路面功能修复剂的情况。
将113g减压渣油沥青粉、331g蒽油、156g减四线抽出油，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100分钟后，制得沥青路面功能修复剂ARR-3。试验结果如表4所示。
实施例4本实施例说明沥青路面功能修复剂对旧沥青混合料A中沥青功能的修复情况。
将576g回收沥青A和24g实施例1中得到的沥青功能修复剂ARR1在100℃下混合，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，即制得功能修复的沥青ARR1A。试验结果如表5所示。回收沥青A用ARR1进行功能修复后，针入度由原来的47dmm增大到72dmm，软化点由原来的51.7℃降低到48.4℃，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本实施例说明沥青路面功能修复剂对旧沥青混合料A中沥青功能的修复情况。
将576g回收沥青A和24g实施例2中得到的沥青功能修复剂ARR2在100℃下混合，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，即制得功能修复的沥青ARR2A。试验结果如表5所示。回收沥青A用ARR2进行功能修复后，针入度由原来的47dmm增大到78dmm，软化点由原来的51.7℃降低到48.0℃，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本实施例说明沥青路面功能修复剂对旧沥青混合料A中沥青功能的修复情况。
将576g回收沥青A和24g实施例3中得到的沥青功能修复剂ARR3在100℃下混合，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，即制得功能修复的沥青ARR3A。试验结果如表5所示。回收沥青A用ARR3进行功能修复后，针入度由原来的47dmm增大到86dmm，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7本实施例说明沥青路面功能修复剂对旧沥青混合料B中沥青功能的修复情况。
将576g回收沥青B和24g实施例1中得到的沥青功能修复剂ARR1在100℃下混合，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，即制得功能修复的沥青ARR1B。试验结果如表6所示。回收沥青B用ARR1进行功能修复后，针入度由原来的39dmm增大到69dmm，软化点由原来的52.3℃降低到49.4℃，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本实施例说明沥青路面功能修复剂对旧沥青混合料B中沥青功能的修复情况。
将576g回收沥青B和24g实施例2中得到的沥青功能修复剂ARR2在100℃下混合，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，即制得功能修复的沥青ARR2B。试验结果如表6所示。回收沥青B用ARR2进行功能修复后，针入度由原来的39dmm增大到74dmm，软化点由原来的52.3℃降低到49.0℃，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本实施例说明沥青路面功能修复剂对旧沥青混合料B中沥青功能的修复情况。
将576g回收沥青B和24g实施例3中得到的沥青功能修复剂ARR3在100℃下混合，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，即制得功能修复的沥青ARR3B。试验结果如表6所示。回收沥青B用ARR3进行功能修复后，针入度由原来的39dmm增大到79dmm，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。
对比例1与实施例1、实施例4相比，对比例1中没有加入蒽油。
将576g回收沥青A、7.2g天然沥青粉、16.8g减四线抽出油在100℃下混合，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，反应时间为1.0小时。混合组分的性质如表7所示。由表7中的数据可以看出，回收沥青A与天然沥青粉、减四线抽出油以一定的比例混合后，其针入度由原来的47dmm变为50dmm，软化点不变，仍为原来的51.7℃，15℃延度由原来的39cm变为42cm。和实施例4得到的功能修复沥青相比，对比例中得到的回收沥青A的组合物的性能要差很多，尤其是回收沥青A组合物的低温性能(15℃延度)。
对比例2与实施例2、实施例5相比，对比例2中没有加入蒽油。
将576g回收沥青A、8.3g溶剂脱油沥青粉、15.7g减四线抽出油在100℃下混合，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，反应时间为1.0小时。混合组分的性质如表7所示。由表7中的数据可以看出，回收沥青A与溶剂脱油沥青粉、减四线抽出油以一定的比例混合后，其针入度由原来的47dmm变为52dmm，软化点由51.7℃变为51.4℃，15℃延度由原来的39cm变为47cm。和实施例5得到的功能修复沥青相比，对比例中得到的回收沥青A组合物的性能要差很多，尤其是回收沥青A组合物的低温性能(15℃延度)。
对比例3与实施例3、实施例9相比，对比例3中没有加入蒽油。
将576g回收沥青B、10.1g减压渣油硬沥青粉、13.9g减四线抽出油在100℃下混合，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，反应时间为1.0小时。混合组分的性质如表7所示。由表7中的数据可以看出，回收沥青B与减压渣油硬沥青粉、减四线抽出油以一定的比例混合后，其针入度由原来的39dmm增大到48dmm，软化点从原来的52.3℃降低到50.4℃，15℃延度由原来的31cm增大到45cm。和实施例9得到的功能修复沥青相比，对比例中得到的回收沥青B组合物的性能要差很多，尤其是回收沥青B组合物的低温性能(15℃延度)。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
权利要求
1.一种道路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5～35重％，重质矿物油16～35重％，和蒽油30～79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10～20重％，重质矿物油25～30重％，和蒽油50～65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，其特征在于所述的重质矿物油是选自石油重质馏分油、脱沥青油、润滑油溶剂精制抽出油、催化裂化重循环油、催化裂化澄清油、蒸汽裂解制乙烯的焦油、润滑油的基础油、废润滑油之中的一种或一种以上的混合物，其饱和分和芳香分含量之和大于55重％，初馏点大于230℃。
6.一种权利要求1所述的沥青路面功能修复剂的制备方法，其特征在于将5～35重％的硬沥青粉、16～35重％的重质矿物油、30～79重％的蒽油在65～200℃下混合，在机械搅拌或剪切下反应10～120分钟。
7.按照权利要求6的方法，其特征在于将10～20重％的硬沥青粉、25～30重％的重质矿物油、50～65重％的蒽油在80～150℃下混合，在机械搅拌或剪切下反应30～80分钟。
全文摘要
一种道路沥青路面功能修复剂，其组成为硬沥青粉5～35重％、重质矿物油16～35重％、蒽油30～79重％。将5～35重％的硬沥青粉、16～35重％的重质矿物油、30～79重％的蒽油在65～200℃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；粘度小，常温下为流动的液体，易于喷洒施工；施工简单，可快速恢复通车。
文档编号E01C7/35GK1939975SQ200510105438
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