技术领域本发明涉及一种宽域沥青及其制备方法，更具体的说，是一种采用渣油或软沥青，通过改质高速剪切工艺制备宽域沥青的方法。
背景技术：
随着我国经济的高速发展，公路交通量日益增大，超载、重载问题日显突出，再加上受全球气候逐渐变暖的影响，路面的使用品质受到严峻的考验。路面质量的好坏直接影响车辆的行驶速度、运输成本、安全和舒适，路面质量对发挥整个公路运输的经济、社会效益具有十分重要的意义。宽域沥青是英语单词Multiphalte的中文译名。目前，该产品在国内外均没有统一的技术规范要求。宽域沥青由于拓宽了常规沥青的温度适用范围而得名，即同一标号的该种沥青有着比常规沥青更宽的使用温度区域，是一种在炼厂用特殊的工艺和技术炼制的沥青产品，但又有别于通常意义上的改性沥青。其指标以针入度如35/50或50/70分级，或以SHRPPG等级进行划分，如PG76-22、PG70-34等。其主要优点是：在高温条件下，比重交通沥青具有更高的劲度，即具有更好的抗车辙能力；在低温下其劲度却比重交通沥青小，即产生较小的内应力，不易开裂；其次，宽域沥青温度敏感性低，使用温度范围宽泛。另外，宽域沥青储运施工灵活，施工应用与普通重交通沥青相似。与聚合物改性沥青相比，不需要特殊的储运程序，高温下储存长时间也不需要特别循环，其性能也不会有影响。按照现行规范的试验方法，对壳牌宽域沥青MP50/70按照沥青与改性沥青技术指标进行测试，与重交沥青AH-70技术指标相比，MP50/70软化点、闪点、粘度明显提高，但延度偏低；与SBS改性沥青技术指标相比，MP50/70的延度和弹性恢复值明显偏低；其混合料的路用性能介于重交沥青AH-70及I-D级SBS改性沥青之间，但更接近于I-D级SBS改性沥青。目前，关于宽域沥青的资料不多，较少提及宽域沥青的制备方法。而一般宽域沥青的生产多采用常减压蒸馏工艺，该工艺生产的宽域沥青受到原油性质的限制，而适合蒸馏工艺生产宽域沥青的原油较少，不能很好的满足市场的要求。目前，国内用于沥青改性的聚合物品种繁多，归纳起来，大致可分为三种类型：(1)橡胶改性类：如天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(cR)、丁二烯橡胶(BR)、乙丙橡胶(EPDM)、废旧的汽车轮胎等；(2)热塑性弹性体：如苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯一异二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SIS)；(3)树脂类：包括热塑性树脂与热固性树脂。前者有聚乙烯(PE)、乙烯一醋酸一乙烯共聚物(EvA)、聚乙氯烯(PVC)；(4)采用物理的方法实现聚合物对沥青的改性，如加热搅拌、剪切、胶体磨等，物理改性的方法虽然使沥青的性能有所提高，但综合性能依旧没有得到根本改善。另外由于SBS价格昂贵及现场生产所需设备庞大且操作十分麻烦，导致改性沥青产品的价格偏高，没有价格优势，不利于市场推广应用。因此，迫切需要采用化学改性方法和选用性价比较好的改性剂来对道路沥青进行改性。尤其是宽域改性沥青，因为传统的改性沥青(JTGF40-2004)，高低温以及粘结强度指标较低，而且同时具备高温稳定性(指标：软化点大于60℃)和低温柔性(指标：5℃延度大于150cm)的，粘结强度高(0.6MPa)目前还没有一种可以应用实际施工的改性沥青。中国专利申请CN101974235A中公开了一种宽域改性沥青及其制备制备方法，该方法包括如下步骤：(1)是以91-95重量份数的130-140℃的热沥青作为主要原料；(2)是以2-4重量份数的粉末状丁苯橡胶作为第一改性剂；(3)是以3-5重量份数的聚乙烯蜡作为第二改性剂，将上述各组分经混合后制成宽域改性沥青，该方法制备的宽域改性沥青，同时具备高温稳定性(指标：软化点大于70℃)和低温柔性(指标：5℃延度大于150cm)，并且粘结强度高(0.6MPa)。然而，该方法仍然使用成本较高的SBR。资料表明宽域沥青可用于生产多种沥青混合料，如沥青混凝土、SAC、SMA、OGFC、沥青碎石等，可用于重交通荷载或可能出现气温特别高的地方，最适用于由重交通荷载引起车辙损坏路段的罩面工程。宽域沥青曾在欧洲及香港地区修筑过试验路，使用效果良好，具有优良的路用性能及广阔的应用前景。
技术实现要素：
本发明的目的是解决现有工艺生产宽域沥青原料短缺问题，且生产出具备优异的高温稳定性及较高的针入度指数PI值的宽域沥青。为实现上述目的，本发明提供了一种宽域沥青混合物，包括92-99.95wt％基质沥青；0.05-8wt％改质剂。本发明所述的宽域沥青混合物，其中所述宽域沥青混合物优选95-99.95wt％基质沥青；0.05-5wt％改质剂。本发明所述的宽域沥青混合物，其中所述基质沥青优选减压渣油或软沥青。本发明所述的宽域沥青混合物，其中所述减压渣油或软沥青的针入度优选60-2401/10mm。本发明所述的宽域沥青混合物，其中所述减压渣油或软沥青优选常减压装置的减压渣油或实沸点蒸馏装置深拔的减压渣油。本发明所述的宽域沥青混合物，其中所述改质剂优选选自氧化钙、氢氧化钙组成的群组中的至少一种。本发明还提供了一种宽域沥青的制备方法，包括下述步骤：(1)将基质沥青在120-180℃温度下加热1-4小时，使至呈流动状态；(2)向流动状态的基质沥青中加入改质剂，控制反应温度为120-200℃，以1000-6000转/分的速度高速剪切5-60分钟；(3)将制备的沥青样品于120-180℃温度下恒温10分钟-2小时，即可得到宽域沥青产品。本发明所述的宽域沥青的制备方法，其中所述基质沥青优选为减压渣油或软沥青。本发明所述的宽域沥青的制备方法，其中所述减压渣油或软沥青的针入度优选60-240l/10mm。本发明所述的宽域沥青的制备方法，其中所述减压渣油或软沥青优选选自常减压装置的减压渣油或实沸点蒸馏装置深拔的减压渣油。采用本发明的方法制备出的宽域沥青具备优异的高温稳定性及较高的针入度指数，其中针入度指数PI为0.3～0.7，针入度30～701/10mm，软化点>55℃，与I-C级SBS改性沥青相当。本发明的优点在于：(1)原料充足易得本发明制备宽域沥青的原料以不能直接生产宽域沥青的减压渣油或软沥青为原料。(2)流程简单，试验室操作性强本发明涉及的设备为道路沥青制备常用设备：恒温加热器、高速剪切机等，按照加热基质沥青，添加改质剂剪切再恒温充分混匀的方法，同时制备过程中仅添加一种改质剂，操作简单，易实现。(3)针入度指数改善效果好采用本发明的制备方法获得的宽域沥青，有效的改变了宽域沥青温度敏感性，降低了宽域沥青的温度效应；在添加改质剂含量为2％左右时，宽域沥青的针入度指数PI值提高0.5～1.5个单位。本发明所制备的宽域沥青可以用于昼夜温差较大、温度环境相对较差的地区，也可用于铺筑交通量大，重载、超重载交通路面，可以有效解决路面的车辙、开裂等损坏问题。附图说明图1是宽域沥青生产的简易流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的具体说明，但本发明不受下述实施例的限制。任何不超出本发明的构思和范畴的改动，都在本发明的范围之内。宽域沥青混合物中基质沥青的含量：在本发明中，对宽域沥青混合物中基质沥青的含量并无特别限定，通常为92-99.95wt％，优选95-99.95wt％。如果基质沥青的含量小于92wt％时，存在改性剂含量过高,沥青性能变差的可能。而如果基质沥青的含量大于99.95wt％时，则存在改性幅度小,达不到宽域沥青要求的可能。基质沥青的种类：在本发明中，对基质沥青的种类并无特别限定，例如可以列举：减压渣油或软沥青。所述减压渣油或软沥青可以选择常减压装置的减压渣油或实沸点蒸馏装置深拔的减压渣油。所述减压渣油或软沥青的针入度通常选择60-240l/10mm。如果减压渣油或软沥青的针入度小于60l/10mm时，存在改质余地小的可能。而如果减压渣油或软沥青的针入度大于240l/10mm时，则存在改质剂添加量高,达不到宽域沥青要求的可能。宽域沥青混合物中改质剂的含量：在本发明中，对宽域沥青混合物中改质剂的含量并无特别限定，通常为0.05-8wt％，优选0.05-5wt％。如果改质剂的含量小于0.05wt％时，存在改质幅度小,沥青质量差的可能。而如果改质剂的含量大于8wt％时，则存在改质幅度大,达不到沥青指标要求的可能。改质剂的的种类：在本发明中，对改质剂的种类并无特别限定，例如可以选择氧化钙、氢氧化钙或它们的组合。基质沥青的温度：在本发明中，对基质沥青的温度并无特别限定，通常为120-180℃。如果基质沥青的温度小于120℃时，存在沥青流动性差的可能。而如果基质沥青的温度大于180℃时，则存在沥青老化的可能。基质沥青升温的加热时间：在本发明中，对基质沥青升温的加热时间并无特别限定，通常为1-4小时。如果基质沥青升温的加热时间小于1小时时，存在沥青温度不均的可能。而如果基质沥青的温度大于4小时时，则存在延长生产周期的可能。制备宽域沥青的剪切温度：在本发明中，对制备宽域沥青的反应温度并无特别限定，通常为120-200℃。如果制备宽域沥青的剪切温度小于120℃时，存在无法剪切的可能。而如果制备宽域沥青的剪切温度大于200℃时，则存在沥青老化的可能。制备宽域沥青的剪切速度：在本发明中，对制备宽域沥青的剪切速度并无特别限定，通常为1000-6000转/分。如果制备宽域沥青的剪切速度小于1000转/分时，存在反应不完全的可能。而如果制备宽域沥青的剪切速度大于6000转/分时，则存在过度升温的可能。制备宽域沥青的剪切时间：在本发明中，对制备宽域沥青的剪切时间并无特别限定，通常为5-60分钟。如果制备宽域沥青的剪切时间小于5分钟时，存在反应不完全的可能。而如果制备宽域沥青的剪切速度大于60分钟时，则存在老化的可能。制备宽域沥青的恒温温度：在本发明中，对制备宽域沥青的恒温温度并无特别限定，通常选取120-180℃。如果制备宽域沥青的恒温温度小于120℃时，存在发育不好的可能。而如果制备宽域沥青的恒温温度大于180℃时，则存在老化的可能。制备宽域沥青的恒温时间：在本发明中，对制备宽域沥青的恒温时间并无特别限定，通常为10分钟-2小时。如果制备宽域沥青的恒温时间小于10分钟时，存在发育不好的可能。而如果制备宽域沥青的恒温时间2小时时，则存在老化的可能。实施例1：将97wt％的常减压装置的减压渣油在180℃温度下加热1.5小时，使至呈流动状态；然后向流动状态的软沥青中加入3wt％的氧化钙，控制反应温度为180℃，以4000转/分的速度高速剪切40分钟；将制得的沥青样品于160℃温度下恒温1小时，即可得到宽域沥青产品。其中常减压装置的减压渣油原料性质见表1，获得的宽域沥青产品性能见表4。实施例2：将98wt％的常减压装置的减压渣油在150℃温度下加热3小时，使至呈流动状态；然后向流动状态的软沥青中加入2wt％的氢氧化钙，控制反应温度为150℃，以6000转/分的速度高速剪切40分钟；将制得的沥青样品于160℃温度下恒温40分钟，即可得到宽域沥青产品。其中常减压装置的减压渣油原料性质见表1，获得的宽域沥青产品性能见表4。实施例3：将95wt％实沸点蒸馏装置深拔的减压渣油在120℃温度下加热1小时，使至呈流动状态；然后向流动状态的减压渣油中加入5wt％的氧化钙，控制反应温度为120℃，以2000转/分的速度高速剪切10分钟；将制得的沥青样品于120℃温度下恒温1.5小时，即可得到宽域沥青产品。其中实沸点蒸馏装置深拔的减压渣油原料性质见表2，获得的宽域沥青产品性能见表4。实施例4：将99.95wt％软沥青在160℃温度下加热4小时，使至呈流动状态；然后向流动状态的减压渣油中加入0.05wt％的氢氧化钙，控制反应温度为180℃，以6000转/分的速度高速剪切5分钟；将制得的沥青样品于180℃温度下恒温10分钟，即可得到宽域沥青产品。其中软沥青原料性质见表3，获得的宽域沥青产品性能见表4。实施例5：将92wt％的软沥青在180℃温度下加热2小时，使至呈流动状态；然后向流动状态的软沥青中加入8wt％的氢氧化钙，控制反应温度为200℃，以1000转/分的速度高速剪切60分钟；将制得的沥青样品于150℃温度下恒温2小时，即可得到宽域沥青产品。其中软沥青原料性质见表3，获得的宽域沥青产品性能见表4。实施例6：将98wt％的常减压装置的减压渣油在150℃温度下加热3小时，使至呈流动状态；然后向流动状态的软沥青中加入2wt％的氢氧化钙和氧化钙，其中氢氧化钙与氧化钙的质量比为1:1，控制反应温度为160℃，以3000转/分的速度高速剪切30分钟；将制得的沥青样品于160℃温度下恒温30分钟，即可得到宽域沥青产品。其中常减压装置的减压渣油原料性质见表1，获得的宽域沥青产品性能见表4。表1常减压装置的减压渣油的性质项目针入度(25℃)，0.1mm126.2软化点,℃41.7延度(10℃)，cm>150延度(5℃)，cm24蜡含量，％1.2TFOT质量损失，％-0.2针入度比，％51.5延度(10℃)，cm15延度(5℃)，cm0PI-1.60表2实沸点蒸馏装置深拔的减压渣油性质项目针入度(25℃)，0.1mm60软化点,℃46.2延度(10℃)，cm>150延度(5℃)，cm19蜡含量，％1.5TFOT质量损失，％0.12针入度比，％66.4延度(10℃)，cm36延度(5℃)，cm8PI-1.5表3软沥青性质项目针入度(25℃)，0.1mm240软化点,℃38延度(10℃)，cm>150延度(5℃)，cm>150蜡含量，％1.8TFOT质量损失，％0.23针入度比，％50.2延度(10℃)，cm>150延度(5℃)，cm35PI-2.4表4宽域沥青主要性能测试结果由以上实施例可以看出，采用本发明的方法可以获得品质较好的沥青。与基质沥青相比，得到的宽域沥青针入度指数较高，PI提高1.0以上，温度敏感性有效降低；软化点提高，高温性能得到明显改善。