專利名稱：一種表干時間短的瀝青路面功能修復劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種瀝青材料組合物及其制備方法，更具體地說是屬于一種瀝青路面功能修復劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
瀝青路面在使用過程中，由于車輛的行駛、維護設(shè)備的運行和環(huán)境影響對路面造成磨損，如車輪的碾壓、維護車輛的鋼刷、汽車廢氣、熱循環(huán)和紫外線照射、雨水等因素使瀝青路面容易產(chǎn)生老化。主要表現(xiàn)為路面瀝青失去了原有的粘韌性及對骨料的粘結(jié)性，造成路面出現(xiàn)裂縫、滲水、坑槽等破壞現(xiàn)象，最終導致路面結(jié)構(gòu)損壞，使瀝青路面使用壽命縮短。若能在瀝青路面使用2～3年時或路面出現(xiàn)輕微裂縫而路面結(jié)構(gòu)未遭到破壞時就對路面及時進行維護處理，使瀝青的粘結(jié)性、粘韌性功能得到修復，不僅可以大大延長路面的使用壽命，而且可節(jié)省路面長期的運行成本。
由于瀝青老化，瀝青與骨料的粘結(jié)性變差，從而導致路面結(jié)構(gòu)的破壞。因此在使其功能修復時需加入一定的功能修復劑，使瀝青的針入度增大、軟化點降低、延度增大，從而保證瀝青的粘結(jié)性和粘韌性功能得到恢復。用于恢復舊瀝青混合料中瀝青路面功能的修復劑，可以是軟瀝青、乳化瀝青或乳化改性瀝青等材料。例如US4,549,834提出了將高膠質(zhì)含量的新瀝青膠結(jié)料用于再生舊瀝青路面的瀝青再生組合物及其制備工藝，其優(yōu)點是可以提高瀝青粘結(jié)料的延伸度和針入度，使路面抗損壞能力提高。瀝青再生組合物由石油渣油經(jīng)兩段溶劑脫瀝青分離得到的脫瀝青油、膠質(zhì)和脫油瀝青調(diào)配得到，調(diào)配比例為30～50重％脫瀝青油、40～60重％膠質(zhì)和3～20重％脫油瀝青，最優(yōu)化的比例為34重％脫瀝青油、59重％膠質(zhì)和7重％脫油瀝青。使用時將5～10重％瀝青再生組合物與95～90重％的集料混合制成新瀝青混合料，然后將50重％的舊瀝青混合料和50重％新瀝青混合料混合均勻后，即可用于鋪筑瀝青路面。瀝青再生組合物也可進一步制成瀝青乳化液使用。
EP0810277提出了一種向加熱的回收瀝青混合料中加入1～3重％水泥和1～3重％瀝青或瀝青乳化液來再生舊瀝青路面的方法，其優(yōu)點是可以改善路面的抗疲勞和抗車轍能力。
US4,373,961提出用5～40重％的針入度低于25dmm(1dmm＝0.1mm，下同)硬瀝青和針入度60～300dmm的道路瀝青調(diào)和得到針入度為10～50dmm、軟化點為54.4～71.1℃的瀝青，再進一步制備成水含量不小于35重％的水包油型的瀝青乳化液，用于舊瀝青路面的再生。使用時用2.5～15重％的瀝青乳化液直接和破碎的舊瀝青路面材料混合制得鋪路混合料。
上述專利所提出的舊瀝青路面再生劑，由于受再生劑自身滲透性的限制，在使用時均需要將原瀝青路面結(jié)構(gòu)進行破壞，對回收的瀝青混合料進行粉碎，將再生劑與破碎的舊瀝青混合料攪拌后重新施工。這不僅需要消耗大量的人力物力，而且所需的關(guān)閉交通的時間較長，不符合當今交通運輸發(fā)展的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種表干時間短的瀝青路面功能修復劑。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種表干時間短的瀝青路面功能修復劑的制備方法。
本發(fā)明提供的表干時間短的瀝青路面功能修復劑，其組成為硬瀝青粉10～35重％，蒽油與輕油的混合油65～80.0重％，和丁苯膠乳0.1～10重％。
所述的硬瀝青粉是選自天然瀝青、溶劑脫瀝青的脫油瀝青、減壓渣油、熱轉(zhuǎn)化渣油之中的一種或一種以上的混合物，其軟化點不低于75℃。
所述的蒽油為經(jīng)煤焦油提煉而成的黑色油狀液體，其20℃密度不小于1.0g/cm3，甲苯不溶物不大于0.15重％。
所述的輕油是原油在石油煉制過程中生產(chǎn)的餾程在170～360℃范圍內(nèi)產(chǎn)品之中的一種或一種以上的混合物。
蒽油與輕油的混合油中蒽油和輕油的重量比為1∶1～1∶4。
本發(fā)明提供的表干時間短的瀝青路面功能修復劑的制備方法為將10～35重％的硬瀝青粉、65～80.0重％的蒽油與輕油的混合油、0.1～10重％的丁苯膠乳在65～150℃下混合，在機械攪拌或剪切下反應10～120分鐘。
本發(fā)明提供的瀝青路面功能修復劑具有如下特點①滲透性強，能夠滲透到瀝青表層，將原有瀝青軟化并與之結(jié)合成一體，成為瀝青層整體的一部分，從而降低面層瀝青的硬化和脆性程度，恢復瀝青的活性，增加瀝青路面的柔韌性和彈性；②粘度小，常溫下為流動的液體，易于噴灑施工。對于路面結(jié)構(gòu)完好，由于表面老化造成道路輕度和中度損壞的瀝青路面，在使用道路瀝青路面功能修復劑進行維護處理時，不需要改變?yōu)r青路面的表面結(jié)構(gòu)，施工簡單；③表干時間短，噴灑后1～2小時內(nèi)路面即可達到通車要求，可快速恢復通車。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的表干時間短的瀝青路面功能修復劑，其組成為硬瀝青粉10～35重％優(yōu)選18～30重％，蒽油與輕油的混合油65～80.0重％優(yōu)選68～75重％，和丁苯膠乳0.1～10重％優(yōu)選2～7重％。
上述組分的計算基準均為瀝青路面功能修復劑組合物。
本發(fā)明所用的硬瀝青粉是選自天然瀝青、溶劑脫瀝青的脫油瀝青、減壓渣油、熱轉(zhuǎn)化渣油之中的一種或一種以上的混合物，其軟化點不低于75℃。
本發(fā)明所用的蒽油為經(jīng)煤焦油提煉而成的黑色油狀液體，其20℃密度不小于1.0g/cm3，甲苯不溶物不大于0.15重％。
本發(fā)明所用的輕油是原油在石油煉制過程中生產(chǎn)的餾程在170～360℃范圍內(nèi)產(chǎn)品之中的一種或一種以上的混合物。
蒽油與輕油的混合油中蒽油和輕油的重量比為1∶1～1∶4。
本發(fā)明提供的表干時間短的瀝青路面功能修復劑，其制備方法工藝簡單，不需要特殊的設(shè)備。該方法具體如下將10～35重％優(yōu)選18～30重％的硬瀝青粉、65～80.0重％優(yōu)選68～75重％的蒽油與輕油的混合油、0.1～10重％優(yōu)選2～7重％的丁苯膠乳在65～150℃優(yōu)選80～100℃下混合，在機械攪拌或剪切下反應10～120分鐘優(yōu)選30～80分鐘。
本發(fā)明提供的表干時間短的瀝青路面功能修復劑用量少，每平方米的舊瀝青路面僅需0.1～0.3kg。
本發(fā)明提供的表干時間短的瀝青路面功能修復劑粘度小，施工簡單，使用時只需噴灑設(shè)備即可。
本發(fā)明提供的表干時間短的瀝青路面功能修復劑具有滲透性強的特點，能夠滲透到瀝青表層，將原有瀝青軟化并與之結(jié)合成一體，成為瀝青層整體的一部分，從而降低面層瀝青的硬化和脆性程度，恢復瀝青的活性，增加瀝青路面的柔韌性和彈性。對于路面結(jié)構(gòu)完好，由于表面老化造成道路輕度和中度損壞的瀝青路面，在使用表干時間短的道路瀝青路面功能修復劑進行維護處理時，不需要改變?yōu)r青路面的表面結(jié)構(gòu)，施工簡單，只需噴灑設(shè)備。
本發(fā)明提供的表干時間短的瀝青路面功能修復劑，噴灑后1～2小時內(nèi)路面即可達到通車要求，所需關(guān)閉交通的時間短，可快速恢復通車。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的表干時間短的瀝青路面功能修復劑及其制備方法予以進一步說明，但并不因此而限制本發(fā)明。
本發(fā)明所用瀝青粉的性質(zhì)如表1所示，所用的柴油和蒽油的餾程如表2所示，所用舊瀝青混合料的馬歇爾試件由北京市公路局中心實驗室提供，按照我國交通部施工規(guī)范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的瀝青，回收瀝青的性質(zhì)如表3所示。所用的加工瀝青粉的粉碎機為北京市塑料機械廠生產(chǎn)的高速混合機，所用的機械攪拌設(shè)備為德國IKA公司生產(chǎn)的EURO ST型電動攪拌器。
實施例1～3是不同組成的表干時間短的瀝青路面功能修復劑的制備及產(chǎn)品的性質(zhì)，實驗結(jié)果如表4所示。
實施例4～6是表干時間短的瀝青路面功能修復劑噴灑在A舊瀝青混合料試件上的表干時間及對A中瀝青路面功能修復后的性質(zhì)，實驗結(jié)果如表5所示。
實施例7～9是表干時間短的瀝青路面功能修復劑噴灑在B舊瀝青混合料試件上的表干時間及對B中瀝青路面功能修復后的性質(zhì)，實驗結(jié)果如表6所示。
對比例1～3是沒有加入柴油的瀝青粉、蒽油和丁苯膠乳的混合物噴灑在舊瀝青混合料試件上的表干時間及對其中瀝青性質(zhì)的影響，實驗結(jié)果如表7所示。
實施例1本實施例說明用天然瀝青粉制備表干時間短的瀝青路面功能修復劑的情況。
將47.5g天然瀝青粉、47.5g蒽油(市售，下同)、95g催化柴油、10g丁苯膠乳(市售，下同)，控制加熱溫度在135℃，用德國IKA公司生產(chǎn)的EURO ST型電動攪拌器攪拌，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘，反應20分鐘后，制得表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-1。試驗結(jié)果如表4所示。
實施例2本實施例說明用溶劑脫油瀝青制備表干時間短的瀝青路面功能修復劑的情況。
將49g溶劑脫油瀝青粉、47g蒽油、94g催化柴油、10g濃度為45％的丁苯膠乳，控制加熱溫度在100℃，用德國IKA公司生產(chǎn)的EURO ST型電動攪拌器攪拌，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘，反應60分鐘后，制得表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-2。試驗結(jié)果如表4所示。
實施例3本實施例說明用減壓渣油制備表干時間短的瀝青路面功能修復劑的情況。
將50.5g減壓渣油瀝青粉、46.5g蒽油、93g催化柴油、10g濃度為45％的丁苯膠乳，控制加熱溫度在80℃，用德國IKA公司生產(chǎn)的EURO ST型電動攪拌器攪拌，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘，反應110分鐘后，制得表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-3。試驗結(jié)果如表4所示。
實施例4本實施例說明表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-1噴灑在舊瀝青混合料A上的表干時間及對A中瀝青路面功能的修復情況。
將1.8g表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-1均勻噴灑在面積為80cm2的回收馬歇爾試件的表面，每10分鐘檢測一次，至馬歇爾試件表面達到表干，并將此時間記為表干時間。瀝青試件達到表干后，按照交通部施工規(guī)范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的瀝青ATAR1，并對該回收瀝青進行簡單的性質(zhì)測定，試驗結(jié)果如表5所示。回收瀝青A用TAR1進行功能修復后，針入度由原來的47dmm增大到84dmm，軟化點由原來的51.7℃降低到47.5℃，15℃延度由原來的39cm增大到＞150cm，功能修復后瀝青的性質(zhì)能夠滿足GB/T15180-2000中對未老化瀝青三大性能指標的要求。
實施例5本實施例說明表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-2噴灑在舊瀝青混合料A上的表干時間及對A中瀝青路面功能的修復情況。
將1.8g表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-2均勻噴灑在面積為80cm2的回收馬歇爾試件的表面，每10分鐘檢測一次，至馬歇爾試件表面達到表干，并將此時間記為表干時間。瀝青試件達到表干后，按照交通部施工規(guī)范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的瀝青ATAR2，并對該回收瀝青進行簡單的性質(zhì)測定，試驗結(jié)果如表5所示。回收瀝青A用TAR2進行功能修復后，針入度由原來的47dmm增大到88dmm，軟化點由原來的51.7℃降低到47.1℃，15℃延度由原來的39cm增大到＞150cm，功能修復后瀝青的性質(zhì)能夠滿足GB/T15180-2000中對未老化瀝青三大性能指標的要求。
實施例6本實施例說明表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-3噴灑在舊瀝青混合料A上的表干時間及對A中瀝青路面功能的修復情況。
將1.8g表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-3均勻噴灑在面積為80cm2的回收馬歇爾試件的表面，每10分鐘檢測一次，至馬歇爾試件表面達到表干，并將此時間記為表干時間。瀝青試件達到表干后，按照交通部施工規(guī)范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的瀝青ATAR3，并對該回收瀝青進行簡單的性質(zhì)測定，試驗結(jié)果如表5所示?；厥諡r青A用TAR3進行功能修復后，針入度由原來的47dmm增大到94dmm，軟化點由原來的51.7℃降低到46.7℃，15℃延度由原來的39cm增大到＞150cm，功能修復后瀝青的性質(zhì)能夠滿足GB/T15180-2000中對未老化瀝青三大性能指標的要求。
實施例7本實施例說明表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-1噴灑在舊瀝青混合料B上的表干時間及對B中瀝青路面功能的修復情況。
將1.8g表干時間短的瀝青路面功能修復劑均勻噴灑在面積為80cm2的回收馬歇爾試件的表面，每10分鐘檢測一次，至馬歇爾試件表面達到表干，并將此時間記為表干時間。瀝青試件達到表干后，按照交通部施工規(guī)范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的瀝青BTAR1，并對該回收瀝青進行簡單的性質(zhì)測定，試驗結(jié)果如表6所示?；厥諡r青B用TAR1進行功能修復后，針入度由原來的39dmm增大到77dmm，軟化點由原來的52.3℃降低到48.7℃，15℃延度由原來的31cm增大到＞150cm，功能修復后瀝青的性質(zhì)能夠滿足GB/T15180-2000中對未老化瀝青三大性能指標的要求。
實施例8本實施例說明表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-2噴灑在舊瀝青混合料B上的表干時間及對B中瀝青路面功能的修復情況。
將1.8g表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-2均勻噴灑在面積為80cm2的回收馬歇爾試件的表面，每10分鐘檢測一次，至馬歇爾試件表面達到表干，并將此時間記為表干時間。瀝青試件達到表干后，按照交通部施工規(guī)范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的瀝青BTAR2，并對該回收瀝青進行簡單的性質(zhì)測定，試驗結(jié)果如表6所示。回收瀝青B用TAR2進行功能修復后，針入度由原來的39dmm增大到83dmm，軟化點由原來的52.3℃降低到48.1℃，15℃延度由原來的31cm增大到＞150cm，功能修復后瀝青的性質(zhì)能夠滿足GB/T15180-2000中對未老化瀝青三大性能指標的要求。
實施例9本實施例說明表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-3噴灑在舊瀝青混合料B上的表干時間及對B中瀝青路面功能的修復情況。
將1.8g表干時間短的瀝青路面功能修復劑TAR-3均勻噴灑在面積為80cm2的回收馬歇爾試件的表面，每10分鐘檢測一次，至馬歇爾試件表面達到表干，并將此時間記為表干時間。瀝青試件達到表干后，按照交通部施工規(guī)范JTJ052-93中的T026-93方法回收其中的瀝青BTAR3，并對該回收瀝青進行簡單的性質(zhì)測定，試驗結(jié)果如表6所示?；厥諡r青B用TAR3進行功能修復后，針入度由原來的39dmm增大到83dmm，軟化點由原來的52.3℃降低到48.1℃，15℃延度由原來的31cm增大到＞150cm，功能修復后瀝青的性質(zhì)能夠滿足GB/T15180-2000中對未老化瀝青三大性能指標的要求。
對比例1與實施例1、實施例4相比，對比例1中沒有加入柴油。
將90.5g蒽油、90.5g天然瀝青粉、19.0g丁苯膠乳，控制加熱溫度在95℃，用德國IKA公司生產(chǎn)的EURO ST型電動攪拌器攪拌，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘，反應1.5小時后，制得瀝青組合物AR1。將1.8g AR1均勻噴灑在面積為80cm2的回收馬歇爾試件的表面，每10分鐘檢測一次，至馬歇爾試件表面達到表干，并將此時間記為表干時間，試驗結(jié)果見表7。由表7中的數(shù)據(jù)可以看出，沒有加入柴油的瀝青組合物AR1在混合料馬歇爾時間上的表干時間較TAR1的表干時間大大地增長，并且其回收瀝青的性質(zhì)達不到GB/T15180-2000標準中的技術(shù)要求。
對比例2與實施例2、實施例5相比，對比例2中沒有加入柴油。
將88.7g蒽油、92.5g溶劑脫油瀝青粉、18.8g丁苯膠乳，控制加熱溫度在95℃，用德國IKA公司生產(chǎn)的EURO ST型電動攪拌器攪拌，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘，反應1.5小時后，制得瀝青組合物AR2。將1.8g AR2均勻噴灑在面積為80cm2的回收馬歇爾試件的表面，每10分鐘檢測一次，至馬歇爾試件表面達到表干，并將此時間記為表干時間，試驗結(jié)果見表7。由表7中的數(shù)據(jù)可以看出，沒有加入柴油的瀝青組合物AR2在混合料馬歇爾時間上的表干時間較TAR2的表干時間大大地增長，并且其回收瀝青的性質(zhì)達不到GB/T15180-2000標準中的技術(shù)要求。
對比例3與實施例3、實施例6相比，對比例3中沒有加入柴油。
將86.9g蒽油、94.4g減壓渣油硬瀝青粉、18.7g丁苯膠乳，控制加熱溫度在90℃，用德國IKA公司生產(chǎn)的EURO ST型電動攪拌器攪拌，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘，反應1.0小時后，制得瀝青組合物AR3。將1.8g AR3均勻噴灑在面積為80cm2的回收馬歇爾試件的表面，每10分鐘檢測一次，至馬歇爾試件表面達到表干，并將此時間記為表干時間，試驗結(jié)果見表7。由表7中的數(shù)據(jù)可以看出，沒有加入柴油的瀝青組合物AR3在混合料馬歇爾時間上的表干時間較TAR3的表干時間大大地增長，并且其回收瀝青的性質(zhì)達不到GB/T15180-2000標準中的技術(shù)要求。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
權(quán)利要求
1.一種表干時間短的瀝青路面功能修復劑，其特征在于該瀝青路面功能修復劑組成為硬瀝青粉10～35重％，蒽油與輕油的混合油65～80.0重％，和丁苯膠乳0.1～10重％。
2.按照權(quán)利要求1的瀝青路面功能修復劑，其特征在于所述瀝青路面功能修復劑組成為硬瀝青粉18～30重％，蒽油與輕油的混合油68～75重％，和丁苯膠乳2～7重％。
3.按照權(quán)利要求1的瀝青路面功能修復劑，其特征在于所述的硬瀝青粉是選自天然瀝青、溶劑脫瀝青的脫油瀝青、減壓渣油、熱轉(zhuǎn)化渣油之中的一種或一種以上的混合物，其軟化點不低于75℃。
4.按照權(quán)利要求1的瀝青路面功能修復劑，其特征在于所述的蒽油為經(jīng)煤焦油提煉而成的黑色油狀液體。
5.按照權(quán)利要求1的瀝青路面功能修復劑，其特征在于所述的輕油是原油在石油煉制過程中生產(chǎn)的餾程在170～360℃范圍內(nèi)產(chǎn)品之中的一種或一種以上的混合物。
6.按照權(quán)利要求1、2、4、5中之一的瀝青路面功能修復劑，其特征在于蒽油與輕油的混合油中蒽油和輕油的重量比為1∶1～1∶4。
7.一種權(quán)利要求1所述的瀝青路面功能修復劑的制備方法，其特征在于將10～35重％的硬瀝青粉、65～80.0重％的蒽油與輕油的混合油、0.1～10重％的丁苯膠乳在65～150℃下混合，在機械攪拌或剪切下反應10～120分鐘。
8.按照權(quán)利要求7的方法，其特征在于將18～30重％的硬瀝青粉、68～75重％的蒽油與輕油的混合油、2～7重％的丁苯膠乳在80～100℃下混合，在機械攪拌或剪切下反應30～80分鐘。
全文摘要
一種表干時間短的瀝青路面功能修復劑，其組成為硬瀝青粉10～35重％、蒽油與輕油的混合油65～80.0重％、丁苯膠乳0.1～10重％。將10～35重％的硬瀝青粉、65～80.0重％的蒽油與輕油的混合油、0.1～10重％的丁苯膠乳在65～150℃下混合，在機械攪拌或剪切下反應10～120分鐘。該瀝青路面功能修復劑具有滲透性強、粘度小、表干時間短的特點，噴灑后1～2小時內(nèi)路面即可達到通車要求，可快速恢復通車。
文檔編號C08L9/06GK1939976SQ200510105439
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日
發(fā)明者王翠紅, 王子軍, 佘玉成, 羅愛蘭, 龍軍 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院