專利名稱：一種用于高等級道路的瀝青溫拌劑及其制備方法
技術領域：
本發明屬于道路鋪設材料領域，尤其涉及一種用于高等級道路的浙青溫拌劑及其制備方法。
背景技術：
在道路工程建設中，浙青混合料的生產和應用是能源消耗與環境污染的大戶。德國研究數據表明，每生產I噸熱拌浙青混合料需消耗8升燃料油。我國的測試數據表明，在生產和攤鋪過程中熱拌浙青混合料排放出2. 6mg/g的二氧化碳(CO2)、104mg/g的一氧化碳(CO)、151mg/g的氮氧化物(NOx)以及5. 6mg/g的煙塵等廢氣。使用熱拌浙青混合料的負面影響是環境的破壞、能源的浪費和人的生存權縮小，這與我國發展綠色可持續性道路和“十二五”規劃提出的節能減排抑制高能耗過快發展是背道而馳的。因此，十分有必要開發一種“綠色環保經濟型”的新型溫拌浙青混合料來代替熱拌浙青混合料。 在日益注重環保的今天，溫拌浙青混合料以其以上的優勢必將成為未來浙青混合料技術發展方向之一。國外經過十幾年的研究與應用，對溫拌浙青混合料的設計、生產和施工已經成為較為成熟的經驗和技術，而我國則是在最近幾年才開始研究這項技術的，尚處于剛剛起步階段。
發明內容
本發明提供了一種用于高等級道路的浙青溫拌劑及其制備方法，旨在解決目前在道路工程建設中，浙青混合料的生產和應用造成了能源過度消耗與環境嚴重污染，而溫拌浙青混合料的設計、生產和施工在中國還未成熟，尚處于起步階段的問題。本發明的目的在于提供一種用于高等級道路的浙青溫拌劑，該浙青溫拌劑的重量百分比組成為=Gemini類表面活性劑I 10份、稀釋劑50 90份、抗剝離劑0. I 5份、穩定劑I 3份。進一步,所述Gemini類表面活性劑為陽離子型、非離子型和兩性型Gemini類表面活性劑的一種或幾種復配物。進一步，所述陽離子型Gemini表面活性劑為具有柔性集團的雙烷基季銨鹽[CnH2lrt-N+(CH3)2-CH2CH2(OCH2CH2)m-N+(CH3)2-CnH2nJ 2Br_ 和具有剛性連接集團的CH4-[CH2N+(CH3)2 (CH2)nCHJ2 2Br-，其中 n 為 12、14、16、18 和 20。進一步，所述非離子型Gemini表面活性劑為醇醚和酚醚型，連接集團包括對苯二酚的C10H21CH [CH2O (CH2CH2O) nH] -O-CH4-O-CHC10H21 [CH2O (CH2CH2O) n] H 和二硫代乙醇CH(C10H21) [CH2O (C2H4O)nH]-S-CH2-CH2-S-HC (C10H21) [CH2O (C2H4O)nH]，其中 n 為 14、16和20。進一步，所述兩性離子型Gemini表面活性劑為咪唑啉型CH2CH2NCR (CH2) 2S03_N+_CH2-CH2-CH2CH2NCR (CH2) 2S03_N+ 和磷酸酯甜菜堿型 CnH2n+1_P0 (0_) -O-CH2CH2-N+ (CH3) 2_CnH2n+1，其中 n 為 12、14、16、18 和 20。進一步，所述稀釋劑為水和乙醇的一種或幾種，抗剝離劑為乙二胺四乙酸二鈉鹽或四鈉鹽，穩定劑為氯化鎂或氯化鈣。進一步，所述穩定劑為氯化鎂或氯化鈣。本發明的另一目的在于提供一種用于高等級道路的浙青溫拌劑的制備方法，該方法包括以下步驟 步驟一,按浙青溫拌劑的重量百分比將I 10份的Gemini類表面活性劑在40 50°C時加入到50 90份的稀釋劑中混合；步驟二，在步驟一的基礎上加入0. I 5份的抗剝離劑；步驟三，在步驟二的基礎上加入I 3份的穩定劑；步驟四，攪拌混合均勻后制成浙青溫拌劑。本發明的另一目的在于提供一種溫拌浙青混合料的制備方法，該方法包括以下步驟將浙青和礦料分別加熱到一定溫度；在拌合鍋中加入95%的礦料、5%的浙青及占浙青重量I 5%的溫拌劑，拌合60秒，制備得到溫拌浙青混合料。進一步，通過馬歇爾試驗可確定摻加不同溫拌劑的溫拌浙青混合料的最佳成型溫度；溫拌浙青混合料的成型溫度不小于100°C，當溫拌浙青混合料的成型溫度大于100°C時，空隙率可滿足設計要求。本發明提供的用于高等級道路的浙青溫拌劑及其制備方法，浙青溫拌劑的重量百分比組成為=Gemini類表面活性劑I 10份、稀釋劑50 90份、抗剝離劑0. I 5份、穩定劑I 3份，通過采用該浙青溫拌劑可制備出溫拌浙青混合料，將浙青和礦料分別加熱到一定溫度，在拌合鍋中加入95 %的礦料、5 %的浙青及占浙青重量I 5 %的溫拌劑，拌合60秒，制備得到溫拌浙青混合料；該溫拌浙青混合料所鋪制的浙青路面施工靈活、便利、環保，在不影響浙青混合料路用性能的前提下，可降低施工溫度40 50°C，節約了能源；安全、實用，易于碾壓，有效地保護了施工人員的身體健康；溫拌浙青混合料的設計、拌和及施工工藝與熱拌混合料基本一致，降低了拌和溫度，減輕了浙青拌和時的老化程度，延長了道路的使用年限，符合節能減排及綠色可持續發展的道路，具有較強的推廣與應用價值。
圖I是本發明實施例提供的用于高等級道路的浙青溫拌劑的制備方法的實現流程圖；圖2是本發明實施例提供的溫拌浙青混合料的制備方法的實現流程圖；圖3是本發明實施例提供的溫拌浙青混合料的孔隙率與成型溫度的關系曲線示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定發明。本發明的目的在于提供一種用于高等級道路的浙青溫拌劑，該浙青溫拌劑的重量百分比組成為=Gemini類表面活性劑I 10份、稀釋劑50 90份、抗剝離劑0. I 5份、穩定劑I 3份。在本發明實施例中，Gemini類表面活性劑為陽離子型、非離子型和兩性型Gemini類表面活性劑的一種或幾種復配物。在本發明實施例中，陽離子型Gemini表面活性劑為具有柔性集團的雙烷基季銨鹽[CnH2n+1-N+ (CH3) 2-CH2CH2 (OCH2CH2) m_N+ (CH3) 2_CnH2n+1] 2Br_ 和具有剛性連接集團的CH4-[CH2N+(CH3)2 (CH2)nCHJ2 2Br-，其中 n 為 12、14、16、18 和 20。在本發明實施例中，非離子型Gemini表面活性劑為醇醚和酚醚型，連接集團包括對苯二酚的 C10H21CH [CH2O (CH2CH2O) nH] -O-CH4-O-CHC10H21 [CH2O (CH2CH2O) n] H 和二硫代乙醇CH(C10H21) [CH2O (C2H4O)nH] -S-CH2-CH2-S-HC (C10H21) [CH2O (C2H4O)nH]，其中 n 為 14、16和20。在本發明實施例中，兩性離子型Gemini表面活性劑為咪唑啉型CH2CH2NCR (CH2) 2S0fN+-CH2-CH2-CH2CH2NCr (CH2) 2S0fN+ 和磷酸酯甜菜堿型 CnH2n+1-P0 (00 -O-CH2CH2-N+ (CH3) 2_CnH2n+1，其中 n 為 12、14、16、18 和 20。在本發明實施例中，稀釋劑為水和乙醇的一種或幾種，抗剝離劑為乙二胺四乙酸二鈉鹽或四鈉鹽，穩定劑為氯化鎂或氯化鈣。在本發明實施例中，穩定劑為氯化鎂或氯化鈣。如圖I所示，本發明的另一目的在于提供一種用于高等級道路的浙青溫拌劑的制備方法，該方法包括以下步驟在步驟SlOl中，按浙青溫拌劑的重量百分比將I 10份的Gemini類表面活性劑在40 50°C時加入到50 90份的稀釋劑中混合；在步驟S102中，在步驟一的基礎上加入0. I 5份的抗剝離劑；在步驟S103中，在步驟二的基礎上加入I 3份的穩定劑；在步驟S104中，攪拌混合均勻后制成浙青溫拌劑。如圖2所示，本發明的另一目的在于提供一種溫拌浙青混合料的制備方法，該方法包括以下步驟在步驟S201中，將浙青和礦料分別加熱到一定溫度；在步驟S201中，在拌合鍋中加入95%的礦料、5%的浙青及占浙青重量I 5%的溫拌劑，拌合60秒，制備得到溫拌浙青混合料。在本發明實施例中，通過馬歇爾試驗可確定摻加不同溫拌劑的溫拌浙青混合料的最佳成型溫度；溫拌浙青混合料的成型溫度不小于100°C，當溫拌浙青混合料的成型溫度大于100°C時，空隙率可滿足設計要求。下面結合附圖及具體實施例對本發明的應用原理作進一步描述。為克服道路浙青施工存在的問題，本發明提供一種浙青溫拌劑，溫拌劑與熱浙青在拌和過程中共同作用，溫拌劑將浙青中的含氧氮硫化合物所形成的膠團分散成小分子膠束作用、借助拌和過程實現均勻分散，達到降粘和降低拌合溫度的溫度。另外溫拌劑富集于殘留微量水和浙青的界面，暫時性在膠結料內部形成結構性水膜。由于水膜作用不受溫度影響，溫度下降時，水膜潤滑作用能夠很大程度抵消浙青粘度增大的作用，從而實現溫拌。在壓實完成后，溫拌劑會向石料與浙青界面轉移，具有一定的抗剝落效果，加強集料與浙青膠結料的粘結性能。浙青溫拌劑的重量百分比組成為=Gemini類表面活性劑I 10份、稀釋劑50 90份、抗剝離劑0. I 5、穩定劑I 3份；Gemini類表面活性劑為陽離子型、非離子型和兩性型Gemini類表面活性劑的一種或幾種復配物。陽離子型Gemini表面活性劑為具有柔性集團的雙烷基季銨鹽[CnH2n+1_N+(CH3)2-CH2CH2 (OCH2CH2) m-N+ (CH3) 2_CnH2n+1] 2Br_ 和具有剛性連接集團的 CH4- [CH2N+ (CH3) 2 (CH2) nCH3]2 2Br-，其中 n 為 12、14、16、18 和 20。非離子型Gemini表面活性劑為醇醚和酚醚型，連接集團包括對苯二酚的C10H21CH [CH2O (CH2CH2O) nH] -O-CH4-O-CHC10H21 [CH2O (CH2CH2O) n] H 和二硫代乙醇CH(C10H21) [CH2O (C2H4O)nH] -S-CH2-CH2-S-HC (C10H21) [CH2O (C2H4O)nH]，其中 n 為 14、16和20。兩性離子型Gemini 表面活性劑為咪唑啉型 CH2CH2NCR(CH2) 2S03_N+-CH2_CH2-CH2CH2NCR(CH2)2SCVN+和磷酸酯甜菜堿型 CnH2n+1-P0(0_)-O-CH2CH2-N+(CH3)2-CnH2lrt，其中 n 為 12、14、16,18 和 20。稀釋劑為水和乙醇的一種或幾種，抗剝離劑為乙二胺四乙酸二鈉鹽或四鈉鹽，穩定劑為氯化鎂或氯化鈣。浙青溫拌劑的制備I.按浙青溫拌劑的重量百分比將Gemini類表面活性劑在40 50°C時加入到溶劑中混合；2.在步驟I的基礎上加入抗剝離劑；3.在步驟2的基礎上加入穩定劑；4.攪拌混合均勻后制成浙青溫拌劑。浙青混合料制備I.將浙青和礦料分別加熱到一定溫度；2.在拌合鍋中加入礦料(95% )、浙青(5% )和溫拌劑(占浙青重量的I 5% )，拌合60秒，制備得到浙青混合料。上述溫拌劑的與現有技術相比，具有以下特點I.浙青路面施工靈活、便利、環保；2.在不影響浙青混合料路用性能的前提下，可降低施工溫度40 50°C，從而節約能源；3.安全、實用，易于碾壓，保護施工人員的身體健康；4.溫拌浙青混合料的設計、拌和及施工工藝與熱拌混合料基本一致；5.降低拌和溫度，減輕浙青拌和時的老化程度；
6.延長施工工期。通過馬歇爾試驗，確定摻加不同溫拌劑的混合和料最佳成型溫度。浙青混合料成型溫度分別為80°C、90°C、100°C、110°C、120°C、130°C、140°C、150°C。根據檢測結果繪制試件空隙率與成型溫度關系圖，如圖3所示。從圖I中可以看出，溫拌浙青混合料的壓實溫度明顯低于熱拌浙青混合料，溫拌浙青混合料的壓實工作性對溫度的敏感性大大降低(甚至形成不敏感范圍)，可以達到目標壓實度的壓實溫度范圍明顯擴大。成型溫度大于100°C時，空隙率可滿足設計要求。浙青混合料在90°c、100°c、ll(rc成型時的試件檢測結果見表I。表I馬歇爾試件測試結果
權利要求
1.一種用于高等級道路的浙青溫拌劑，其特征在于，該浙青溫拌劑的重量百分比組成為=Gemini類表面活性劑I 10份、稀釋劑50 90份、抗剝離劑0. I 5份、穩定劑I 3份。
2.如權利要求I所述的浙青溫拌劑，其特征在于，所述Gemini類表面活性劑為陽離子型、非離子型和兩性型Gemini類表面活性劑的一種或幾種復配物。
3.如權利要求2所述的浙青溫拌劑，其特征在于，所述陽離子型Gemini表面活性劑為具有柔性集團的雙烷基季銨鹽 [CnH2n+1-N+(CH3)2-CH2CH2 (OCH2CH2)m-N+(CH3)2-CnH2nJ 2Br_ 和具有剛性連接集團的CH4-[CH2N+(CH3)2 (CH2)nCHJ2 2Br-，其中 n 為 12、14、16、18 和 20。
4.如權利要求2所述的浙青溫拌劑，其特征在于，所述非離子型Gemini表面活性劑為醇醚和酚醚型，連接集團包括對苯二酚的C10H21CH[CH2O (CH2CH2O) nH] -O-CH4-O-CHC10H21 [CH2O (CH2CH2O) J H 和二硫代乙醇CH(C10H21) [CH2O (C2H4O)nH]-S-CH2-CH2-S-HC (C10H21) [CH2O (C2H4O)nH]，其中 n 為 14、16 和20。
5.如權利要求2所述的浙青溫拌劑，其特征在于，所述兩性離子型Gemini表面活性劑為咪唑啉型 CH2CH2NCR (CH2) 2S03-N+-CH2-CH2-CH2CH2NCR (CH2) 2S0fN+ 和磷酸酯甜菜堿型 CnH2n+1-PO(CT)-O-CH2CH2-N+(CH3)2-CnH2n+1，其中 n 為 12、14、16、18 和 20。
6.如權利要求I所述的浙青溫拌劑，其特征在于，所述稀釋劑為水和乙醇的一種或幾種，抗剝離劑為乙二胺四乙酸二鈉鹽或四鈉鹽，穩定劑為氯化鎂或氯化鈣。
7.如權利要求I所述的浙青溫拌劑，其特征在于，所述穩定劑為氯化鎂或氯化鈣。
8.一種用于高等級道路的浙青溫拌劑的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 步驟一，按浙青溫拌劑的重量百分比將I 10份的Gemini類表面活性劑在40 50°C時加入到50 90份的稀釋劑中混合； 步驟二，在步驟一的基礎上加入0. I 5份的抗剝離劑； 步驟三，在步驟二的基礎上加入I 3份的穩定劑； 步驟四，攪拌混合均勻后制成浙青溫拌劑。
9.一種溫拌浙青混合料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 將浙青和礦料分別加熱到一定溫度； 在拌合鍋中加入95%的礦料、5%的浙青及占浙青重量I 5%的溫拌劑，拌合60秒，制備得到溫拌浙青混合料。
10.如權利要求9所述的制備方法，其特征在于，通過馬歇爾試驗可確定摻加不同溫拌劑的溫拌浙青混合料的最佳成型溫度； 溫拌浙青混合料的成型溫度不小于100°c，當溫拌浙青混合料的成型溫度大于100°C時，空隙率可滿足設計要求。
全文摘要
本發明屬于道路鋪設材料領域，提供了一種用于高等級道路的瀝青溫拌劑及其制備方法，瀝青溫拌劑的重量百分比組成為Gemini類表面活性劑1～10份、稀釋劑50～90份、抗剝離劑0.1～5份、穩定劑1～3份，采用該瀝青溫拌劑可制備出溫拌瀝青混合料，溫拌瀝青混合料所鋪制的瀝青路面施工靈活、便利、環保，在不影響瀝青混合料路用性能的前提下，可降低施工溫度40～50℃，節約了能源；安全實用、易于碾壓，保護了施工人員的身體健康；溫拌瀝青混合料的設計、拌和及施工工藝與熱拌混合料基本一致，降低了拌和溫度，減輕了瀝青拌和時的老化程度，延長了道路的使用年限，符合綠色可持續發展的道路，具有較強的推廣與應用價值。
文檔編號C04B24/16GK102795801SQ20121030286
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月17日 優先權日2012年8月17日
發明者王洪國, 廖克儉, 孔慶彬, 南雪峰 申請人:遼寧石油化工大學