[發明專利]一種改性瀝青、溫拌瀝青混合料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010592644.6
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102558880A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 嚴軍;曹亞東;俞國平;陸青清;朱天同;蔡明;周玥;任晨
• 申請（專利權）人: 上海建設機場道路工程有限公司
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L23/06;C08L23/12;C08L23/08;C08L31/04;C08L27/06;E01C7/18;C04B26/26
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 高為華

技術領域

本發明涉及一種瀝青及其制備方法，特別涉及一種改性瀝青及其制備方法；本發明還涉及一種瀝青混合料及其制備方法，特別涉及一種溫拌瀝青混合料及其制備方法。

背景技術

瀝青是石油原油蒸餾提煉后的剩余物，是一種棕黑色有機凝膠狀物質。瀝青包括天然瀝青、石油瀝青、頁巖瀝青和煤焦油瀝青等四種。瀝青的主要成分是瀝青質和樹脂，此外瀝青還含有高沸點礦物油和少量的氧、硫和氯的化合物。

石油瀝青是原油的蒸餾殘留物，它富含了原油中80％以上的雜原子和大部分的縮合芳烴；瀝青中的少量苯、萘、蒽、菲、吡啶、吖啶、咔唑及酚等輕質成分，使瀝青在使用過程中對環境具有一定的潛在危害性。通常認為以煤焦油瀝青危害最大，而用途最廣的石油瀝青危害較小，因此現在基本禁止使用煤焦瀝青。雖然傳統的石油瀝青在常溫下使用于道路建設和修復材料不會對環境造成影響，但是在高溫下石油瀝青瀝青中的輕質成分容易揮發，而該輕質成分中的芳香烴具有一定的毒性，當其濃度超過一定程度時，會對人的身體健康帶來影響。此外，為了改善石油瀝青的路用性能，常在石油瀝青中加入廢舊橡膠、苯乙烯類熱塑性彈性體(SBS)、塑料、硫磺、粉塵等改性劑，這就使得石油瀝青的組成成分更加復雜。在這種形式下，人們更加擔心石油瀝青的使用會對環境、對人體造成潛在危害。

其實，關于瀝青材料在道路工程使用過程中對環境的影響早已不是一個新課題。在瀝青對大氣的污染、對水體的污染以及瀝青高溫條件下所散發出的瀝青煙對人體的毒害等方面，許多學者都做過很深的研究。

國內外學者對瀝青煙的化學組成研究普遍采用色質聯機(或稱色譜質譜聯用)的方法，分析結果表明瀝青煙是一種含有大量多環芳烴(PAHs)和少量氧、硫、氮等原子的復雜的混合物，通常以氣溶膠的實行存在于空氣中。通過檢測，瀝青煙中主要有160多種化合物，其中含量比較高的有81種。大都是萘、芴、熒蒽、菲、苯并芘等多環芳烴及其衍生物，同時也還有少量的咔唑和呋喃等雜環化合物。

根據澳大利亞學者Badger和他的同事提出的苯并芘合成步驟可知，有機物在高溫缺氧下裂解產生的碳氫自由基結合成乙炔，由乙炔形成乙烯基乙炔或1，3-丁二烯，然后生成乙基苯，再進一步結合成丁基苯和四氫化萘，最后通過中間體形成苯并芘。在高溫條件下，所有的碳氫化合物都會產生一定量的多環芳烴，尤其是在缺氧的條件下，多環芳烴的生成量就會更大。由此可見，受熱和乏氧是導致瀝青煙中多環芳烴產生的主要原因。因此，當瀝青高溫氧化后，表面缺氧的條件下，更容易產生大量的多環芳烴。

從職業健康的安全觀點看，瀝青中多環芳香烴的含量與施工中釋放出的量相比，顯然后者更為重要。因為瀝青常溫下呈固態或半固態，瀝青中所含有的PAHs在儲存和施工溫度下的揮發是極其有限的。但是，在道路建設過程中為了使瀝青和集料等充分混合，必須采用加熱的方式來降低瀝青的粘度，隨著瀝青膜在集料表面覆蓋的形成，瀝青也在不斷被氧化，特別是加熱溫度不均勻或局部過熱時，就會有瀝青煙形成。相對而言，瀝青中所含有的易揮發性組分雖然很少，但由于瀝青的大量使用，瀝青煙污染也已經引起人們的重視。

在國內，學者提出的應對瀝青煙危害的措施通常是采用物理隔離的方式或者是采用最小影響化的方法。這些應對措施，要么是把瀝青攪拌站建在更加偏遠的區域，要么是把施工過程選擇在人口流動性最小的時間段或區域進行，或是向施工人員配發面具、防護服等防護用品。

在國外發展起來的溫拌技術，可以降低瀝青的拌合溫度，減少甚至避免瀝青煙的產生。溫拌瀝青混合料技術，是通過溫拌劑降低瀝青混合料的拌合溫度來減少瀝青煙的產生，減少瀝青中有毒有害氣體的排放。溫拌瀝青混合料生產和攤鋪過程中溫度的下降，使得拌和過程中有害氣體和溫室氣體的排放減少。同時，由于拌和溫度的下降，瀝青混合料在拌合到現場壓實的整個過程中產生瀝青煙霧粉塵污染也會明顯減少。表1和表2是國家環境測試中心實施的拌合樓煙囪排放和施工現場有害氣體濃度測試的結果，在同等條件下測試了熱拌混合料和溫拌混合料兩種材料類型。

表1拌和樓煙囪排放測試

表2施工現場有害物濃度測試

由表1、2可知，采用溫拌瀝青混合料技術，不僅減少有害氣體的排放，而且能源消耗更低。有毒有害氣體的排放量大幅下降。比較采用溫拌技術和添加除味劑對施工現場有害氣體濃度測試影響結果顯示，溫拌技術在減少瀝青煙、苯可溶物和苯并芘等有害氣體排放方面效果顯著，降幅分別達90.2％、97％和79.8％。