[發明專利]一種耐紫外老化瀝青混合料的制備方法及其性能評價方法

在審

• 申請號: 201410542841.5
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104326701A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 李福建;周文婷;韓君;陶紅
• 申請（專利權）人: 江蘇寶利瀝青股份有限公司
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;C04B22/06;G01N17/00;G01N3/20
• 代理公司: 江陰市永興專利事務所(普通合伙) 32240
• 代理人: 達曉玲;詹世平

技術領域

本發明涉及道路工程的改性瀝青技術領域，涉及高原地區尤其是西藏地區耐紫外老化瀝青混合料的生產制備方法及性能指標評價方法。

背景技術

高原地區紫外線強的主要原因是空氣稀薄清潔，水汽含量少，陽光透過大氣層時能量損失少。該地區日照充足，在高原缺氧、日晝溫差大、紫外線強。

紫外光輻射時間長，是瀝青路面長期老化的主要影響因素，特別是在我國西部地區，如西藏、青海、新疆等地區，晝夜溫差大，紫外光不僅輻射強度很高，通常為我國中東部地區的3～4倍，且全年日照輻射時間很長(一般大于270天)年輻射總量非常大。年日照時數在3000小時以上，比成都多1800個小時，比上海市多1100個小時。日照紫外線強，全年總輻射是同緯度成都的2.1倍，上海的1.7倍。

瀝青是一種有機大分子材料，極易受到紫外光輻射的影響而發生光氧老化，進而劣化瀝青基材料的服役性能，大大縮短其使用壽命。如在紫外線作用下瀝青變硬變脆，導致瀝青路面產生裂縫、車轍、坑槽、剝落等病害，在紫外線較強的地區，一些路面使用2-3年即需大修，使用壽命縮短80％。紫外光老化也易使瀝青基防水材料的低溫柔韌性明顯降低，在冬季低溫下難以適應基層的冷縮而出現開裂。

紫外光引起能量密度高、破壞性強，對瀝青結構和性能影響較大，常規瀝青不能適應于當前西藏、青海等高原地區紫外線強烈的氣候特點，專利CN103421334A提出利用鎂鋁基層狀雙羥基復合金屬氫氧化物優良的紫外光反射性能來改善彈性體改性瀝青涂蓋料的耐紫外老化性能，專利CN102898849.A提出在瀝青中添加鋅基摻雜層狀氫氧化物阻隔材料作為紫外吸收劑來改善瀝青的耐紫外老化性能。然而上述技術均為理論上的探討，基本沒有應用過，在現有實際瀝青路面混合料生產應用中，該材料在作為瀝青中的添加劑，與瀝青中的復雜的有機這種高分子化合物存在難以全部混溶的問題，部分材料暫時混溶了的材料很快在瀝青中發生沉淀和離析。另外，通過現有瀝青評價指標，盡管耐紫外老化能力有一定的提高，但由于沉淀的存在，在實際應用時常出現生產應用中運輸槽罐車和瀝青拌合系統因堵塞而導致設備癱瘓的問題，因此耐紫外阻隔材料瀝青在制備和性能指標評價中的應用存在較大的技術瓶頸。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的缺陷，擴大耐紫外老化瀝青混合料的應用途徑，本發明提供了一種耐紫外老化瀝青混合料的制備方法及其性能評價方法，其中采用將耐紫外阻隔劑添加到礦料中進行預先高溫拌合，然后添加瀝青再次進行高溫拌合的方法制備瀝青混合料，得到的瀝青混合料產品對紫外光線起到物理反射、屏蔽以及化學吸收的良好作用；在生產過程中也不會帶來沉淀、離析等問題的困擾，有效改善了瀝青路面在紫外線輻射情況下路用性能，大大延長了瀝青路面使用壽命，可用于高原地區高等級公路建設。

本發明提供一種耐紫外老化瀝青混合料制備方法，技術方案如下：

一種耐紫外老化瀝青混合料的制備方法，其特征在于，在制備混合料之前，對原材料進行加溫拌合，具體包括以下步驟：

按照以下組分重量百分比配比稱取原料：基質瀝青3.6％～4.8％、鎂鋁層狀雙氫氧化物紫外阻隔材料1.0％～2.4％，石料92.8％～95.4％，其中石料由用于瀝青混合料拌合的各檔集料按照一定級配比例組成。以上比例是根據各種材料在瀝青混合料中的最優摻配比例而設定的，同時考慮了其中鎂鋁層狀雙氫氧化物紫外阻隔材料(后簡稱紫外阻隔材料)的添加量，因為紫外阻隔材料添加太低對瀝青的性能影響效果有限，而添加量太大則容易發生沉淀。

將組成石料的各檔集料放置在烘箱中加熱3～5小時，烘箱溫度為170～190℃，然后倒入拌合鍋中，在拌合鍋中溫度設定為160～180℃；然后將按比例稱好的上述紫外阻隔材料加入拌合鍋中進行拌合，拌合時間為2～4分鐘；最后將按比例稱好的基質瀝青放入拌合鍋中，進行拌合，拌合時間為3～5分鐘，得到耐紫外老化瀝青混合料成品。

由于紫外阻隔材料為白色粉末狀，為防止與瀝青結團，分散不均勻，需在瀝青加入集料之前添加，而上述拌合時間的設定是根據實際拌合狀態設定的；溫度的設定是滿足瀝青混合料拌合、擊實的溫度要求而設定。

根據氣候條件選擇瀝青路面所用的基質瀝青標號是個技術性很強的問題，如果根據夏天炎熱氣候的要求，應該盡量選用硬一些的瀝青，而為了滿足冬季寒冷氣候條件的需要，又應該選用軟質瀝青。參照國內外路面設計規范，各氣候分區的瀝青分級范圍要求值如下表所示：

表1各地氣候分區的瀝青分級范圍