一种环保型沥青混合料抗车辙添加剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种环保型沥青混合料抗车辙添加剂及其制备方法，所述抗车辙添加剂按重量百分比计，其原料组成如下：废农用地膜颗粒35～45％，岩沥青25～35％，活化废胶粉25～35％。其制备方法为：将原料废农用地膜颗粒、岩沥青、活化废胶粉在130～150℃条件下加热混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出成型，水冷拉丝，切粒，最后干燥得到环保型沥青混合料抗车辙添加剂。本发明所提供的环保型沥青混合料抗车辙添加剂价格低廉，掺入沥青混合料中能够改善沥青的高温性能、抗老化性能，并有效提高沥青路面的抗车辙性能。

权利要求

1.一种环保型沥青混合料抗车辙添加剂，其特征在于，按重量百分比计，其原料组成如下：废农用地膜颗粒35～45％，岩沥青25～35％，活化废胶粉25～35％；

所述废农用地膜颗粒的制备方法为：将洁净的废农用地膜破碎为边长或径向直径为7～12mm的地膜块，然后与丙烯酸-2-羟乙酯、偶氮二异丁腈按比例混合，随后加入单螺杆挤出机中熔融挤出成型、造粒得到；

所述活化废胶粉制备方法为：将废橡胶粉烘干脱水，然后置于微波装置中活化得到。

2.根据权利要求1所述的环保型沥青混合料抗车辙添加剂，其特征在于所述岩沥青粒度为300～500目，其中沥青含量为90～100％，软化点为100～150℃。

3.根据权利要求1所述的环保型沥青混合料抗车辙添加剂，其特征在于所述地膜块与丙烯酸-2-羟乙酯、偶氮二异丁腈的质量比为100：1～15：0.1～1。

4.根据权利要求1所述的环保型沥青混合料抗车辙添加剂，其特征在于所述废橡胶粉粒径为40～120目，所述置于微波装置中活化的条件为：微波功率为600～1200W，微波活化时间为30～120s。

5.一种权利要求1-4任一所述的环保型沥青混合料抗车辙添加剂的制备方法，其特征在于步骤如下：将原料废农用地膜颗粒、岩沥青、活化废胶粉在130～150℃条件下加热混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出成型，水冷拉丝，切粒，最后干燥得到环保型沥青混合料抗车辙添加剂。

6.一种权利要求1-4任一所述的环保型沥青混合料抗车辙添加剂的使用方法，其特征在于：其掺量比例为沥青混合料质量的0.2～0.6％。

说明书

一种环保型沥青混合料抗车辙添加剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于道路工程材料领域，具体涉及一种采用岩沥青、废胶粉和废农用地膜为主要原料的环保型沥青混合料抗车辙添加剂及其制备方法，主要用于沥青混合料路面层，用来提高面层沥青混合料的抗车辙性能。

背景技术

[0002] 随着我国经济建设的不断发展和西部大开发战略的实施，西部地区高速公路建设项目日益增多。然而，由于西南地区高温多雨的气候特征，夏季路面温度较高，路面软化，加之道路交通量过大，超限超载车辆增多，造成许多路面在通车后不久就出现较为严重的早期破坏，其中车辙是最为严重的早期破坏形式之一。车辙的出现严重影响了行车的舒适性，并且车辙处沥青层减薄，削弱了路面层的整体强度，又会进一步诱发其他病害，严重影响了沥青路面的使用寿命。

[0003] 为了预防路面车辙的产生，常用的措施主要是改良沥青混凝土的级配，采用更粗的矿料级配，或者采用改性沥青，或者在混合料中掺入各种聚酯纤维、木质纤维和矿物纤维等，但是采用这些方法，又容易出现离析、剩余空隙率大导致渗水产生水损坏等问题。目前最适用的方法是在道路沥青施工过程中直接掺入抗车辙剂来预防。

[0004] 目前市售的抗车辙剂产品主要有法国PRI公司的PR PLASTS颗粒、德国巴塞尔集团的DUROFLEX(多米克斯)颗粒、壳牌沥青公司的SEAM颗粒等。国内主要有深圳海川工程科技有限公司与欧洲大型筑路公司共同研发的RadSpunrie车辙王抗车辙剂等。尽管目前这些市售抗车辙剂可以通过集料表面的增粘、加筋、填充以及沥青改性、弹性恢复等多重作用而提高沥青混合料的高温稳定性，但价格均较昂贵，使用时，掺加量大，成本相对较高；而且一般需提高施工温度，延长拌和时间，增加能耗，增加施工控制难度和污染排放；且抗车辙效果并不理想。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种低成本的环保型沥青混合料抗车辙添加剂及其制备方法，解决沥青路面存在的车辙问题。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

[0007] 提供一种环保型沥青混合料抗车辙添加剂，按重量百分比计，其原料组成如下：废农用地膜颗粒35～45％，岩沥青25～35％，活化废胶粉25～35％；

[0008] 所述废农用地膜颗粒的制备方法为：将洁净的废农用地膜破碎为边长或径向直径为7～12mm的地膜块，然后与丙烯酸-2-羟乙酯、偶氮二异丁腈按比例混合，随后加入单螺杆挤出机中熔融挤出成型、造粒得到；

[0009] 所述活化废胶粉制备方法为：将废橡胶粉烘干脱水，然后置于微波装置中活化得到。

[0010] 按上述方案，所述岩沥青粒度为300～500目，其中沥青含量为90～100％，软化点为100～150℃。

[0011] 按上述方案，所述地膜块与丙烯酸-2-羟乙酯、偶氮二异丁腈的质量比为100：1～15：0.1～1。

[0012] 按上述方案，所述废橡胶粉粒径为40～120目，所述置于微波装置中活化的条件为：微波功率为600～1200W，微波活化时间为30～120s。

[0013] 本发明还提供上述环保型沥青混合料抗车辙添加剂的制备方法，其步骤如下：将原料废农用地膜颗粒、岩沥青、活化废胶粉在130～150℃条件下加热混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出成型，水冷拉丝，切粒，最后干燥得到环保型沥青混合料抗车辙添加剂。

[0014] 本发明还提供所述环保型沥青混合料抗车辙添加剂的使用方法，其掺量比例为沥青混合料质量的0.2～0.6％。

[0015] 本发明所述的环保型沥青混合料抗车辙添加剂，采用岩沥青、废农用地膜和废胶粉为主要原料，来源广泛，价格低廉，降低了使用成本。同时，可以解决我国面临的大量废旧轮胎的处理问题和西部农村废弃农用地膜的处理问题，减少环境污染，形成环境保护、废物利用和延长道路寿命的三赢局面。废胶粉在与沥青接触时，废胶粉中有部分裂解，交联剂硫、丙酮抽出物和油性填充剂、抗老化剂、锌化合物等外加剂和部分碳黑等活性成分通过界面交换进入沥青，这些物质基本上对改进沥青性能是有益的，可以起到改善沥青的高温性能、抗老化性能和沥青与矿料的界面粘接条件的作用。而沥青中的蜡和轻质组份被废胶粉吸收，废胶粉的力学性能有所降低，但仍然高于沥青，因此，沥青的高低温性能都会有较大的提高。另外，废农用地膜的主要成分为聚烯烃，通过丙烯酸-2-羟乙酯和偶氮二异丁腈的接枝改性，赋予了聚烯烃极性，其表面活性基团能够提高其与道路沥青混凝土中极性集料的粘附性能，改善沥青在集料表面的吸附，提高沥青混凝土的强度。因此，本发明所述的环保型沥青混合料抗车辙添加剂，可以有效提高沥青路面的抗车辙性能。

[0016] 本发明的有益效果在于：本发明所提供的环保型沥青混合料抗车辙添加剂以岩沥青、废农用地膜和废胶粉为主要原料，环保且价格低廉，掺入沥青混合料中能够改善沥青的高温性能、抗老化性能，并改善沥青与矿料的界面粘接条件，提高其与道路沥青混凝土中极性集料的粘附性能，改善沥青在集料表面的吸附，提高沥青混凝土的强度，有效提高沥青路面的抗车辙性能(经测试，本发明所述环保型沥青混合料抗车辙添加剂加入AC-13沥青混合料中动态稳定次数达14477.5-14690.2次/mm，马歇尔稳定度达11-12KN，冻融劈裂强度比达92.3-93.4％)。

具体实施方式

[0017] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。

[0018] 实施例1

[0019] 本实施例所用废农用地膜颗粒的制备方法为：取洁净的废农用地膜4000g，破碎成径向直径为10mm左右的地膜块，然后与200g丙烯酸-2-羟乙酯和12g偶氮二异丁腈加入混合机中常温机械混合，随后加入到单螺杆挤出机中在150℃条件下熔融挤出成型、造粒，制得废农用地膜颗粒。

[0020] 所用活化废胶粉制备方法为：将80目的废橡胶粉烘干脱水，然后置于微波装置中，在微波功率为1000W，微波活化时间为60s条件下活化得到。

[0021] 制备环保型沥青混合料抗车辙添加剂：将4000g农用地膜颗粒、3000g岩沥青(粒度400目，沥青含量92％，软化点120℃)、3000g活化废胶粉(粒度80目)在150℃条件下加热混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出成型(加工挤出温度为150℃)，水冷拉丝(水温低于20℃)，切粒(轮式切刀分切造粒，所得颗粒粒径3～4mm)，最后干燥(温度80℃下烘90分钟)得到环保型沥青混合料抗车辙添加剂。

[0022] 实施例2

[0023] 本实施例所用废农用地膜颗粒的制备方法为：取洁净的废农用地膜4000g，破碎成径向直径为10mm左右的地膜块，然后与600g丙烯酸-2-羟乙酯和40g偶氮二异丁腈加入混合机中常温机械混合，随后加入到单螺杆挤出机中在130℃条件下熔融挤出成型、造粒，制得废农用地膜颗粒。

[0024] 所用活化废胶粉制备方法为：将120目的废橡胶粉烘干脱水，然后置于微波装置中，在微波功率为600W，微波活化时间为120s条件下活化得到。

[0025] 制备环保型沥青混合料抗车辙添加剂：将4000g农用地膜颗粒、2500g岩沥青(粒度400目，沥青含量92％，软化点120℃)、3500g活化废胶粉(粒度80目)在130℃条件下加热混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出成型(加工挤出温度为130℃)，水冷拉丝，切粒，最后干燥得到环保型沥青混合料抗车辙添加剂。

[0026] 实施例3

[0027] 本实施例所用废农用地膜颗粒的制备方法为：取洁净的废农用地膜4500g，破碎成边长为10mm左右的地膜块，然后与450g丙烯酸-2-羟乙酯和27g偶氮二异丁腈加入混合机中常温机械混合，随后加入到单螺杆挤出机中在130℃条件下熔融挤出成型、造粒，制得废农用地膜颗粒。

[0028] 所用活化废胶粉制备方法为：将40目的废橡胶粉烘干脱水，然后置于微波装置中，在微波功率为1200W，微波活化时间为30s条件下活化得到。

[0029] 制备环保型沥青混合料抗车辙添加剂：将4500g农用地膜颗粒、3000g岩沥青(粒度400目，沥青含量92％，软化点120℃)、2500g活化废胶粉(粒度120目)在130℃条件下加热混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出成型(加工挤出温度为130℃)，水冷拉丝，切粒，最后干燥得到环保型沥青混合料抗车辙添加剂。

[0030] 实施例4

[0031] 本实施例所用废农用地膜颗粒的制备方法为：取洁净的废农用地膜3500g，破碎成边长为10mm左右的地膜块，然后与35g丙烯酸-2-羟乙酯和3.5g偶氮二异丁腈加入混合机中常温机械混合，随后加入到单螺杆挤出机中在150℃条件下熔融挤出成型、造粒，制得废农用地膜颗粒。

[0032] 所用活化废胶粉制备方法为：将100目的废橡胶粉烘干脱水，然后置于微波装置中，在微波功率为800W，微波活化时间为90s条件下活化得到。

[0033] 制备环保型沥青混合料抗车辙添加剂：将3500g农用地膜颗粒、3500g岩沥青(粒度400目，沥青含量92％，软化点120℃)、3000g活化废胶粉(粒度100目)在150℃条件下加热混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出成型(加工挤出温度为150℃)，水冷拉丝，切粒，最后干燥得到环保型沥青混合料抗车辙添加剂。

[0034] 实施例5

[0035] 测试实施例1-4所制备的环保型沥青混合料抗车辙添加剂的性能：将本发明提供的环保型沥青混合料抗车辙添加剂与沥青、集料和矿料，按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的AC-13型级配，本发明实施例1-4制备的环保型沥青混合料抗车辙添加剂按掺量为0.4％(占沥青混合料的质量分率)与AC-13沥青混合料掺和，油石比为5.3％。按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)标准中的试验方法测试动态稳定度、马歇尔稳定度和冻融劈裂强度比，性能测试结果见表1。

[0036] 表1性能测试

[0037]项目 AC-13 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
动态稳定度(次/mm) 2648.5 14562.8 14690.2 14477.5 14587.5
马歇尔稳定度(KN) 9 11.5 12 11 11.5
冻融劈裂强度比(％) 83.5 93.2 93.4 92.3 93.3

[0038] 由以上性能测试结果可以看出，本发明实施例制备的环保型沥青混合料抗车辙添加剂能够显著提高AC-13沥青混合料的动态稳定次数、马歇尔稳定度和冻融劈裂强度比，说明本发明的抗车辙添加剂能够有效改善沥青混合料的高低温性能，提高其抗车辙能力。