[发明专利]粉状沥青混合料抗车辙外加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于沥青路面用材料技术领域，具体涉及到粉状沥青混合料抗车辙外加剂及其制备方法。

技术背景

在高等级公路中，沥青路面作为一种无接缝的连续式路面，以其良好的力学强度、平整耐磨的表面、平稳舒适的行车性能、无扬尘、振动小、噪音低、施工期短以及养护维修简便等特点，得到了广泛的应用。沥青路面在我国已建成的高等级路面结构中占了绝大部分，国外经济发达国家使用沥青路面则更为广泛。随着交通量的不断增长，以及车辆大型化、交通渠道化等因素的影响，沥青路面面临着严峻的考验。很多新建高速公路的早期破坏现象较为严重，如车辙、水损坏、松散、坑槽、网裂，其中车辙已经成为沥青路面最严重的早期病害之一。车辙是沥青路面车辆荷载反复作用下，行车道在行车轨迹处产生较大的永久性变形，并在沥青路面上沿车辆行使方向形成的一种形状类似沟槽的路面损坏现象。

对于高速公路沥青路面而言，车辙带来的危害性很大：平整度下降，影响行车的舒适性与货物的安全性；辙槽内积水，影响行车安全；辙槽内沥青结构厚度减薄，降低了路面的结构强度。目前防治车辙病害广泛采用的方法是在沥青混合料拌和过程中加入热塑性高分子聚合物，主要是聚乙烯，简称PE。即，在沥青混合料的拌和过程中，直接将以热塑性树脂为原料的产品(通常称为抗车辙剂)加入到拌和炉中，抗车辙剂受热软化，在混合料成型过程中，形成弹性体，冷却后，抗车辙剂变硬，通过嵌挤、加筋、胶结和增粘作用，来提高沥青混合料的抗车辙性能。目前，常用的抗车辙剂产品有法国的PR PLAST、德国的DUROFLEX和深圳海川的车辙王。这几种产品都是以聚乙烯为主要原料，通过螺杆挤出机将其加工成3～6mm的圆柱状或半球状颗粒体。

研究表明：通过添加抗车辙剂，虽然可以显著地提高沥青混合料的高温稳定性，即抗车辙能力，但存在的问题是：目前的抗车辙剂以聚乙烯为主要原料，产品性能单一，适应性差；原材料价格高，不利于推广使用；产品高温弹性较好，但低温性能较差，脆性大、容易脆裂而产生裂纹；产品主要侧重于宏观物理作用，利用添加的高分子材料的弹性恢复、嵌挤和胶结等性能来提高沥青混合料的高温稳定性，而产品微观界面作用较差；产品的抗老化性能和抗剥落性能较差；产品在与石料的拌和过程中，受热易软化，彼此粘结，很难分散均匀。

发明内容

本发明的目的在于克服现有沥青混合料抗车辙外加剂存在的缺点，提供一种使用方便、价格低廉、提高沥青混合料综合性能的抗车辙外加剂及其制备方法。

本发明的外加剂由下述重量份的原料制成：

聚乙烯             30～70份

废旧聚乙烯         20～55份

乙烯-乙酸乙烯脂    8～15份

石油沥青           2～7份

添加剂             1～4份

此范围内更为优选的重量份配比是：

聚乙烯：             40～60份

废旧聚乙烯：         30～50份

乙烯-乙酸乙烯脂：    8～10份

石油沥青：           4～6份

添加剂：             1～3份

上述组分之聚乙烯，为低密度聚乙烯、中密度聚乙烯中的一种或两种组合；废旧聚乙烯，为再生废旧高低压聚乙烯破碎料；乙烯-乙酸乙烯脂，为乙酸乙烯脂含量范围5％～30％；石油沥青的针入度为30～70，以0.1mm计；添加剂为抗氧化剂和热稳定剂中的一种或两种组合。

本发明之粉状沥青混合料抗车辙外加剂的制备方法是：

将聚乙烯、废旧聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯脂、石油沥青和添加剂，按照配方中的比例混合；再在125～180℃的环境中加热并搅拌；随后挤成条状半成品；常温水浴冷却后，切割成长度为3～5mm颗粒；将颗粒破碎成粒径为50～500μm的粉状固体颗粒，即得本发明产品。

本发明产品的作用原理如下：

宏观物理作用。拌和过程中，本发明产品在高温作用下软化，形成弹性体，在高速机械搅拌和剪切力的作用下，本发明产品熔融、拉丝、弹性变形，填充到沥青和集料之间，对沥青混合料起到嵌挤、加筋和胶结作用。

填充作用。本发明产品的粒径范围为50～500μm，由于粒径颗粒分布范围广，在沥青和集料之间，根据产品颗粒的分布，可以起到互相填充的作用。