[发明专利]含氧化聚乙烯蜡的改性沥青、该改性沥青的制备方法与沥青混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及道路用聚合物改性沥青领域，尤其涉及含氧化聚乙烯蜡的改性沥青及该改性沥青的制备方法，并涉及包括该改性沥青的沥青混凝土。

背景技术

自1989年修建第一条高速公路以来，我国的高速公路得到了快速的发展，到2010年底已达到了6.5万公里，仅次于美国，居世界第2位。高速公路的快速发展和建设加强了城市之间的联系，促进了不同地域的文化交流，增进了民族之间的团结，缩短了客货在途的时间，对整个国民经济的发展起到了重要的促进作用。随着重载渠化交通的增多及车辆轮胎气压的提高，车辙已成为沥青路面早期损坏的主要形式之一。尤其在长陡坡和急转弯较多的山岭重丘区高速公路上，重车行驶速度缓慢，车辆载荷作用于路面的时间加长，更容易出现较为严重的车辙等早期损坏现象，严重影响车辆正常、安全行驶。为预防高速公路的早期破坏和提高路面的抗车辙能力，增加沥青混凝土的强度是有效途径之一。

目前国内外提高沥青混凝土强度的方法主要从原材料的选择、集料级配设计、路面层结构设计、施工质量控制等方面着手。对原材料选择方面除了在集料选择上采用坚硬、粗糙、形状接近立方体、棱角性好、与沥青粘附性强的洁净粗、细集料，控制天然砂用量不超过10％等，并在沥青选择上选用粘度较高、针入度较小、软化点较高和含蜡量较低的沥青或采用外掺剂进行改性。实践证明，经过改性的沥青的相对抵抗永久变形的能力明显优于普通沥青。此外，有些项目还添加抗车辙剂，例如，法国的PR PLASTS，日本的TPS，SAK(SASOBIT)系列产品及国内厂家生产的各种抗车辙王就是一种专门用于改善热拌沥青混凝土特性，尤其是其抗车辙能力的聚合物。

随着社会的发展，人们对保护环境、节能减排的要求越来越高。对道路建设行业来说，特别是沥青道路施工部门，传统的高温热拌沥青混凝土施工作业能耗大、污染高、作业现场及周围环境非常恶劣，近年来温拌沥青混凝土技术蓬勃发展起来了。所谓温拌沥青混凝土(Warm Mix Asphalt，简称WMA)，也称温拌沥青技术，是通过一定的技术措施，使沥青能在相对较低的温度下进行拌和及施工，同时保持其不低于热拌沥青混凝土(Hot Mix Asphalt，简称HMA)的使用性能的沥青混凝土技术。该技术的关键是在不损伤HMA路用性能的前提下如何降低沥青在较低温度下的拌和粘度。目前，国际主流温拌技术主要通过外加材料降低沥青混凝土的高温粘度来实现。同时，先进的温拌沥青技术完全可以使温拌沥青混凝土达到热拌沥青混凝土的性能，且其较低的拌和温度及压实温度，使其与热拌沥青混凝土相比还有如下优点：

(1)降低了拌和成本。由于拌和温度一般可下降10～30℃，石料加热温度、沥青保温温度将相应下降。如此，燃油成本可下降20％～50％，拌和和裹覆难度下降，拌和能耗和机械损耗也相应下降。

(2)降低了沥青混凝土生产能耗、减轻老化，改善了路用性能。相对于热拌沥青混凝土，温拌沥青混凝土拌合温度降低了10～30℃，相当于生产1吨沥青混合料将节省1～1.5kg燃油，即沥青混凝土可节约30％的能源消耗。研究显示，当温度高于100℃时，沥青温度每提高10℃，其老化速率将提高1倍，而温拌沥青混凝土工作温度的降低，显著降低了沥青混凝土的老化现象，从而可以增加路面的使用寿命。

(3)减少了有害气体以及粉尘的排放量，降低了环境污染、改善了工人工作环境质量。单位混合料成品的燃油消耗减少，本身就会显著降低拌和过程当中的有害气体和温室气体的排放。由于拌和温度的下降，沥青混凝土在拌和到现场压实的整个过程中产生沥青烟雾粉尘污染均会明显减少。在摊铺过程中，基本可以实现无烟尘作业。工人劳动条件显著改善，沥青路面对工人健康损害减轻。同时，混合料拌和沥青路面作业对道路沿线居民的生理影响也显著减少。用温拌沥青技术，路面在施工时可节省加热燃油20％到30％，可使二氧化碳排放减少46％，一氧化碳减少约2/3，二氧化硫减少40％，氧化氮类气体减少近60％，而摊铺时产生的有毒的“沥青烟”，能减少达80％，这在很大程度上保护了环境和施工技术人员的身体健康。

(4)延长施工季节，增加了沥青路面施工的灵活性、便利性。由于料温与环境温度的差异缩小，温拌沥青混凝土的储运过程中降温速率下降，允许储存时间和运输时间均显著延长。温拌沥青混凝土卸车时料车底部因低温产生粘结和混合料粘料车现象也显著减少。

(5)设备无需改造即可进行生产。温拌沥青混凝土可基本上全部利用现有的热拌沥青混凝土设备，以满足热拌沥青混凝土的标准要求进行生产，且成品混合料性能良好，几乎完全具备和热拌沥青混凝土一样的施工和易性和路用性能。