[发明专利]一种耐紫外老化沥青混合料的制备方法及其性能评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及道路工程的改性沥青技术领域，涉及高原地区尤其是西藏地区耐紫外老化沥青混合料的生产制备方法及性能指标评价方法。

背景技术

高原地区紫外线强的主要原因是空气稀薄清洁，水汽含量少，阳光透过大气层时能量损失少。该地区日照充足，在高原缺氧、日昼温差大、紫外线强。

紫外光辐射时间长，是沥青路面长期老化的主要影响因素，特别是在我国西部地区，如西藏、青海、新疆等地区，昼夜温差大，紫外光不仅辐射强度很高，通常为我国中东部地区的3～4倍，且全年日照辐射时间很长(一般大于270天)年辐射总量非常大。年日照时数在3000小时以上，比成都多1800个小时，比上海市多1100个小时。日照紫外线强，全年总辐射是同纬度成都的2.1倍，上海的1.7倍。

沥青是一种有机大分子材料，极易受到紫外光辐射的影响而发生光氧老化，进而劣化沥青基材料的服役性能，大大缩短其使用寿命。如在紫外线作用下沥青变硬变脆，导致沥青路面产生裂缝、车辙、坑槽、剥落等病害，在紫外线较强的地区，一些路面使用2-3年即需大修，使用寿命缩短80％。紫外光老化也易使沥青基防水材料的低温柔韧性明显降低，在冬季低温下难以适应基层的冷缩而出现开裂。

紫外光引起能量密度高、破坏性强，对沥青结构和性能影响较大，常规沥青不能适应于当前西藏、青海等高原地区紫外线强烈的气候特点，专利CN103421334A提出利用镁铝基层状双羟基复合金属氢氧化物优良的紫外光反射性能来改善弹性体改性沥青涂盖料的耐紫外老化性能，专利CN102898849.A提出在沥青中添加锌基掺杂层状氢氧化物阻隔材料作为紫外吸收剂来改善沥青的耐紫外老化性能。然而上述技术均为理论上的探讨，基本没有应用过，在现有实际沥青路面混合料生产应用中，该材料在作为沥青中的添加剂，与沥青中的复杂的有机这种高分子化合物存在难以全部混溶的问题，部分材料暂时混溶了的材料很快在沥青中发生沉淀和离析。另外，通过现有沥青评价指标，尽管耐紫外老化能力有一定的提高，但由于沉淀的存在，在实际应用时常出现生产应用中运输槽罐车和沥青拌合系统因堵塞而导致设备瘫痪的问题，因此耐紫外阻隔材料沥青在制备和性能指标评价中的应用存在较大的技术瓶颈。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，扩大耐紫外老化沥青混合料的应用途径，本发明提供了一种耐紫外老化沥青混合料的制备方法及其性能评价方法，其中采用将耐紫外阻隔剂添加到矿料中进行预先高温拌合，然后添加沥青再次进行高温拌合的方法制备沥青混合料，得到的沥青混合料产品对紫外光线起到物理反射、屏蔽以及化学吸收的良好作用；在生产过程中也不会带来沉淀、离析等问题的困扰，有效改善了沥青路面在紫外线辐射情况下路用性能，大大延长了沥青路面使用寿命，可用于高原地区高等级公路建设。

本发明提供一种耐紫外老化沥青混合料制备方法，技术方案如下：

一种耐紫外老化沥青混合料的制备方法，其特征在于，在制备混合料之前，对原材料进行加温拌合，具体包括以下步骤：

按照以下组分重量百分比配比称取原料：基质沥青3.6％～4.8％、镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料1.0％～2.4％，石料92.8％～95.4％，其中石料由用于沥青混合料拌合的各档集料按照一定级配比例组成。以上比例是根据各种材料在沥青混合料中的最优掺配比例而设定的，同时考虑了其中镁铝层状双氢氧化物紫外阻隔材料(后简称紫外阻隔材料)的添加量，因为紫外阻隔材料添加太低对沥青的性能影响效果有限，而添加量太大则容易发生沉淀。

将组成石料的各档集料放置在烘箱中加热3～5小时，烘箱温度为170～190℃，然后倒入拌合锅中，在拌合锅中温度设定为160～180℃；然后将按比例称好的上述紫外阻隔材料加入拌合锅中进行拌合，拌合时间为2～4分钟；最后将按比例称好的基质沥青放入拌合锅中，进行拌合，拌合时间为3～5分钟，得到耐紫外老化沥青混合料成品。

由于紫外阻隔材料为白色粉末状，为防止与沥青结团，分散不均匀，需在沥青加入集料之前添加，而上述拌合时间的设定是根据实际拌合状态设定的；温度的设定是满足沥青混合料拌合、击实的温度要求而设定。

根据气候条件选择沥青路面所用的基质沥青标号是个技术性很强的问题，如果根据夏天炎热气候的要求，应该尽量选用硬一些的沥青，而为了满足冬季寒冷气候条件的需要，又应该选用软质沥青。参照国内外路面设计规范，各气候分区的沥青分级范围要求值如下表所示：

表1各地气候分区的沥青分级范围