CN102134828B - 一种以发泡剂为添加剂的沥青发泡方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种以发泡剂为添加剂的沥青发泡方法，(1)在沥青搅拌机中加入一定量沥青，同时加入0.8％-1％沥青质量的发泡剂，沥青质量为石料总质量的4％-6％；(2)沥青搅拌机温度设置为150℃，加热搅拌，待沥青搅拌机温度达到150℃时，继续搅拌0.5小时；(3)将石料加入石料搅拌机中，加热搅拌，温度设定为100-120℃；(4)将熔融状的发泡沥青以喷雾状喷洒在石料中进行搅拌。本发明有益的效果是：①发泡剂分解放出气体，在沥青表面形成小的气泡，增大了沥青的比表面积，减小沥青黏度，改善了沥青在较低温条件下的可操作性；②经过发泡后的沥青具有多孔结构，起到了降噪除噪的作用。

Description

一种以发泡剂为添加剂的沥青发泡方法

技术领域

本发明涉及沥青发泡技术领域，主要是一种以发泡剂为添加剂的沥青发泡方法。

背景技术

随着我国公路交通事业的蓬勃发展，高速公路建设日新月异，经过20多年的建设，高速公路总里程已经跃居世界第二位，高速公路网和国省道干线路已基本成形。目前，半刚性基层沥青路面仍是我国道路的主要结构形式，随着交通量的不断增大，车辆荷载的重型化，我国的交通运输呈现“大流量、重载和渠化交通”的特点。随着路龄的增长，沥青逐渐老化，沥青混凝土的抗车辙能力、抗温度裂缝能力、抗疲劳破坏能力、抗松散能力都逐渐减弱。沥青路面在使用过程中，结构性破坏、严重水破坏、严重车辙、表面开裂等早期破坏现象愈来愈严重，二十世纪八九十年代初修建的沥青路面提前进入了大型养护维修期。如何因地制宜地选择合理、科学的道路修建技术，延长沥青路面的使用期，保证现有道路的服务质量，是当前及今后公路管理和养护部门所面临的主要问题。

公知的沥青与石料混合工艺为，沥青加热为熔融状，石料加入到150℃，将熔融状的沥青喷洒在石料中进行混合(沥青的质量分数为总质量的3.5％-6.5％)。但此方法所存在的问题是：①石料采用导热油加热至150℃，由于导热油遇热分解放出大量的有毒气体，对人体健康和环境造成很大的影响；②沥青虽是高沸点有机化合物，但其所含的荧光物质具有致癌性，高温处理时随烟气挥发出来，对环境和人体健康都有一定的危险性。因此随着道路交通技术的发展，改性沥青，发泡沥青渐入人们的视线，通过使用改性沥青、泡沫沥青，增大沥青与石料的比表面积，降低沥青的表面黏度，从而使沥青在较低温度下就可与石料拌匀和包覆。而沥青发泡技术，就是采取一定的措施使沥青膨胀，从而降低其表面黏度，使其更容易裹覆石料，改善较低温度下沥青的可工作性。同时，裹附在沥青中的部分气泡增加了沥青的孔隙率，提高了路面对噪音的反射和漫反射，在一定程度上达到降噪除噪的目的。发泡沥青的使用，也顺应了国家节能减排的政策。

以往总是把沥青发泡和泡沫沥青混合料分开来研究，这在一定程度上割裂了两者之间的关系，事实上，单方面的沥青发泡效果不一定能得到性能优良的泡沫沥青混合料。本发明采用以发泡剂为添加剂作为沥青的发泡材料，以喷雾状喷洒在石料中。同时测试了混合料的稳定性和硫值，通过测试，证明加入发泡剂的沥青符合国家对沥青的性能指标，并且可将混合料的加热温度最高降低50℃。

发明内容

本发明的目的正是要克服上述技术的不足，而提供一种以发泡剂为添加剂的沥青发泡方法，通过添加发泡剂，可增加沥青的比表面积，使其在较低温度下就可与石料拌匀。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种以发泡剂为添加剂的沥青发泡方法，采用发泡剂作为添加剂，在沥青熔融状态下进行发泡，可使沥青体积增大，从而增大沥青的比表面积，同时可降低混合石料的加热温度。该方法包括以下几个步骤：

(1)、在沥青搅拌机中加入一定量沥青，同时加入0.8％-1％沥青质量的发泡剂，沥青质量为石料总质量的4％-6％；添加的发泡剂质量分数最高为沥青质量的1％，过高会减小沥青黏度，造成沥青混合料的稳定性较差。例如加入1％的发泡剂，沥青体积可以增大20％，石料的加热温度可降低到100℃。

(2)、沥青搅拌机温度设置为150℃，加热搅拌，待沥青搅拌机温度达到150℃时，继续搅拌0.5小时，即可使发泡剂充分分解，又可使沥青与气泡充分混匀；

(3)、将石料加入石料搅拌机中，加热搅拌，温度设定为100-120℃；以排除石料中的水分，同时也可使发泡沥青与石料充分混匀；比现有技术石料温度最高降低50℃，大大节约了能源。

(4)、将熔融状的发泡沥青以喷雾状喷洒在石料中进行搅拌，这样保证了少量沥青与石料的充分拌匀，避免了倾倒式带来沥青利用率低的现象，在一定程度上也节约了沥青用量。

作为优选，所述的发泡剂为分解温度低于150℃的发泡剂，是无机发泡剂、偶氮类发泡剂、亚硝基发泡剂、酰肼类发泡剂等的一种或者多种的复配发泡剂。

本发明有益的效果是：①发泡剂分解放出气体，在沥青表面形成小的气泡，增大了沥青的比表面积，减小沥青黏度，改善了沥青在较低温条件下的可操作性；②经过发泡后的沥青具有多孔结构，起到了降噪除噪的作用。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合举例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的举例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所述的这种以发泡剂为添加剂的沥青发泡方法，包括以下几个步骤：

(1)、在沥青搅拌机中加入一定量沥青，同时加入0.8％-1％沥青质量的发泡剂，沥青质量为石料总质量的4％-6％；

(2)、沥青搅拌机温度设置为150℃，加热搅拌，待沥青搅拌机温度达到150℃时，继续搅拌0.5小时；

(3)、将石料加入石料搅拌机中，加热搅拌，温度设定为100-120℃；

(4)、将熔融状的发泡沥青以喷雾状喷洒在石料中进行搅拌。

作为优选，所述的发泡剂为分解温度低于150℃的发泡剂，是无机发泡剂、偶氮类发泡剂、亚硝基发泡剂、酰肼类发泡剂的一种或者多种的复配发泡剂。

实施例1

首先，称取0.21kg沥青、5kg沙石、18g DNA(分解温度150℃，无机发泡剂)，将发泡剂和沥青一同倒入搅拌机中，加热搅拌，待温度到达150℃，继续搅拌0.5h，同时将沙石倒入另一搅拌机中进行加热搅拌，温度设为100℃。将发泡沥青以喷雾状喷洒在搅拌中的沙石中。同时取相同质量的纯沥青和沙石，以同样的方法进行混合搅拌，搅拌均匀后冷却，测试沙石性能，加入发泡剂的沥青体积比未加发泡剂的沥青体积增大了20％，稳定性和硫值均达到国家要求水平。

实施例2

首先，称取0.23kg沥青、5kg沙石、18g HH138(分解温度136℃，亚硝基发泡剂)，将发泡剂和沥青一同倒入搅拌机中，加热搅拌，待温度到达150℃，继续搅拌0.5h，同时将沙石倒入另一搅拌机中进行加热搅拌，温度设为110℃。测试沥青混合料性能，加入发泡剂的沥青体积比未加发泡剂的沥青体积增大了25％，稳定性和硫值均达到国家要求水平。

实施例3

首先，称取0.25kg沥青、5kg沙石、15gAC5000-1(分解温度143℃，偶氮发泡剂)，将发泡剂和沥青一同倒入搅拌机中，加热搅拌，待温度到达150℃，继续搅拌0.5h，同时将沙石倒入另一搅拌机中进行加热搅拌，温度设为120℃。将发泡沥青以喷雾状喷洒在搅拌中的沙石中。经测试，加入发泡剂的沥青体积比未加发泡剂的沥青体积增大了40％，稳定性和硫值均达到国家要求水平。

本发明是基于泡沫沥青的理念，泡沫沥青是向热沥青中引入蒸汽能够产生大量沥青泡沫，这些泡沫沥青可以有效地稳定砾石、黄土、沙等路用材料，泡沫沥青一直被广泛运用于实际道路建设中，但是随着石油开采量的逐渐扩大，人们正面临石油危机，如何有效利用石油资源成了现在的重点课题，沥青是石油提炼产物的残渣，成分多为高分子碳氢化合物，这些碳氢化合物一经高温，会释放少量烟气危害人类健康，若降低沥青温度，会大大减少路面建设对环境和人类健康的危害。路面建设所采用的主要材料为沙石，黄土等无机物，与有机的沥青很难混匀，往往需将石料加热至150℃，大量沙石加热所耗费的电能和加热介质导热油挥发的有毒气体所带来的经济成本和环境危害，都是不可估量的。若降低石料加热温度，将大大节约经济成本，同时会改善路面建设所带来的环境问题。

以发泡剂为添加剂的沥青发泡方法，克服了以上的缺点，是一种新型沥青发泡技术。若加入1％发泡剂，沥青体积可增大20％。同时石料温度可降低50℃。通过测试，沥青路面混合料的性能完全符合国家性能指标。因此以发泡剂为添加剂改进沥青混合料的工艺是一种新型具有前景化的路面材料新工艺，在交通四通八达的今天，也为社会能源和人类健康带来了新的活力。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种以发泡剂为添加剂的沥青发泡方法，其特征是：该方法包括以下几个步骤：

(1)、在沥青搅拌机中加入一定量沥青，同时加入0.8％-1％沥青质量的发泡剂，沥青质量为石料总质量的4％-6％；

(2)、沥青搅拌机温度设置为150℃，加热搅拌，待沥青搅拌机温度达到150℃时，继续搅拌0.5小时；

(3)、将石料加入石料搅拌机中，加热搅拌，温度设定为100-120℃；

(4)、将熔融状的发泡沥青以喷雾状喷洒在石料中进行搅拌。

2.根据权利要求1所述的以发泡剂为添加剂的沥青发泡方法，其特征是：所述的发泡剂为分解温度低于150℃的发泡剂，是无机发泡剂、偶氮类发泡剂、亚硝基发泡剂、酰肼类发泡剂的一种或者多种的复配发泡剂。