[发明专利]一种硬质道路沥青组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种道路沥青组合物及其制备方法，特别是涉及一种高性能硬质 道路沥青组合物及其制备方法。

背景技术

全球性温室效应持续快速发展引起的气候异常；交通量、重载车辆日益增加 造成的公路超负荷服役，使沥青路面的使用环境日趋恶化，车辙已经成为沥青 路面的主要病害。近年来，不同等级沥青路面的使用寿命一降再降，维修费用 节节攀升，行车的安全性、舒适性大打折扣。这些以非正常状态出现的路面病 害，已非传统的理念和思维方式所能解决。然而，从理论上讲，车辙病害出现 的主要原因，仍须归结于铺路沥青的高温性能未能满足路面的使用环境和交通 负荷，致使路面的沥青混凝土层在车轮的反复碾压下，产生了永久性变形和塑 性流动，逐渐形成了侧向流动变形。

传统观念认为：车辙主要发生在沥青路面的上面层。所以通常采用高温稳 定性更好的高分子聚合物改性沥青混合料铺筑上面层，这在一定程度上提高了 路面的抗车辙能力。但经研究发现，即使是用改性沥青混合料铺筑的沥青路面， 在行车使用若干年后车辙仍然会出现。国外的研究结果表明：在经过一段时间 的行车荷载作用后，出现压缩变形较为明显的是在路面的中、下面层。因此， 如何提高中、下面层沥青混合料的抗车辙能力，就成了解决问题的关键。为此， 国外以硬沥青作为中、下面层混合料的粘结剂，在解决车辙问题方面收到了较 好的效果，很大程度上实现了人们的初衷。

沥青是一种粘弹性材料，在温度较高时，会由弹性体向塑性体转变。如果 沥青的高温性能不好，在高温条件下，其劲度模量将大幅度降低，抵抗变形的 能力急剧下降，导致路面出现车辙、拥包等永久性变形，从而降低路面的使用 寿命。

为缓解路面车辙、拥包等流动性变形病害的发生，法国早在1960年代后期 就开始了硬沥青铺路的研究，并分别于1966年、1968年用针入度为40～50 1/10mm和20～301/10mm的硬沥青铺筑了试验路。

用硬沥青铺路使路面车辙病害得到显著改善的效果，直接导致了硬沥青产 量的快速增加。资料显示：1999年法国铺路用硬沥青的产量为3.9万吨，而2000 年则猛增到10万吨。

目前，法国把25℃针入度小于251/10mm的沥青定义为铺路用硬沥青， 并按针入度指标把硬沥青分为三个等级：即15～25、10～20和5～101/10mm。 其中5～101/10mm等级的尚处于试验阶段，其它等级的已使用数年了。

无论是聚合物改性沥青的规模化应用，还是高模量路面材料的尝试性使 用，都从不同的方面为车辙病害的解决以至根治发挥了应有的作用，丰富了人 们的认识，开阔了视野。然而，当前沥青界比较认可的途径，仍然是使用添加 了高分子聚合物改性剂的改性沥青，即通过提高沥青的高温粘度来提高沥青混 合料的高温稳定性。但是，改性沥青一般都价格昂贵、开发生产的技术要求高， 还要受基质沥青资源及品质等方面的限制，所以一般只用于上面层。用改性沥 青铺筑的路面，虽然车辙病害有所减轻，却是以大量资金、技术的投入为代价 的。如果某种沥青胶结料既具有抗车辙性能好、又具有价格低廉、原材料来源 广泛、简便易得，必将更受欢迎。硬质道路沥青正是在这个背景下浮出水面的。

在现有技术中，将硬沥青原料直接作为胶结料，比如US4371401提供了用 针入度为5～201/10mm、软化点为70～90℃的硬沥青与特定筛分的骨料制备高 模量沥青混合料，并认为：为了提高抵抗低温开裂的性能，也可以加入聚合物 进行改性。US5759250将针入度为0～251/10mm、软化点60℃以上的脱油沥 青或直馏沥青作为路面基层的胶结料，以提高道路的抗车辙能力。现有技术虽 然在一定程度上改善了路面抗车辙的能力，但由于对作为混合料粘结剂的沥青 没有进行任何加工或改良，这样的硬沥青，除具有硬的特点之外，其它方面的 性能是难以满足使用要求的，由此制备的沥青混合料铺筑的路面，初期可能具 有比较好的高温性能，却不具有好的低温性能、抗疲劳、耐老化等性能。因而， 对路面整体性能的提高是有限的，并且是短暂的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抗车辙能力强、与骨料的 粘附性好、抗老化能力强的硬质道路沥青组合物及其制备方法。该方法原料广 泛、简单易行、成本低。

本发明的硬质道路沥青组合物，以重量计，组成包括：

基质沥青：25％～45％，最好为28～43％；