[发明专利]一种超高耐久高速公路路面用改性沥青混合材料

说明书

本发明公开了一种超高耐久高速公路路面用改性沥青混合材料，包括以下成分：中温煤沥青、纳米级二氧化硅微粉、氮改性氧化石墨烯水凝胶、聚乙二醇改性氧化石墨烯、乳化剂、轻质基础油、芳香族轻质油。该改性沥青混合材料采用中温煤沥青为主要原料，无需加入石油沥青或者SBS改性剂以及丁苯橡胶等改性剂对混合材料进行改性，仅仅需要加入价格低廉的芳香族轻质油和轻质基础油以及微量的改性氧化石墨烯材料、极少量的纳米二氧化硅微粉就可以得到超高耐久的沥青混合材料，该材料用大量煤沥青为主要原料，制备出性能优异，环保安全的高等级沥青，是现有技术的重要突破。

技术领域

本发明涉及公路材料技术领域，尤其涉及一种超高耐久高速公路路面用改性沥青混合材料。

背景技术

煤焦油加工过程中，经过蒸馏去除液体馏分以后的残余物称之为煤沥青，煤沥青是煤焦油的主要成分，约占总量的50％～60％，一般认为其主要成分为多环、稠环芳烃及其衍生物，具体化合物组成十分复杂，且原煤煤种和加工工艺的不同也会导致成分的差异，现行的方法主要是根据其表现出的软化温度进行区分的。一般室温下，煤沥青为黑色脆性块状物,有光泽；臭味,熔融时易燃烧,并有毒。煤沥青的温度稳定性较低，与矿质集料的粘附性较好，气候稳定性较差(冷热变化大)，以及含对人体有害成分较多，尤以苯并芘等致癌性多环芳烃居多，是环境中该类污染物的主要来源之一。

煤沥青作为煤焦产业的副产品，难以有效的广泛应用导致煤沥青造成了环境污染及资源浪费，而且也导致了煤焦产业利润率下降影响着整个煤焦产业的发展。因此，研究路用性能优异，满足筑路要求的改性混合沥青有着重要的意义和价值。目前关于混合沥青的研究主要集中于煤沥青和石油沥青所制备的混合沥青，但是目前制备的混合沥青中，煤沥青含量较低、混合沥青性能差、稳定性不足及成本高昂，这些问题一直制约着混合沥青的广泛应用和推广。

如何使用大量煤沥青为主要原料，制备出性能优异，环保安全的高等级沥青，应用于公路，尤其是高速公路是本发明需要解决的问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种超高耐久高速公路路面用改性沥青混合材料。

本发明的技术方案如下：

一种超高耐久高速公路路面用改性沥青混合材料，包括以下成分：中温煤沥青、纳米级二氧化硅微粉、氮改性氧化石墨烯水凝胶、聚乙二醇改性氧化石墨烯、乳化剂、轻质基础油、芳香族轻质油。

优选的，所述的超高耐久高速公路路面用改性沥青混合材料，由以下重量百分比的成分组成：中温煤沥青65-80％、纳米级二氧化硅微粉0.5-1％、氮改性氧化石墨烯水凝胶1.5-3％、聚乙二醇改性氧化石墨烯0.05-0.1％、乳化剂1.2-1.8％、芳香族轻质油6-12％、轻质基础油余量。

优选的，所述的纳米级二氧化硅微粉的粒径为10-30nm。

优选的，所述的氮改性氧化石墨烯水凝胶的制备方法参考中国发明专利CN102849731A公开的方法。

优选的，所述的聚乙二醇改性氧化石墨烯为单甲基改性聚乙二醇与氧化石墨烯纳米片面中的羟基进行亲核取代/加成反应得到。具体的制备方法参考中国发明专利CN107915222A。

优选的，所述的乳化剂为快裂阳离子沥青乳化剂。

优选的，所述的轻质基础油由废食用油经预处理，去除杂质后得到。

优选的，所述的芳香族轻质油为糠醛抽出油。

优选的，所述的超高耐久高速公路路面用改性沥青混合材料的制备方法，包括以下步骤：

A、将轻质基础油加热至100-120℃，加入芳香族轻质油，搅拌10-15min，加入乳化剂，继续搅拌20-30min，得到混合油；