一种道路沥青混凝土抗车辙剂及其制备方法.pdf

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1、10申请公布号CN101955335A43申请公布日20110126CN101955335ACN101955335A21申请号201010290760222申请日20100926C04B24/36200601C04B24/2620060171申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号72发明人解孝林周兴平曾繁涤74专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人夏惠忠54发明名称一种道路沥青混凝土抗车辙剂及其制备方法57摘要本发明提供了一种道路沥青混凝土抗车辙剂，它由10WT80WT马来酸酐接枝改性聚烯烃、10WT80WT聚烯烃、015WT无机矿物填充料、010WT天。

2、然沥青充分混合后，通过熔融挤出、切粒、干燥制得。本发明道路沥青混凝土抗车辙剂能显著提高沥青混凝土的抗车辙性能。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页CN101955335A1/1页21一种道路沥青混凝土抗车辙剂，其特征在于，它是由下述质量配比的原料充分混合后，通过熔融挤出、切粒、干燥制备得到的道路沥青混凝土抗车辙剂马来酸酐接枝改性聚烯烃10WT80WT；聚烯烃10WT80WT；无机矿物填充料015WT；天然沥青010WT。2根据权利要求1所述的道路沥青混凝土抗车辙剂，其特征在于，原料的质量配比为20WT70WT的马来酸酐接枝改性聚烯烃、20WT7。

3、0WT的聚烯烃、510WT的无机矿物填充料、510WT的天然沥青。3权利要求1所述的道路沥青混凝土抗车辙剂，其特征在于，所述的马来酸酐接枝改性聚烯烃是马来酸酐接枝改性聚丙烯、马来酸酐接枝改性高密度聚乙烯、马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝改性线性低密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合物。4权利要求1所述的道路沥青混凝土抗车辙剂，其特征在于，所述的聚烯烃是聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合物。5权利要求1所述的道路沥青混凝土抗车辙剂，其特征在于，所述的无机矿物填充料是微米级碳酸钙、纳米级碳酸钙、滑石粉、石英砂、玻璃微珠、高岭土中的一种或两种以上的混。

4、合物。6权利要求1所述的道路沥青混凝土抗车辙剂，其特征在于，所述的天然沥青是岩沥青或湖沥青。7权利要求1至6中任一项所述的道路沥青混凝土抗车辙剂，其特征在于，马来酸酐接枝改性聚烯烃的马来酸酐接枝率为0120。8一种道路沥青混凝土抗车辙剂的制备方法，其特征在于将10WT80WT的马来酸酐接枝改性聚烯烃、10WT80WT的聚烯烃、015WT的无机矿物填充料、010WT的天然沥青在常温常压下充分混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，在180230、30100RPM螺杆转速下熔融挤出、切粒、干燥即得。9根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，各原料的配比为20WT70WT的马来酸酐接枝改性聚烯烃、20W。

5、T70WT的聚烯烃、510WT的无机矿物填充料、510WT的天然沥青。10根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述的马来酸酐接枝改性聚烯烃是马来酸酐接枝改性聚丙烯、马来酸酐接枝改性高密度聚乙烯、马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝改性线性低密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合物；所述的马来酸酐接枝改性聚烯烃的马来酸酐接枝率为0120；所述的聚烯烃是聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合物；所述的无机矿物填充料是微米级碳酸钙、纳米级碳酸钙、滑石粉、石英砂、玻璃微珠、高岭土中的一种或两种以上的混合物；所述的天然沥青是岩沥青或湖沥青。权利要求书CN101。

6、955335A1/8页3一种道路沥青混凝土抗车辙剂及其制备方法技术领域0001本发明属于道路沥青混凝土添加剂技术领域，涉及沥青混凝土抗车辙剂及其制备方法。背景技术0002沥青混凝土路面因具有行车平稳、舒适、噪音低、养护方便、易于回收再生沥青等优点，在国内外公路和城市道路中，作为高级路面的主要结构类型而被广泛应用。在高等级公路中，我国沥青混凝土路面比重在80以上，美国的比例在93以上，且我国新铺设的高速公路或高速公路路面的改造基本均采用沥青混凝土路面。然而国民经济高速发展而带来的交通量迅速增长、车辆大型化、超载严重，车辆渠道化等，使沥青混凝土路面面临严峻的考验。许多高速公路沥青路面建成不久就不能。

7、适应交通的需要，早期破坏的情况时有发生。其中车辙是沥青路面早期破坏的几个主要因素之一。且目前车辙病害越来越突出，特别是在长大纵坡的爬坡路段、收费站和服务区附近路段经常产生严重的车辙。沥青路面车辙的出现将严重影响路面结构的服务能力，不但直接影响到路面的平整度和行车安全性，而且由于轮迹处沥青层厚度减薄，削弱了面层及路面结构的整体强度，将会进一步诱发其它病害，影响沥青路面的使用品质和使用寿命。车辙病害已成为公路建设中一个急需解决的技术难题。0003为了预防路面车辙的产生，目前常用的预防性技术措施主要有以下几种1级配改良，采用更粗的矿料级配。但是，从某种意义上说，抗车辙性能和水稳定性之间存在矛盾，级配。

8、调粗可能提高抗车辙性能，但容易出现离析、剩余空隙率大导致渗水产生水损坏，级配改良是一把双刃剑；2采用改性沥青，沥青改性的效果比较好，但存在基质沥青与改性剂的相容性问题，在运输和储存过程中容易出现离析；3在混合料中掺加各种聚酯纤维、木质素纤维和矿物纤维等；4采用SUPERPAVE高性能沥青路面、SMA沥青玛蹄脂碎石混合料、LSAM大碎石沥青混合料、ATB沥青稳定碎石混合料等结构层。外掺各种纤维或采用SUPERPAVE、SMA等结构因成本大幅度提高而很少使用，特别是很少用于中面层。国内外部分机构研制出用于提高道路沥青路面抗车辙能力的沥青混合料的外添加剂，这种添加剂在道路沥青施工过程中，直接掺加到沥。

9、青混合料，施工方法简单。0004目前国际市场上抗车辙剂产品主要有法国PRI公司的PRPLASTS颗粒、德国巴赛尔集团的DUROFLEX多米克斯颗粒、壳牌沥青公司的SEAM颗粒等。国内主要有深圳海川工程科技有限公司与欧洲大型筑路公司共同研发的RADSPUNRIE车辙王抗车辙剂。目前这些抗车辙剂的价格较昂贵，且产量有限，不能满足国内日益增长的需求。西安高远公路养护技术有限公司的徐培华等人将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、石油沥青、硅藻土等采用单螺杆挤出机共混制得抗车辙外加剂中国专利公开号CN1887951A，其专利说明书显示添加04的抗车辙外加剂，道路沥青混合料的动稳定度可达3000次/MM以上。四川。

10、省成绵乐高速公路建设指挥部、交通部公路科学研究院、武汉理工大学等单位也开展过沥青混凝土抗车辙剂相关的研究工作。总体来说，目前我国在该领域成熟产品较少，相关研究有待说明书CN101955335A2/8页4进一步深入。发明内容0005本发明的任务是提供一种道路沥青混凝土抗车辙剂，并提供该道路沥青混凝土抗车辙剂的制备方法。0006实现本发明的技术方案是0007本发明提供的这种道路沥青混凝土抗车辙剂，是将马来酸酐接枝改性聚烯烃、聚烯烃、无机矿物填充料、天然沥青混合物充分混合后，通过熔融挤出、切粒、干燥而制备得到的道路沥青混凝土抗车辙剂，作为原料的马来酸酐接枝改性聚烯烃、聚烯烃、无机矿物填充料、天然沥青。

11、的质量配比为0008马来酸酐接枝改性聚烯烃10WT80WT，优选20WT70WT；0009聚烯烃10WT80WT，优选20WT70WT；0010无机矿物填充料015WT，优选510WT；0011天然沥青010WT，优选510WT。0012所述的马来酸酐接枝改性聚烯烃是马来酸酐接枝改性聚丙烯、马来酸酐接枝改性高密度聚乙烯、马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝改性线性低密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合物。0013所述的聚烯烃是聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合物。0014所述的无机矿物填充料是微米级碳酸钙、纳米级碳酸钙、滑石粉、石英砂、玻璃微珠、高。

12、岭土中的一种或两种以上的混合物。0015所述的天然沥青是岩沥青或湖沥青。0016上述马来酸酐接枝改性聚烯烃的马来酸酐接枝率为0120。0017本发明提供的这种道路沥青混凝土抗车辙剂的制备方法是将10WT80WT的马来酸酐接枝改性聚烯烃、10WT80WT的聚烯烃、015WT的无机矿物填充料、010WT的天然沥青在常温常压下充分混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，在180230、30100RPM螺杆转速下熔融挤出、切粒、干燥即得。本发明制备方法中各原料的配比可以是20WT70WT的马来酸酐接枝改性聚烯烃、20WT70WT的聚烯烃、510WT的无机矿物填充料、510WT的天然沥青。0018本发明提供的。

13、道路沥青混凝土抗车辙剂，能显著提高沥青混凝土的抗车辙性能。0019将本发明提供的道路沥青混凝土抗车辙剂与沥青、集料和矿料，采用公路沥青路面施工技术规范JTGF402004中的AC13型级配，按公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ0522000标准中的沥青混合料试件制作方法T07031993标准，采用轮碾法制成长300MM、宽300MM、厚50MM的沥青混合料试件，本发明道路沥青混凝土抗车辙剂的添加量为04占沥青混合料的质量分率，油石比为53。沥青混合料试件按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ0522000标准中的沥青混合料车辙试验T07191993标准，进行动稳定度产生1MM变形的行走。

14、次数测定，用于衡量上述沥青混合料试件的抗车辙性能。试验温度60、轮压07MPA、试验轮往返碾压速率42次/MIN，试验开始后在45MIN60MIN时间范围内按照下列公式计算动稳定度。同一沥青混合料至少说明书CN101955335A3/8页5平行试验3个试件，当3个试件动稳定度变异系数小于20时，取平均值作为试验结果，当变异系数大于20时，追加试验次数。00200021式中0022DS表示沥青混合料的动稳定度次/MM；0023T2表示试验开始后60MIN，或试件变形达到25MM的时间；0024T1表示试验开始后45MIN，或T2前15MIN；0025D1表示对应于时间T1的变形量MM；0026D。

15、2表示对应于时间T2的变形量MM；0027N表示试验轮往返碾压速度次/MM。0028表1为制备不同类型的道路沥青混凝土抗车辙剂的组分质量配比，及添加由相应组分制得的道路沥青混凝土抗车辙剂后沥青混合料试件的动稳定度结果。为考察道路沥青混凝土抗车辙剂对沥青混合料试件动稳定度的影响，制备了未添加道路沥青混凝土抗车辙剂的沥青混合料试件对比样，并测得对比样的动稳定度为1600次/MM。对比样除了未添加道路沥青混凝土抗车辙剂外，其制备方法与条件、试件的动稳定度检测方法与条件均与添加道路沥青混凝土抗车辙剂的沥青混合料试件相同。0029表1道路沥青混凝土抗车辙剂组分配比及添加相应组分制得的抗车辙剂后沥青混合料。

16、试件的动稳定度003000310032表1中的18组实验使用的道路沥青混凝土抗车辙剂为本发明实施例18所述的道路沥青混凝土抗车辙剂。0033从表1可用看出，未添加道路沥青混凝土抗车辙剂的沥青混凝土的动稳定度仅为说明书CN101955335A4/8页61600次/MM，而添加本发明的道路沥青混凝土抗车辙剂后，沥青混凝土的动稳定度可达到11200次/MM，其抗车辙性能显著提高。对比各组别实验的动稳定度性能，可以看出道路沥青混凝土抗车辙剂组分中马来酸酐接枝改性聚烯烃及聚烯烃的种类、组分配比对沥青混凝土的抗车辙性能影响较大。具体实施方式0034实施例10035以生产100KG本发明道路沥青混凝土抗车辙。

17、剂为例，所用原料及其质量配比为0036马来酸酐接枝改性聚丙烯63KG0037聚丙烯27KG0038微米碳酸钙5KG0039岩沥青5KG0040本实施例的配比中，马来酸酐接枝改性聚丙烯的接枝率为15；所用原料的各组分质量分率为0041马来酸酐接枝改性聚丙烯630042聚丙烯270043微米碳酸钙50044岩沥青50045其制备方法为按实施例中的配比将接枝率为15的马来酸酐接枝改性聚丙烯、聚丙烯、微米碳酸钙、岩沥青在25、1ATM环境下均匀混合，混合料加入到双螺杆挤出机中，在190230的筒体温度、30RPM螺杆转速下熔融挤出、切粒、干燥，得到26MM长的本发明产品。0046实施例20047以生产。

18、100KG本发明道路沥青混凝土抗车辙剂为例，所用原料及其质量配比为0048马来酸酐接枝改性高密度聚乙烯60KG0049高密度聚乙烯25KG0050纳米碳酸钙10KG0051湖沥青5KG0052本实施例的配比中，马来酸酐接枝改性高密度聚乙烯的接枝率为01；所用原料的各组分质量分率为0053马来酸酐接枝改性高密度聚乙烯600054高密度聚乙烯250055纳米碳酸钙100056湖沥青50057其制备方法为按实施例中的配比将接枝率为01的马来酸酐接枝改性高密度聚乙烯、高密度聚乙烯、纳米碳酸钙粉末、湖沥青在25、1ATM环境下均匀混合，混合料加入到双螺杆挤出机中，在180220筒体温度、50RPM螺杆转。

19、速下熔融挤出、切粒、干燥，得到26MM长的本发明产品。0058实施例3说明书CN101955335A5/8页70059以生产100KG本发明道路沥青混凝土抗车辙剂为例，所用原料及其质量配比为0060马来酸酐接枝改性高密度聚乙烯67KG0061高密度聚乙烯28KG0062岩沥青5KG0063本实施例的配比中，马来酸酐接枝改性高密度聚乙烯的接枝率为09；所用原料的各组分质量分率为0064马来酸酐接枝改性高密度聚乙烯670065高密度聚乙烯280066岩沥青50067其制备方法为按实施例中的配比将接枝率为09的马来酸酐接枝改性高密度聚乙烯、高密度聚乙烯、岩沥青在25、1ATM环境下均匀混合，混合料加。

20、入到双螺杆挤出机中，在180220筒体温度、100RPM螺杆转速下熔融挤出、切粒、干燥，得到26MM长的本发明产品。0068实施例40069以生产100KG本发明道路沥青混凝土抗车辙剂为例，所用原料及其质量配比为0070马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯58KG0071低密度聚乙烯22KG0072纳米碳酸钙5KG0073岩沥青15KG0074本实施例的配比中，马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯的接枝率为09；所用原料的各组分质量分率为0075马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯580076低密度聚乙烯220077纳米碳酸钙50078岩沥青150079其制备方法为按实施例中的配比将接枝率为09的马来酸酐接枝改性低密。

21、度聚乙烯、低密度聚乙烯、纳米碳酸钙粉末、岩沥青在常温常压下均匀混合，混合料加入到双螺杆挤出机中，在180220筒体温度、50RPM螺杆转速下熔融挤出、切粒、干燥，得到26MM长的本发明产品。0080实施例50081以生产100KG本发明道路沥青混凝土抗车辙剂为例，所用原料及其质量配比为0082马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯80KG0083低密度聚乙烯10KG0084滑石粉10KG0085本实施例的配比中，马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯的接枝率为20；所用原料的各组分质量分率为0086马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯800087低密度聚乙烯100088滑石粉10说明书CN101955335A6/8页80。

22、089其制备方法为按实施例中的配比将接枝率为20的马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、5000目的滑石粉在25、1ATM环境下均匀混合，混合料加入到双螺杆挤出机中，在180220筒体温度、50RPM螺杆转速下熔融挤出、切粒、干燥，得到26MM长的本发明产品。0090实施例60091以生产100KG本发明道路沥青混凝土抗车辙剂为例，所用原料及其质量配比为0092马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯10KG0093低密度聚乙烯80KG0094玻璃微珠5KG0095湖沥青5KG0096本实施例的配比中，马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯的接枝率为08；所用原料的各组分质量分率为0097马来酸酐接枝改性低密。

23、度聚乙烯100098低密度聚乙烯800099玻璃微珠50100湖沥青50101其制备方法为按实施例中的配比将接枝率为08的马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、玻璃微珠、湖沥青在25、1ATM环境下均匀混合，混合料加入到双螺杆挤出机中，在180220筒体温度、50RPM螺杆转速下熔融挤出、切粒、干燥，得到26MM长的本发明产品。0102实施例70103以生产100KG本发明道路沥青混凝土抗车辙剂为例，所用原料及其质量配比为0104马来酸酐接枝改性线性低密度聚乙烯63KG0105线性低密度聚乙烯27KG0106纳米碳酸钙5KG0107岩沥青5KG0108本实施例的配比中，马来酸酐接枝改性线。

24、性低密度聚乙烯的接枝率为09；所用原料的各组分质量分率为0109马来酸酐接枝改性线性低密度聚乙烯630110线性低密度聚乙烯270111纳米碳酸钙50112岩沥青50113其制备方法为按实施例中的配比将接枝率为09的马来酸酐接枝改性线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、纳米碳酸钙粉末、岩沥青在25、1ATM环境下均匀混合，混合料加入到双螺杆挤出机中，在180220筒体温度、50RPM螺杆转速下熔融挤出、切粒、干燥，得到26MM长的本发明产品。0114实施例80115以生产100KG本发明道路沥青混凝土抗车辙剂为例，所用原料及其质量配比为0116马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯63KG说明书CN101。

25、955335A7/8页90117线性低密度聚乙烯27KG0118纳米碳酸钙5KG0119岩沥青5KG0120本实施例的配比中，马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯的接枝率为09；所用原料的各组分质量分率为0121马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯630122线性低密度聚乙烯270123纳米碳酸钙50124岩沥青50125其制备方法为按实施例中的配比将接枝率为09的马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、纳米碳酸钙粉末、岩沥青在25、1ATM环境下均匀混合，混合料加入到双螺杆挤出机中，在180220筒体温度、50RPM螺杆转速下熔融挤出、切粒、干燥，得到26MM长的本发明产品。0126实施例90127。

26、以生产100KG本发明道路沥青混凝土抗车辙剂为例，所用原料及其质量配比为0128马来酸酐接枝改性线性低密度聚乙烯10KG0129线性低密度聚乙烯80KG0130石英砂5KG0131岩沥青3KG0132湖沥青2KG0133本实施例的配比中，马来酸酐接枝改性线性低密度聚乙烯的接枝率为06；所用原料的各组分质量分率为0134马来酸酐接枝改性线性低密度聚乙烯100135线性低密度聚乙烯800136石英砂50137岩沥青30138湖沥青20139其制备方法为按实施例中的配比将接枝率为06的马来酸酐接枝改性线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、石英砂、岩沥青、湖沥青在25、1ATM环境下均匀混合，混合料加入。

27、到双螺杆挤出机中，在180220筒体温度、30RPM螺杆转速下熔融挤出、切粒、干燥，得到26MM长的本发明产品。0140实施例100141以生产100KG本发明道路沥青混凝土抗车辙剂为例，所用原料及其质量配比为0142马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯50KG0143低密度聚乙烯30KG0144滑石粉5KG0145高岭土10KG0146岩沥青5KG0147本实施例的配比中，马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯的接枝率为12；所用原料说明书CN101955335A8/8页10的各组分质量分率为0148马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯500149低密度聚乙烯300150滑石粉50151高岭土100152岩沥青50153其制备方法为按实施例中的配比将接枝率为12的马来酸酐接枝改性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、5000目的滑石粉、高岭土、岩沥青在25、1ATM环境下均匀混合，混合料加入到双螺杆挤出机中，在180220筒体温度、80RPM螺杆转速下熔融挤出、切粒、干燥，得到26MM长的本发明产品。说明书。