[发明专利]低碳沥青及低碳沥青混合料性能的测定方法

说明书

技术领域

本发明属于公路与城市道路领域，具体涉及一种低碳沥青及低碳沥青混合料性能的测定方法。

背景技术

低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。低碳经济的核心是通过能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新从而引起人类生存发展观念的根本性转变。

“低碳经济”提出的大背景，是全球气候变暖对人类生存和发展的严峻挑战。随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题不断地为人们所认识，不止是烟雾、光化学烟雾和酸雨等的危害，大气中二氧化碳浓度升高带来的全球气候变化也已被确认为不争的事实。

而目前，道路建设中的沥青路面基本上都采用的是传统的热拌沥青混合料HMA(HotMixture Asphalt)。HMA是一种热拌热铺沥青混合料，它是将沥青从常温加热到140℃左右，矿料从常温加热到160～180℃，然后再将沥青和矿料于160℃的高温下进行拌和，拌和后的HMA温度不低于150℃。将沥青和矿料加热到如此高的温度，不仅要消耗大量的能源，而且在生产和施工的过程中还会排放出大量的废气和粉尘，严重影响周围的环境质量和施工人员的身体健康。有资料显示：日本1996年国内道路建设共排放二氧化碳776万吨，其中绝大多数是在制造沥青混合料时产生的。而中国也是温室气体的排放大国，近年来道路建设的快速发展使得生产沥青混合料时的二氧化碳排放量急剧增加。据有关试验测试：在生产沥青混合料的过程中，每生产1吨热拌沥青混凝土需消耗8L燃料油，当混合料拌和温度为130℃时，生产每吨沥青混合料将排放15.9kg二氧化碳，且温度每升高10℃，每吨混合料将多产生0.9Kg的二氧化碳排放量。

而在沥青中直接加入低碳剂或在沥青混合料拌和过程中加入低碳剂，降低沥青混合料的拌和温度及铺筑温度，单位产量的燃油消耗减少，可以达到减少二氧化碳排放和降低能源消耗的目的。据相关试验数据显示：加入低碳剂后，生产沥青混合料的二氧化碳排放量可以降低40％～50％。

本发明所述的低碳剂是指一种能够降低沥青或沥青与集料的粘度，在沥青混合料拌和过程中，在胶结料和集料之间形成润滑结构，从而降低了沥青混合料的拌和温度与施工温度的物质，从而降低二氧化碳的排放量。它是包括选自下列的至少一种成分(但不限定于)：衍生自C12～C24脂肪酸的脂肪咪唑啉、衍生自C12～C24脂肪酸的脂肪酰亚胺基胺、松香酸、富马酸和马来酸酐组成，并与聚亚烷基多胺反应得到的液体物质；或者不饱和C12～C24季胺；丹宁酸的胺衍生物；酚醛树脂的胺衍生物；木质素的胺衍生物；胺改性的聚丙烯酸酯；或者长链脂肪族烃的固体物质，其分子链长度为40～115个碳原子范围；及其组合。

由于在沥青或沥青混合料中加入低碳剂，使得沥青与沥青混合料的性能较普通沥青与沥青混合料有较大差别。如根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的要求，普通沥青混合料拌和压实温度宜采用粘温曲线的方法来确定。用这种方法来测量低碳沥青的粘度，会出现无法测量或者得出的低碳沥青拌和、压实温度过高等情况，而过高的拌和压实温度会引起低碳沥青的老化、环境和生产安全等问题。

另一方面，在沥青中加入低碳剂或在沥青混合料拌和过程中加入低碳剂，有效的降低了沥青混合料的拌和温度与施工温度。《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)规定的沥青的老化温度为针对普通沥青，已不适用于低碳沥青，需重新评定低碳沥青的老化温度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低碳沥青及低碳沥青混合料性能的测定方法。

本发明提出的低碳沥青及低碳沥青混合料性能的测定方法，它包括低碳沥青及低碳沥青混合料的拌和和压实温度、老化性能的测定，具体步骤如下：

(一)低碳沥青及低碳沥青混合料的拌和和压实温度的测定，采用低碳沥青混合料的最大毛体积密度对应的温度作为最佳拌和温度，具体如下：

(1)按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)中规定的击实方法制作不同的标准马歇尔试件，采用的拌和温度为100℃-140℃；

(2)按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)中规定的表干法测定步骤(1)所制作的不同的标准马歇尔试件；

(a)除去各个标准马歇尔试件表面的浮粒，称取干燥马歇尔试件的空中质量(m_a)；