[发明专利]低二氧化碳添加剂组合物和使用所述添加剂的温拌沥青结合料与混合料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于温拌沥青混合料的低碳添加剂、使用所述添加剂制得的温拌沥青和一种使用所述温拌沥青来制备温拌沥青混合料的方法，并且更具体而言涉及一种用于温拌沥青混合料的低碳添加剂，所述添加剂因使用了聚乙烯蜡和基于改性棕榈蜡的植物蜡而能够降低用于沥青铺筑的温拌沥青混合料的拌和与压实温度并提高耐高温永久变形性，并且防止低温物理性质因使用聚乙烯蜡而降低，以及涉及使用所述添加剂制得的温拌沥青和一种使用所述温拌沥青来制备温拌沥青混合料的方法。

背景技术

随着近来对绿色增长的追求，已对环境给予较高关注。因而，减少二氧化碳排放以防止全球变暖正为国际所关注。此减少二氧化碳排放除防止全球变暖之外也因为可能创造称为碳排放权的商业价值而引起注意。

在位于荷兰阿姆斯特丹的世界上规模最大的欧洲气候交易所(EuropeClimate Exchange)，2006年碳排放权的交易量为四万万吨或以上。碳排放权的交易每年增加50％或以上，因此对碳排放权的关注日益增加。

在沥青混凝土(沥青混合料，简称为“ascon”)铺筑技术领域中，已对减少二氧化碳排放而与大气和谐的技术进行了积极地研究。

在这些技术中，在实用性和规模方面最具吸引力的技术为使用能够在沥青混凝土铺筑施工时降低拌和与压实温度的低碳沥青混合料的铺筑技术。

通常，通过将沥青、集料(aggregate)、矿物填料等装入沥青拌和设备并接着加热和拌和这些材料来制备沥青混合料。

照此方式，沥青混合料用在160℃至180℃高温下的加热过程来制备，并且在摊铺和压实过程中冷却至室温进行铺筑。

此处，需要使用高温加热过程来制备沥青混合料的原因是必须使沥青液化以使沥青充当集料的结合料。

通常，沥青铺筑中使用的沥青主要为在室温下以黑色固态存在的石油基沥青(其中主要使用直馏沥青(straight asphalt)并且其通常称为“沥青结合料”)。

因而，将沥青加热并且使其液化。利用这种液化沥青的粘合强度将集料粘合。

因此，用于沥青铺筑的沥青混合料以热拌沥青(hot-mix asphalt，HMA)混合料的形式来制备。

为了制备沥青混合料，需要大量能量来将沥青混合料加热至高温。甚至在施工时，沥青混合料也排放大量有害气体，例如二氧化碳(CO₂)等。

此外，在沥青铺筑时摊铺并压实的高温沥青混合料导致交通恢复延迟的时间与冷却至接近室温所需时间成正比，并且使工人暴露于安全事故的风险中。

为了解决这些问题，近来已积极进行温拌沥青(warm-mix asphalt，WMA)混合料的研究，WMA混合料可在比现有HMA混合料低的温度下拌和并压实。

换句话说，已积极进行研究来降低沥青和集料的拌和与压实温度，以由此降低由铺筑沥青混合料导致的二氧化碳排放。

WMA混合料可在约110℃至140℃的温度下制备，比制备HMA混合料所需温度低30℃至40℃，这使得使用该WMA混合料的铺筑技术与使用HMA混合料的铺筑技术相比具有以下优点。

1)可防止在制备和摊铺沥青混合料的过程中产生多种有害气体。

2)可在制备沥青混合料的过程中使作为温室气体主要成分的石油燃料减少约30％。

3)可通过缩短涂覆沥青混合料之后的固化时间来快速重新恢复交通。

4)可保证工人安全，因为在道路施工场地无有害蒸汽或气味产生。

WMA混合料的铺筑技术的核心机理在于提高沥青流动性，亦即降低作为集料的结合料的沥青的粘度，以使在低于HMA混合料的温度下获得沥青的最佳粘度，以及在较低温度下获得沥青的最佳压实率(compactionrate)。

此降低粘度的技术由美国爱荷华州立大学(Iowa State University，USA)的Ladis H.Csanyl在1956年首先提出，其中通过将蒸汽强制注入沥青中以便在沥青中湿气和空气的作用下形成泡沫沥青并且由此降低沥青的内应力，从而降低沥青的粘度。

自2000年以来此技术已近来在欧洲发展成通过注入水而非蒸汽使沥青强制乳化以降低沥青粘度的技术，以及添加沸石(zeolite)而非水来在沸石到达预定温度(例如约100℃或以上)时使所含湿气排放为水，并且因此使沥青乳化的泡沫WMA混合料制备技术。