[发明专利]一种复合天然岩沥青改性剂、制备方法及应用

说明书

本发明属于沥青改性技术领域，公开了一种复合天然岩沥青改性剂、制备方法及应用，按照重量比例布敦岩沥青：伊朗岩沥青＝90:10，外添加1％化学助剂融合。制备方法为将布敦岩沥青进行脱水、粉碎、筛分备用；将伊朗岩沥青进行脱水、粉碎、筛分备用；制备精炼环烷油作为融合剂备用；将伊朗岩沥青加入布敦岩沥青中进行物理共混，均匀度达到98％以上；将精炼环烷油加入两种岩沥青混合料中加热搅拌至均匀；将得到的复合天然岩沥青改性剂收集。本发明可提高天然岩沥青改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性等性能，优化复合天然岩沥青改性剂的施工工艺，提高天然岩沥青在道路工程中的技术效果。

技术领域

本发明属于沥青改性技术领域，尤其涉及一种复合天然岩沥青改性剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前，随着我国经济快速发展，交通建设日新月异，以提高沥青路面使用性能为目的的改性沥青技术被人们越来越重视。当前，我国道路建设中除了常规使用的聚合物化学沥青改性剂外，天然沥青凭借其良好的路用性能也在部分道路工程进行使用，如2009年北京长安街大修中使用了特立尼达和多巴哥湖沥青和印尼布敦岩沥青。岩沥青作为天然沥青的一种，是石油类矿物在长期的地质作用下，经过高温、高压、氧化、触媒等复杂的物理化学作用后，形成的沥青类产物。天然岩沥青的适用种类繁多，从四川青川岩沥青、新疆岩沥青种类到适用印度尼西亚布敦岩沥青、中东伊朗岩沥青、北美岩沥青和东欧阿尔巴尼亚岩沥青等等。不同产地的天然岩沥青品质不一、规范标准也不尽相同，不同种类的岩沥青成分和性能存在较大差异，因此，科学规范不同种类的天然岩沥青技术对于道路工程建设至关重要。

目前，为普及天然沥青的工程技术应用，国家交通主管部门及个地方交通机构相继颁布了天然沥青的行业及地方标准。但不同种类的天然沥青品质存在差异，技术性能和施工工艺也不尽相同，以至天然沥青推广前景广阔但实际工程应用十分有限。例如，布敦岩沥青，灰分高达70％以上，有效沥青含量偏低，工程使用时的添加比例大，常规使用比例占沥青混合料总质量的3％～5％，不仅生产运输困难，生产投放也对沥青混合料的制备造成诸多不变。具体性能而言，布敦岩沥青的软化点偏低，导致其高温稳定性能也较差。布敦岩沥青矿石的沥青含量在20％～25％不等，粒径、含水率等指标也和加工工艺息息相关，这些宽泛的理化指也会对布敦岩沥青的工程应用造成影响。另外，伊朗岩沥青的灰分虽然较低，沥青含量较高，很多厂家认为通过“湿法”改性工艺可以提高产品的附加值，但由于伊朗岩沥青中的大量的固定碳以及硫含量，导致其并不能完全溶解，这样不仅制备成本很高，对伊朗岩沥青的改性效果也产生了影响。所以，规范天然沥青的工程技术对于其推广应用具有重要意义。

由于布敦岩沥青高灰分及伊朗岩沥青高含硫等自然属性，两种岩沥青在工程使用中受到技术限制，很难充分发挥各自的技术优势。因此提供一种高性能稳定型天然岩沥青改性材料是本领域技术人员需要解决的问题。布敦岩沥青和伊朗岩沥青均属沥青类物质，均是一种不可再生的石油资源，不能充分使用也是对资源的一种浪费。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)天然岩沥青的理化指标难统一。天然岩沥青由于收到产地的自然环境影响，不同矿区的沥青矿石指标存在差别。如矿石的沥青含量、灰分、硫化物含量等指标存在较大差别，这一差异将导致其在工程应用过程的质量控制困难，技术效果也均不相同。

(2)天然岩沥青改性沥青混合料的高温抗车辙性能收到限制。其中布敦岩沥青矿石的灰分较高，伊朗岩沥青中硫化物含量比例大，大比例使用会对沥青混合料产生低温开裂、水损病害等问题。但是，掺加比例偏低时，两种天然岩沥青改性沥青混合的高温抗车辙效果较差，不能充分发挥其高温抗车辙性能。

(3)一些学者提出，将PE、胶粉、石油树脂等化工材料与天然岩沥青进行复合改性以可提高其技术性能，但化工材料与天然岩沥青的化学结构明显不同，相互之间配伍性差，其复合材料很难均匀融合，容易产生离析分层，进而造成改性效果不稳定等问题。

解决上述技术问题的难度：