[发明专利]高强度改性铺路沥青组合物的制备方法

说明书

本发明涉及与粒料结合而用作铺路组合物的改性沥青制备方法。

含粒料的沥青混合料用作公路等的铺路组合物已有多年历史。这种沥青组合物含有沥青为其主要组分，易由原油蒸馏而作为固态残渣而获得。铺路时，这种沥青转化为流态。这类流态的一种形式是沥青在水中的悬浮液或乳化液。当把上述含粒料之沥青铺开和滚压后，其中的水份蒸发而沥青硬化成连续的路面。铺路用的沥青之另一种流态形式是一种稀释产物，即用适当的有机溶剂或蒸馏液稀释一种基底沥青而形成的液态石油产物。将上述含粒料的稀释产物铺开并从其中蒸发掉挥发性蒸馏液，就可形成铺面。采用上述这些铺路技术的优点在于避免了施加高温。在另一种铺路技术中，可将沥青与粒料混合，并在高温下铺开液态沥青来构成路面。这样一种既没稀释也没乳化的沥青形态，称之为沥青膏。

采用稀释沥青与沥青乳胶体的主要问题是，其中对粒料的粘附性不如沥青膏。这主要是由于：（a）稀释物中存在有机溶剂或油和/或（b）粒料表面上乳化物中的水，妨碍着粒料与沥青的粘结。美国专利3243311中披露了提高此种粘结性的一种方法。其中，给出了一类作为氧化、聚合或催化并因而硬化有机粘合剂的交联剂金属化合物，以一种这样的金属化合物来预处理粒料。该专利指出，其中的预处理工序能提高粘合剂与粒料，特别是与粘土性粒料的粘结性。专利中列述的交联剂是高价氧化态金属。其中所述阴离子包括各种有机酸和无机酸。此外，还谈到了盐如囟化物和各种无机氧化物。而阳离子则包括Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ和Ⅷ族金属以及稀土金属。具体的例子包括Cu（OH）₂、CuCl₂、FeCl₃、CuSO₄与KMO₄。每种情况下，都是在与沥青稀释物混合之前，先用上述交联剂进行预处理。

美国专利1328310中披露了一种沥青铺路料，其中的沥青中添加有硫酸铜以改进物理性质。为此所用化合物包括铝、铬、铁、铟和镓的硫酸盐或硒酸盐，以及钠、钾、铷、铵、银、金、铂或铊的硫酸盐或硒化物。这些化合物难溶于沥青中。

美国专利2773777中公开了一种特别适用于暴露在喷气式发动机之废气高温下的机场跑道用的沥青铺路料。这种铺路料的成份中包括沥青乳化液、波特兰水泥与矿物粒料。在这种混合物内加入一种可水溶盐的水溶液以使其具有可塑性。其中所述盐包括强无机酸特别是硫酸、盐酸和/或磷酸的水溶性多价金属盐，其中指出的最有效的盐包括氯化钙、氯化镁和氯化钡等碱土金属盐。还可用两性金属盐，其中包括硫酸铝，氯化铬和氯化铝。其它盐包括氯化锑、氯化钴、氯化铁、硫酸锑、硫酸镉和氯化镁，作为特殊例子包括氯化钙、硫酸铝与氯化镁。

美国专利2342861中例举了将铅皂特别是油酸铅或环烷酸铅添加到沥青稀释液或乳化液中以改进粒料粘结性的情形。尽管其中所有举例只公开了以铅作为提高粘合性的金属皂，但提到可采用其它有机酸重金属盐，重金属包括：Fe、Al、Mn、Zn、Co、Ni、Sn、Ca、Sr、Ba和Mg。该专利还指出，在所需有机酸的存在下可通过加热氧化铅来形成铅皂。然后把这类铅皂加到所需沥青中。

高分子量有机酸重金属盐，例如环烷酸盐或油酸盐，已用来防止沥青路面因风吹或氧化产生裂纹，例如美国专利2282703指出可采用钴、锰、铁、铅、钒、或锌等重金属，分散在风吹沥青中以达到上述目的。

文献还指出可用重金属作为铺顶沥青分散剂以防止因“鳄纹”而使沥青失效。美国专利2928753指出可把铜、钴或锰等的多价金属盐与高分子量的油酸或环烷酸等一元羧酸混合而作为上述分散剂。最终公开的产品是0.025英寸厚的加热调平铝板上的无粒料的覆盖层。

在美国专利1505880中，将铜渣与粒料添加到沥青中以提高所得铺路组合物的韧性。

在英国专利533977中，把有机酸的铅或铁复盐用于改进沥青对矿物粒料的粘结性，其中还指出可用铝、铬、铜和汞等二价和多价金属。

在美国专利42，44747中，公开了这样一种沥青铺路组合物，其中将氯化锰溶解于沥青膏中，然后与粒料混合。当氯化锰用量为此沥青膏重量的约0.02%至约2%时，最后所得固化铺路路面在压缩、弯曲与疲劳强度方面都提高了。

在美国专利4234346中，公开了在沥青膏中采用有机锰的化合物，单独使用或与有机铜或有机钴化合物结合使用，其中先使之溶解于沥青膏中，然后与粒料混合而构成使最终固化路面得以提高压缩、弯曲和疲劳强度的铺路组合物。