本發(fā)明涉及瀝青，具體為一種低溫高粘改性瀝青及其加工工藝。

背景技術(shù)：

1、瀝青路面是指在礦質(zhì)材料中摻入路用瀝青材料鋪筑的各種類型的路面。瀝青結(jié)合料提高了鋪路用粒料抵抗行車和自然因素對路面損害的能力，使路面平整少塵、不透水、經(jīng)久耐用，因此，瀝青路面是道路建設(shè)中一種被最廣泛采用的高級路面。

2、傳統(tǒng)瀝青由多種碳氫化合物構(gòu)成，低溫時分子熱運動減緩，瀝青質(zhì)形成剛性網(wǎng)絡(luò)，飽和分與芳香分溶劑化作用減弱，致其變硬變脆、粘性降低，同時，低溫收縮產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易引發(fā)開裂，且與基料粘結(jié)力下降，水分侵入破壞結(jié)構(gòu)，又無有效改性成分，所以低溫下易脆裂、打滑，基于此，本發(fā)明提供了一種低溫高粘改性瀝青及其加工工藝。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種低溫高粘改性瀝青及其加工工藝，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種低溫高粘改性瀝青，由以下重量份原料組成：基礎(chǔ)瀝青100-120份、第一添加料8-10份、第二添加料8-10份及第三添加料5-7份。

3、優(yōu)選的，所述基礎(chǔ)瀝青處理方法包括以下步驟：將基礎(chǔ)瀝青升溫至150-170℃，基礎(chǔ)瀝青變?yōu)榱鲃訝顟B(tài)，使用攪拌設(shè)備設(shè)定轉(zhuǎn)速400-500r/min持續(xù)攪拌，加入基礎(chǔ)瀝青重量（1-2）%的抗氧化劑，攪拌速度提升至600-800r/min，持續(xù)攪拌10-15min，加入基礎(chǔ)瀝青重量（0.3-0.8）%的抗剝落劑，持續(xù)攪拌15-20min，加入基礎(chǔ)瀝青重量（2-5）%的增塑劑，持續(xù)攪拌20-30min，加入基礎(chǔ)瀝青重量（0.5-1）%的紫外線吸收劑，持續(xù)攪拌20-30min，得到瀝青基料，保溫待用。

4、通過上述技術(shù)方案中：抗氧化劑的加入，可以捕捉瀝青老化過程中產(chǎn)生的自由基，減緩老化進程，提高使用壽命，抗剝落劑的加入，增強了瀝青與后續(xù)第一添加料、第二添加料和第三添加料的粘附性，避免水對瀝青與其他物料粘結(jié)界面的破壞，提高整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，增塑劑的加入，可以增加瀝青的柔韌性，時期在低溫下更具可塑性，避免低溫脆裂，同時改善瀝青加工性能，時期更易于操作和成型，紫外線吸收劑的加入，可以吸收太陽光中的紫外線，避免紫外線加速瀝青的老化和性能劣化。

5、所述抗氧化劑可選擇受阻胺光穩(wěn)定劑、二丁基羥基甲苯及沒食子酸丙酯中的任意一種，所述抗剝落劑可選擇脂肪胺、消石灰及氨基硅烷中的任意一種，所述增塑劑可選擇鄰苯二甲酸二辛酯、環(huán)氧大豆油及檸檬酸三丁酯中的任意一種，所述紫外線吸收劑可選擇二苯甲酮、苯并三唑及水楊酸苯酯中的任意一種。

6、所述第一添加料的制備方法包括以下步驟：選取廢棄中藥渣為原料，投入清洗劑，設(shè)置水流速度50l/min，持續(xù)清洗30-40min，后放入干燥機，設(shè)定溫度100-105℃，干燥4-5h，后加入粉碎機，設(shè)定轉(zhuǎn)速3000-3500r/min，持續(xù)粉碎20-30min，過篩，得到0.5-2mm粒徑的第一渣料，后放入提取罐，添加無水乙醇，升溫至70-80℃，設(shè)定轉(zhuǎn)速150-200r/min條件下持續(xù)提取3-4h，得到提取液并置于濃縮機中，設(shè)定溫度60-70℃、真空壓力70-80kpa條件下濃縮至提取液原體積（25-30）%，得到中藥渣制備物，即為第一添加料，待用。

7、通過上述技術(shù)方案中：中藥渣制備物中富含纖維素、半纖維素等纖維成分，纖維素由葡萄糖單元通過β-1,4-糖苷鍵連接而成，半纖維素由多種單糖組成，它們在瀝青體系中形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其長鏈穿插于瀝青分子間，表面的羥基等極性基團通過氫鍵、范德華力等與瀝青極性成分吸附，增加內(nèi)摩擦力與內(nèi)聚力，限制低溫下瀝青分子運動，同時，中藥渣制備物含有的多糖、黃酮類、酚類、萜類、皂苷類等有機成分，多糖填充瀝青分子空隙，黃酮類、酚類的酚羥基與瀝青不飽和成分發(fā)生加成、氧化還原等反應(yīng)，終止自由基鏈式反應(yīng)，形成新化學(xué)鍵，增強分子間作用力，萜類揮發(fā)形成孔隙緩沖體積收縮，其中的皂苷類表面活性成分能降低瀝青與水表面張力，改善瀝青與集料粘附性，在低溫下保持路面完整性，這些物理化學(xué)作用共同提升了低溫高粘瀝青的性能。

8、所述第一渣料與無水乙醇質(zhì)量比為1：（3-4）。

9、所述第二添加料的制備方法包括以下步驟：收集廢棄甘蔗渣為原料，加入清洗機，設(shè)定水流速度40l/min條件下持續(xù)沖洗25-50min，后放入干燥機，設(shè)定溫度110-120℃，干燥時間3-4h，后投入粉碎機，設(shè)定轉(zhuǎn)速2800-3000r/min，粉碎20-25min，過篩得到粒徑為0.5-5mm的第二渣料，投入反應(yīng)釜，加入8%濃度的氫氧化鈉溶液，升溫至60-80℃，轉(zhuǎn)速180-200r/min，持續(xù)攪拌反應(yīng)更2-3h，后用去離子水沖洗至ph7，再投入干燥機，于100-120℃條件下干燥3-5h，得到甘蔗渣制備物，即為第二添加料，待用。

10、通過上述技術(shù)方案中：甘蔗渣制備物中的纖維素，是由眾多葡萄糖單元經(jīng)由β-1,4-糖苷鍵有序連接而成的長鏈大分子，具有較高的結(jié)晶度與剛性，半纖維素則是由木糖、甘露糖等多種單糖聚合形成的支鏈結(jié)構(gòu)多糖，相對分子質(zhì)量較低，具有一定的柔韌性，當甘蔗渣制備物融入瀝青后，這些纖維類物質(zhì)憑借其長鏈形態(tài)，相互交織纏繞，在瀝青體系中構(gòu)建起穩(wěn)固的三維網(wǎng)絡(luò)骨架，這種三維網(wǎng)絡(luò)骨架極大地增強了瀝青的內(nèi)聚強度，有效阻礙瀝青分子在受到外力作用時的相對滑動，大幅提升瀝青的粘性與整體強度，與此同時，甘蔗渣制備物中的木質(zhì)素，作為一種具有特殊芳香族結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，其分子內(nèi)的酚羥基、甲氧基等官能團化學(xué)活性較高，在后續(xù)瀝青加熱過程中，甘蔗渣制備物中的部分低分子有機成分會逐漸溶解、擴散于瀝青體系中，填充瀝青分子間的空隙，優(yōu)化了瀝青的分子排列，改善了瀝青的流變性能，使其在低溫時分子運動的阻礙減小，不易脆裂，高溫時分子間的內(nèi)聚力得以維持，不易流淌，從而全方位提升了瀝青的綜合性能。

11、所述第二渣料和氫氧化鈉溶液質(zhì)量比為1：（5-7）。

12、所述第三添加料的制備方法包括以下步驟：收集廢棄陶瓷制品為原料，破碎、研磨至粒徑為10-100μm的陶瓷粉，加入浸漬槽，添加硅烷偶聯(lián)劑，浸漬60-80min，后置入烘干箱，于120℃條件下烘干2-3h，制得第三添加料，待用。

13、通過上述技術(shù)方案中：陶瓷粉浸漬過程中，硅烷偶聯(lián)劑分子會逐漸吸附在陶瓷顆粒表面，烘干操作時，隨著溫度升高，水分逐漸蒸發(fā)，硅烷偶聯(lián)劑分子中的乙氧基會發(fā)生水解反應(yīng)，生成硅醇基并與陶瓷顆粒表面的羥基發(fā)生縮合反應(yīng)，通過共價鍵將硅烷偶聯(lián)劑牢固地接枝到陶瓷顆粒表面，形成一層化學(xué)結(jié)合的硅烷偶聯(lián)劑膜，在這層膜中，硅烷偶聯(lián)劑分子的氨基朝外，氨基具有一定的疏水性，制備后的疏水層能改變陶瓷顆粒等材料表面性質(zhì)，使其與瀝青相容性增強，在瀝青中均勻分散且更易上浮至表面以提高路面粗糙度和抗滑性，同時有效阻擋水分侵入，避免水對瀝青與顆粒界面及材料自身性能的損害，提升瀝青路面抗水損害能力與耐久性，從而全方位提高瀝青效果。

14、所述硅烷偶聯(lián)劑由質(zhì)量比為3:97的無水乙醇和γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合制得，所述陶瓷粉和硅烷偶聯(lián)劑質(zhì)量比為1：（8-10）。

15、所述一種低溫高粘改性瀝青的加工工藝，包括以下步驟：

16、s1：按需稱取第一添加料、第二添加料和第三添加料加入瀝青基料中，設(shè)定攪拌速度1200-1500r/min，持續(xù)攪拌50-60min；

17、s2：使用高速剪切乳化機對s1中的原料剪切25-30min，剪切速率為3500-4000r/min，時間為40-50min，得到改性瀝青；

18、s3：將s2中的改性瀝青置于真空脫氣設(shè)備，于90kpa真空度下脫氣30-40min，去除氣泡后制得低溫高粘改性瀝青。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、1、本發(fā)明中，通過將中藥渣制備成第一添加料，其中主要成分纖維和有機成分能形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強內(nèi)聚力，其活性基團與瀝青反應(yīng)提升穩(wěn)定性，緩解低溫脆裂，通過將甘蔗渣制備成第二添加料，其中主要成分纖維構(gòu)建三維骨架，木質(zhì)素與瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改善流變性能，降低低溫時的脆性，二者共同作用提高瀝青粘性與抗裂性，解決低溫環(huán)境下瀝青路面打滑和開裂的問題。

21、2、本發(fā)明中，通過將廢棄陶瓷制備成第三添加料，制備過程中，其表面形成的疏水層增強了與瀝青的相容性，使其能均勻分散在瀝青中，避免團聚，硬度高的陶瓷粉充當骨架，分散應(yīng)力，阻止瀝青內(nèi)部裂縫擴展，提升力學(xué)性能，并且，陶瓷粉的高耐磨性可有效抵抗路面磨損，突出于瀝青表面的顆粒增加了路面微觀粗糙度，顯著提高抗滑性，其良好的熱穩(wěn)定性限制了瀝青熱變形，緩沖低溫應(yīng)力，改善了瀝青的高低溫性能，同時，化學(xué)穩(wěn)定性強的陶瓷粉能阻擋外界化學(xué)物質(zhì)侵蝕，減緩瀝青老化，延長路面使用壽命，還優(yōu)化了瀝青流變性能，增強其在不同溫度下的使用性能。

22、3、本發(fā)明中，第一添加料、第二添加料、第三添加料分別采用中藥渣、甘蔗渣和廢棄陶瓷制品制備得到，相比傳統(tǒng)改性瀝青優(yōu)勢顯著，首先，變廢為寶，降低原材料成本，減少廢棄物對環(huán)境的壓力，其次，中藥渣和甘蔗渣制備物能提升瀝青低溫性能與粘性，增強抗裂性，減少打滑，再者，廢棄陶瓷經(jīng)處理可提高瀝青耐磨性、抗滑性及化學(xué)穩(wěn)定性，既實現(xiàn)資源再利用，又改善瀝青性能，兼顧環(huán)保與實用，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。