本發明屬于公路養護
技術領域：
，具體涉及一種耐重載荷型抗車轍劑及其制備方法。
背景技術：
：車轍是瀝青路面的一種高溫季節常見的病害，近年來由于交通量與軸載的不斷增加，瀝青路面的車轍病害在瀝青路面的病害中占了很大比例，而且出現越來越早，數量越來越多，程度越來越嚴重。尤其是在我國一些高溫多雨等極端環境較多的地區，瀝青混凝土路面的高溫車轍，水損害等破壞情況更為嚴重，橋面鋪設多出現高溫推移，車轍，脫層等病害。車轍大多發生在交通量大、重型車輛多的道路上，出現最多的地方多為收費站和公交車的停站點。車轍不但影響行車質量而且危及行車安全，因此，解決車轍病害是近年來公路設計、施工、養護和研究單位十分重視的問題。目前，添加抗車轍劑是解決車轍病害效果最為理想的方法。人們往往全部或大部分采用廢棄的聚合物材料來制備抗車轍添加劑。如專利申請號為cn201110428789.7的發明專利，提出了“一種直投式抗車轍劑”，該抗車轍劑包括下述組分及其重量份混合而成：再生聚烯烴類塑料：20～40份，再生聚酯類塑料：10～20份，再生蠟：2～10份，細粒徑無機粉體：2～10份，硬瀝青：5～10份。又如專利公開號為cn201410442145.7的發明專利，提出了“一種廢棄聚合物復合瀝青混合料抗車轍劑及其制備方法和應用”，所述的抗車轍劑由廢棄非pvc多層共擠膜碎料、回收聚四氟乙烯纖維、廢輪胎膠粉、抗氧劑、瀝青組成。現有的這些抗車轍劑均具有一定的抗車轍性能，但是在重載荷條件下或在受熱條件下，路面的抗車轍性能不夠理想。因此，開發一種能有效改善路面在重載荷及受熱條件下抗車轍性能的道路用抗車轍劑產品，對改善道路使用情況，減少路面車轍病害，具有重要的現實意義。技術實現要素：本發明主要解決的技術問題：針對現有的抗車轍劑在重載荷條件下或在受熱條件下，路面的抗車轍性能不夠理想的缺陷，提供了一種耐重載荷型抗車轍劑及其制備方法。為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種耐重載荷型抗車轍劑，由下列重量份物質組成：25～30份天然巖瀝青、3～5份聚乙烯醇縮丁醛、1～2份領苯二甲酸二丁酯、3～5份液體石蠟、10～15份纏結改性顆粒和3～5份聚碳酸酯；所述的纏結改性顆粒具體制備步驟為：（1）按質量比1:10，將洗凈稻殼與氫氧化鈉溶液混合，水浴加熱并過濾得濾餅，洗滌、干燥后，在氮氣保護下保溫炭化，靜置冷卻得炭化稻殼；（2）按重量份數計，分別稱量45～50份炭化稻殼、10～15份氟化鈉和15～20份納米鐵粉攪拌混合并置于石墨坩堝中，燒結處理并冷卻至650～800℃，氧化處理后冷卻至室溫，得煅燒顆粒，將煅燒顆粒與氫氟酸溶液混合，在室溫下靜置6～8h后，過濾并洗滌，真空干燥得改性顆粒；（3）按質量比1:5，將氫氧化鈉添加至質量分數25%硫酸鎂溶液中，攪拌混合得混合漿液，按質量比1:8，將改性顆粒添加至混合漿液中，超聲分散得前驅體漿料，將前驅體漿料置于高壓反應釜反應，靜置冷卻至室溫，過濾得濾渣，洗滌、干燥，制備得纏結改性顆粒。一種耐重載荷型抗車轍劑的制備方法，制備步驟為：按重量份數計，分別稱量25～30份天然巖瀝青、3～5份聚乙烯醇縮丁醛、1～2份鄰苯二甲酸二丁酯、3～5份液體石蠟、10～15份纏結改性顆粒和3～5份聚碳酸酯攪拌混合并置于雙螺桿擠出機中，擠出、造粒并自然冷卻至室溫，即可制備得一種耐重載荷型抗車轍劑。所述的雙螺桿擠出機各區溫度為：一區145～150℃，二區150～155℃，三區155～175℃，四區160～180℃，五區170～190℃，六區170～190℃，七區165～185℃，機頭溫度175～180℃，螺桿轉速為350～450r/min，擠出壓力為10～12mpa。步驟（1）所述的炭化溫度為450～500℃。步驟（2）所述的燒結處理溫度為1250～1500℃。步驟（2）所述的高壓反應釜反應條件為，在180～200℃，3～5mpa條件下保溫反應3～5h。本發明的有益效果是：（1）本發明通過將兩種不同結構的晶須進行共同制備，使晶須內部之間形成交錯相連的結構類型，當顆粒之間相互連接可有效增加抗車轍劑內部摩擦角，改善瀝青路面在重荷下發生形變的現象，具有良好的耐重荷載性；（2）本發明制備的抗車轍劑通過不規則形狀顆粒的復合形成緊密結合的內部結構，同時提高瀝青混合普通集料在集料表面的瀝青薄膜層粘附厚度，使瀝青在受熱后在集料表面形成粘附，形成類似于界面劑的作用，從而從根本上限制了熱瀝青的自由流動，改善了瀝青混凝土的在受熱和重荷載下的抗車轍性能。具體實施方式取稻殼并洗凈，按質量比1:10，將洗凈稻殼與質量分數10%氫氧化鈉溶液混合，在90～95℃下水浴加熱并過濾得濾餅，用去離子水沖洗3～5次后置于125～130℃管式氣氛爐下干燥25～30min，隨后通氮氣排除空氣，控制氮氣流速為100～150ml/min，在氮氣保護下按5℃/min升溫至450～500℃，保溫炭化1～2h后，靜置冷卻至室溫，得炭化稻殼，按重量份數計，分別稱量45～50份炭化稻殼、10～15份氟化鈉和15～20份納米鐵粉攪拌混合并置于石墨坩堝中，將石墨坩堝置于1250～1500℃、氬氣氣氛下燒結處理3～5h，待燒結完成后，停止通入氬氣并自然冷卻至650～800℃，氧化處理5～7h后，自然冷卻至室溫，收集得煅燒顆粒，將煅燒顆粒與質量分數10%氫氟酸溶液混合，在室溫下靜置6～8h后，過濾并用去離子水洗滌3～5次，真空干燥制備得改性顆粒，按質量比1:5，將氫氧化鈉添加至質量分數25%硫酸鎂溶液中，攪拌混合得混合漿液，按質量比1:8，將改性顆粒添加至混合漿液中，在200～300w下超聲分散10～15min，得前驅體漿料，再將前驅體漿料置于180～200℃高壓反應釜中，在3～5mpa下保溫反應3～5h，靜置冷卻至室溫，過濾得濾渣，用去離子水洗滌3～5次后，真空干燥制備得纏結改性顆粒，按重量份數計，分別稱量25～30份天然巖瀝青、3～5份聚乙烯醇縮丁醛、1～2份鄰苯二甲酸二丁酯、3～5份液體石蠟、10～15份纏結改性顆粒和3～5份聚碳酸酯置于燒杯中，攪拌混合并置于雙螺桿擠出機中，控制擠出機各區溫度為：一區145～150℃，二區150～155℃，三區155～175℃，四區160～180℃，五區170～190℃，六區170～190℃，七區165～185℃，機頭175～180℃，螺桿轉速為350～450r/min，擠出壓力為10～12mpa，待擠出完成后，切割造粒并自然冷卻至室溫，即可制備得一種耐重載荷型抗車轍劑。實例1取稻殼并洗凈，按質量比1:10，將洗凈稻殼與質量分數10%氫氧化鈉溶液混合，在90℃下水浴加熱并過濾得濾餅，用去離子水沖洗3次后置于125℃管式氣氛爐下干燥25min，隨后通氮氣排除空氣，控制氮氣流速為100ml/min，在氮氣保護下按5℃/min升溫至450℃，保溫炭化1h后，靜置冷卻至室溫，得炭化稻殼，按重量份數計，分別稱量45份炭化稻殼、10份氟化鈉和15份納米鐵粉攪拌混合并置于石墨坩堝中，將石墨坩堝置于1250℃、氬氣氣氛下燒結處理3h，待燒結完成后，停止通入氬氣并自然冷卻至650℃，氧化處理5h后，自然冷卻至室溫，收集得煅燒顆粒，將煅燒顆粒與質量分數10%氫氟酸溶液混合，在室溫下靜置6h后，過濾并用去離子水洗滌3次，真空干燥制備得改性顆粒，按質量比1:5，將氫氧化鈉添加至質量分數25%硫酸鎂溶液中，攪拌混合得混合漿液，按質量比1:8，將改性顆粒添加至混合漿液中，在200w下超聲分散10min，得前驅體漿料，再將前驅體漿料置于180℃高壓反應釜中，在3mpa下保溫反應3h，靜置冷卻至室溫，過濾得濾渣，用去離子水洗滌3次后，真空干燥制備得纏結改性顆粒，按重量份數計，分別稱量25份天然巖瀝青、3份聚乙烯醇縮丁醛、1份鄰苯二甲酸二丁酯、3份液體石蠟、10份纏結改性顆粒和3份聚碳酸酯置于燒杯中，攪拌混合并置于雙螺桿擠出機中，控制擠出機各區溫度為：一區145℃，二區150℃，三區155℃，四區160℃，五區170℃，六區170℃，七區165℃，機頭175℃，螺桿轉速為350r/min，擠出壓力為10mpa，待擠出完成后，切割造粒并自然冷卻至室溫，即可制備得一種耐重載荷型抗車轍劑。實例2取稻殼并洗凈，按質量比1:10，將洗凈稻殼與質量分數10%氫氧化鈉溶液混合，在93℃下水浴加熱并過濾得濾餅，用去離子水沖洗4次后置于128℃管式氣氛爐下干燥28min，隨后通氮氣排除空氣，控制氮氣流速為125ml/min，在氮氣保護下按5℃/min升溫至475℃，保溫炭化1h后，靜置冷卻至室溫，得炭化稻殼，按重量份數計，分別稱量48份炭化稻殼、13份氟化鈉和18份納米鐵粉攪拌混合并置于石墨坩堝中，將石墨坩堝置于1375℃、氬氣氣氛下燒結處理4h，待燒結完成后，停止通入氬氣并自然冷卻至725℃，氧化處理6h后，自然冷卻至室溫，收集得煅燒顆粒，將煅燒顆粒與質量分數10%氫氟酸溶液混合，在室溫下靜置7h后，過濾并用去離子水洗滌4次，真空干燥制備得改性顆粒，按質量比1:5，將氫氧化鈉添加至質量分數25%硫酸鎂溶液中，攪拌混合得混合漿液，按質量比1:8，將改性顆粒添加至混合漿液中，在250w下超聲分散13min，得前驅體漿料，再將前驅體漿料置于190℃高壓反應釜中，在4mpa下保溫反應4h，靜置冷卻至室溫，過濾得濾渣，用去離子水洗滌4次后，真空干燥制備得纏結改性顆粒，按重量份數計，分別稱量28份天然巖瀝青、4份聚乙烯醇縮丁醛、1份鄰苯二甲酸二丁酯、4份液體石蠟、13份纏結改性顆粒和4份聚碳酸酯置于燒杯中，攪拌混合并置于雙螺桿擠出機中，控制擠出機各區溫度為：一區148℃，二區153℃，三區165℃，四區170℃，五區180℃，六區180℃，七區175℃，機頭178℃，螺桿轉速為400r/min，擠出壓力為11mpa，待擠出完成后，切割造粒并自然冷卻至室溫，即可制備得一種耐重載荷型抗車轍劑。實例3取稻殼并洗凈，按質量比1:10，將洗凈稻殼與質量分數10%氫氧化鈉溶液混合，在95℃下水浴加熱并過濾得濾餅，用去離子水沖洗5次后置于130℃管式氣氛爐下干燥30min，隨后通氮氣排除空氣，控制氮氣流速為150ml/min，在氮氣保護下按5℃/min升溫至500℃，保溫炭化2h后，靜置冷卻至室溫，得炭化稻殼，按重量份數計，分別稱量50份炭化稻殼、15份氟化鈉和20份納米鐵粉攪拌混合并置于石墨坩堝中，將石墨坩堝置于1500℃、氬氣氣氛下燒結處理5h，待燒結完成后，停止通入氬氣并自然冷卻至800℃，氧化處理7h后，自然冷卻至室溫，收集得煅燒顆粒，將煅燒顆粒與質量分數10%氫氟酸溶液混合，在室溫下靜置8h后，過濾并用去離子水洗滌5次，真空干燥制備得改性顆粒，按質量比1:5，將氫氧化鈉添加至質量分數25%硫酸鎂溶液中，攪拌混合得混合漿液，按質量比1:8，將改性顆粒添加至混合漿液中，在300w下超聲分散15min，得前驅體漿料，再將前驅體漿料置于200℃高壓反應釜中，在5mpa下保溫反應5h，靜置冷卻至室溫，過濾得濾渣，用去離子水洗滌5次后，真空干燥制備得纏結改性顆粒，按重量份數計，分別稱量30份天然巖瀝青、5份聚乙烯醇縮丁醛、2份鄰苯二甲酸二丁酯、5份液體石蠟、15份纏結改性顆粒和5份聚碳酸酯置于燒杯中，攪拌混合并置于雙螺桿擠出機中，控制擠出機各區溫度為：一區150℃，二區155℃，三區175℃，四區180℃，五區190℃，六區190℃，七區185℃，機頭180℃，螺桿轉速為450r/min，擠出壓力為12mpa，待擠出完成后，切割造粒并自然冷卻至室溫，即可制備得一種耐重載荷型抗車轍劑。對比例：衡水某橡膠化工有限公司生產的道路用抗車轍劑。使用方法：首先將sbs改性瀝青加熱至135℃，隨后加入sbs改性瀝青質量5%的抗車轍劑，并加熱至185℃，恒溫攪拌30min，使瀝青與抗車轍劑充分混合，得瀝青混合物，再將瀝青混合物冷卻即可。按照上述使用方法，分別將本發明實例1～3制得的耐重載荷型抗車轍劑和對比例的道路用抗車轍劑加入瀝青中進行運用，并對制得的瀝青混合物進行性能檢測，其檢測結果如表1所示：表1從表1可以看出，添加本發明制得的耐重載荷型抗車轍劑有效提高了瀝青的耐高溫性能，可以保證瀝青混凝土在高溫時穩定不變形，同時添加本發明抗車轍劑可改善瀝青粘度，進一步提高了瀝青的抗蠕動變形的能力。將分別添加本發明實例1～3制得的耐重載荷型抗車轍劑和對比例的道路用抗車轍劑制成的瀝青混合物與混凝土配合料按表2質量配合比進行混料，控制混料溫度為190℃，混料時間為5min，得瀝青混凝土拌合料，再將混凝土拌合料進行攤鋪，攤鋪后立即用攤鋪機于溫度為165℃條件下進行初壓，隨后在140℃下進行復壓，最后在110℃條件下完成終壓，即為瀝青混凝土路面，對完成終壓的瀝青混凝土路面進行性能檢測，其檢測結果如表3所示：表2混凝土配合料及瀝青混凝土配合比名稱瀝青混合物砂1～2cm碎石0.5～1.0碎石石屑礦粉用量/%4184413147表3瀝青混凝土性能從表3可以看出，添加本發明耐重載荷型抗車轍劑，可有效改善混凝土路面在重載荷條件下及高溫條件下的抗車轍性能，提高其抗車轍性能，從而有效減少了路面車轍病害。當前第1頁12