本發明涉及一種道路石油瀝青及其制備方法，尤其涉及一種能夠吸附有害氣體和提高其強度的道路石油瀝青及其制備方法。
背景技術：
瀝青是由不同分子量的碳氫化合物及其非金屬衍生物組成的黑褐色復雜混合物，是高黏度有機液體的一種，呈液態，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。瀝青是一種防水防潮和防腐的有機膠凝材料。瀝青主要可以分為煤焦瀝青、石油瀝青和天然瀝青三種：其中，煤焦瀝青是煉焦的副產品。石油瀝青是原油蒸餾后的殘渣。天然瀝青則是儲藏在地下，有的形成礦層或在地殼表面堆積。瀝青主要用于涂料、塑料、橡膠等工業以及鋪筑路面等。
汽車尾氣中含有上百種不同的化合物，其中的污染物有固體懸浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、鉛及硫氧化合物等。現有的瀝青路面因其所用材料的原因而不具備吸附有害氣體的功能，汽車尾氣會對環境產生較大的污染；并且現有的道路瀝青強度較差，受碾壓后容易導致路面變形。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種具備吸附有害氣體的功能且強度更好的道路石油瀝青及其制備方法。
為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：
設計一種道路石油瀝青，按照質量百分比計，包括如下組分：基質瀝青90.0%～95.0%；醌類化合物0.1%～5%，活性炭顆粒1.2%～2.5%，硅藻土2.2%～3.0%；三氧化二鋁顆粒0.5%～1.0%，二氧化硅顆粒0.8%～1.2%。
優選的，所述活性炭顆粒的粒度為300-350目，比表面積＞1000m2/g；所述硅藻土的粒度為300-350目，比表面積＞70m2/g；所述三氧化二鋁顆粒的粒度為300-350目；所述二氧化硅顆粒的粒度為300-350目。
優選的，所述的基質瀝青為減壓渣油、直餾瀝青、脫油瀝青或調合瀝青中的一種或幾種；所述的醌類化合物為苯醌、萘醌、菲醌或蒽醌中的一種或幾種。
本發明還包括上述道路石油瀝青的制備方法，包括下列步驟：
（1）將基質瀝青加熱至熔融狀態，將醌類化合物添加到該基質瀝青中混合均勻，待醌類化合物添加完畢之后，繼續混合反應28-38分鐘；
（2）向步驟（1）所得的混合物中加入活性炭顆粒，攪拌均勻，然后采用超聲波振動3-5分鐘；
（3）向步驟（2）所得的混合物中加入硅藻土，攪拌均勻，然后采用超聲波振動3-5分鐘；
（4）向步驟（3）所得的混合物中加入三氧化二鋁顆粒，攪拌均勻，再加入二氧化硅顆粒，攪拌均勻，最后再采用超聲波振動3-5分鐘。
優選的，步驟（2）、（3）、（4）中超聲振動時的超聲波頻率為25 kHz -35 kHz。
優選的，步驟（2）、（3）、（4）中超聲振動的時間為4分鐘，超聲波頻率為28kHz。
本發明的有益技術效果在于：
1.本發明道路石油瀝青，具備一定的吸附汽車排出的有害氣體的功能，當汽車尾氣從汽車的排氣筒排出時，尾氣氣流噴射到道路路面的石油瀝青上，石油瀝青中的吸附劑能夠吸附固定一定量尾氣內含有的固體顆粒物及有害尾氣成分，從而達到吸附汽車排出的有害氣體的功能，當下雨過后，雨水又會對石油瀝青內的吸附物質進行一定的清洗，使其繼續保持吸附功能，可以在一定程度上減輕汽車尾氣對大氣環境的污染。
2.其中的活性炭顆粒，具有發達的孔隙結構和良好的吸附性能，且其機械強度高、易反復再生、造價低；其中的硅藻土具有獨特的微孔結構和顆粒分布特征，具有不溶于酸，化學性能穩定、耐高溫、孔隙度高、吸附性強、比表面積大、導熱系數小的特點，且硅藻土結構堅固、成分穩定，有利于提高該石油瀝青產品的強度、耐磨與耐酸性；其中的三氧化二鋁顆粒和二氧化硅顆粒，能夠進一步提高該石油瀝青產品的強度；醌類化合物能催化降解汽車尾氣中的部分有機污染物。
3.使用本發明的道路石油瀝青材料鋪設的路面，其瀝青路面具備吸附汽車排出的有害氣體的功能，能夠減少汽車尾氣造成的污染，更加環保，并且其強度更高，不容易使路面軟化，進而能夠有效地延長路面的使用壽命。
4.本發明工藝方法的優點在于加工步驟流程短，所需要的加工設備少，易于操作和實現，并且一次生產出來產品的質量合格率高，成本低，產品質量合格率平均在95.62%以上。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步的說明。以下各實施例中的所涉及的原料如無特別說明則均為市售，所涉及的方法如無特別說則均為常規方法。
實施例1：一種道路石油瀝青，按照質量百分比計，包括如下組分：基質瀝青90.0%；醌類化合物4%，活性炭顆粒1.3%，硅藻土2.5%；三氧化二鋁顆粒1.0%，二氧化硅顆粒1.2%。
其中，所用活性炭顆粒的粒度為300-350目，比表面積>1000m2/g，硅藻土的粒度為300-350目，比表面積＞70m2/g；三氧化二鋁顆粒的粒度為300-350目；二氧化硅顆粒的粒度為300-350目。所用的基質瀝青為減壓渣油和直餾瀝青；所用的醌類化合物為苯醌。
在常溫露天條件下，進行實驗測試，試驗條件：無風，開闊地帶，周圍500米內，無高于0.5的遮擋建筑物，使用吉利汽車-帝豪GL型1.8L排量的轎車，其排氣筒距離地面距離為220mm高度，怠速空檔運行，在同樣發動機的工作條件下（轉速為1500轉/分鐘左右），單個排氣筒，進行實驗測試，在排氣筒后方1米且距離地面高度0.4米處，采用電荷探針法檢測其尾氣顆粒物濃度。分別在不使用本發明石油瀝青（普通石油瀝青材料）和使用本發明上述石油瀝青的道路上進行了30次測試，通過尾氣顆粒物濃度數據對比，可以得出在使用本發明石油瀝青的道路上其平均汽車尾氣吸附率為8.21%，表明本發明的道路石油瀝青對汽車尾氣成分有顯著的吸附作用。
實施例2：一種道路石油瀝青，與實施例1的不同之處在于，按照質量百分比計，其包括如下組分：基質瀝青94.0%；醌類化合物0.5%，活性炭顆粒1.2%，硅藻土2.5%；三氧化二鋁顆粒0.8%，二氧化硅顆粒1%。其中，所用的基質瀝青為脫油瀝青；所用的醌類化合物為萘醌。
在常溫露天條件下，進行實驗測試，試驗條件：無風，開闊地帶，周圍500米內，無高于0.5的遮擋建筑物，使用吉利汽車-帝豪GL型1.8L排量的轎車，其排氣筒距離地面距離為220mm高度，怠速空檔運行，在同樣發動機的工作條件下（轉速為1500轉/分鐘左右），單個排氣筒，進行實驗測試，在排氣筒后方1米且距離地面高度0.4米處，采用電荷探針法檢測其尾氣顆粒物濃度。分別在不使用本發明石油瀝青（普通石油瀝青材料）和使用本發明上述石油瀝青鋪設的道路上進行了30次測試，通過尾氣顆粒物濃度數據對比，可以得出在使用本發明石油瀝青的道路上其平均汽車尾氣吸附率為7.63%，證明本發明的道路石油瀝青有顯著的吸附效果。
實施例3：一種道路石油瀝青，與實施例1的不同之處在于，按照質量百分比計，其包括如下組分：基質瀝青92.0%；醌類化合物1.8%，活性炭顆粒2.0%，硅藻土2.5%；三氧化二鋁顆粒0.8%，二氧化硅顆粒0.9%。其中，所用的基質瀝青為調合瀝青；所用的醌類化合物為菲醌。
在常溫露天條件下，進行實驗測試，試驗條件：無風，開闊地帶，周圍500米內，無高于0.5的遮擋建筑物，使用吉利汽車-帝豪GL型1.8L排量的轎車，其排氣筒距離地面距離為220mm高度，怠速空檔運行，在同樣發動機的工作條件下（轉速為1500轉/分鐘左右），單個排氣筒，進行實驗測試，在排氣筒后方1米且距離地面高度0.4米處，采用電荷探針法檢測其尾氣顆粒物濃度。分別在不使用本發明石油瀝青和使用本發明石油瀝青的道路上進行了30次測試，通過尾氣顆粒物濃度數據對比，可以得出在使用本發明石油瀝青的道路上其平均汽車尾氣吸附率為7.52%，證明本發明的道路石油瀝青有顯著的吸附效果。
實施例4：一種道路石油瀝青，與實施例1的不同之處在于，按照質量百分比計，其包括如下組分：基質瀝青91%；醌類化合物2.5%，活性炭顆粒1.8%，硅藻土2.8%；三氧化二鋁顆粒0.7%，二氧化硅顆粒1.2%。其中，所用的基質瀝青為直餾瀝青和脫油瀝青；所用的醌類化合物為蒽醌。
在常溫露天條件下，進行實驗測試，試驗條件：無風，開闊地帶，周圍500米內，無高于0.5的遮擋建筑物，使用吉利汽車-帝豪GL型1.8L排量的轎車，其排氣筒距離地面距離為220mm高度，怠速空檔運行，在同樣發動機的工作條件下（轉速為1500轉/分鐘），單個排氣筒，進行實驗測試，在排氣筒后方1米且距離地面高度0.4米處，采用電荷探針法檢測其尾氣顆粒物濃度。分別在不使用本發明石油瀝青和使用本發明石油瀝青的道路上進行了30次測試，通過尾氣顆粒物濃度數據對比，可以得出在使用本發明石油瀝青的道路上其平均汽車尾氣吸附率為7.81%，證明本發明的道路石油瀝青有顯著的吸附效果。
實施例5：一種道路石油瀝青，與實施例1的不同之處在于，按照質量百分比計，其包括如下組分：基質瀝青93%；醌類化合物2%，活性炭顆粒1.2%，硅藻土2.2%；三氧化二鋁顆粒0.5%，二氧化硅顆粒1.1%。其中，所用的基質瀝青為減壓渣油和脫油瀝青；所用的醌類化合物為苯醌和萘醌。
在常溫露天條件下，進行實驗測試，試驗條件：無風，開闊地帶，周圍500米內，無高于0.5的遮擋建筑物，使用吉利汽車-帝豪GL型1.8L排量的轎車，其排氣筒距離地面距離為220mm高度，怠速空檔運行，在同樣發動機的工作條件下（轉速為1500轉/分鐘），單個排氣筒，進行實驗測試，在排氣筒后方1米且距離地面高度0.4米處，采用電荷探針法檢測其尾氣顆粒物濃度。分別在不使用本發明石油瀝青和使用本發明石油瀝青的道路上進行了30次測試，通過尾氣顆粒物濃度數據對比，可以得出在使用本發明石油瀝青的道路上其平均汽車尾氣吸附率為8.07%，這表明該道路石油瀝青有顯著的吸附效果。
實施例6：一種道路石油瀝青的制備方法，包括下列步驟：
（1）將基質瀝青加熱至熔融狀態，將醌類化合物添加到基質瀝青中混合均勻，待醌類化合物添加完畢之后，繼續混合反應35分鐘；
（2）向步驟（1）所得的混合物中加入活性炭顆粒，攪拌均勻，然后采用超聲波振動4分鐘，超聲波頻率設置為30kHz；
（3）向步驟（2）所得的混合物中加入硅藻土，攪拌均勻，然后采用超聲波振動4分鐘，超聲波頻率設置為30kHz；
（4）向步驟（3）所得的混合物中加入三氧化二鋁顆粒，攪拌均勻，再加入二氧化硅顆粒，攪拌均勻，最后再采用超聲波振動5分鐘，超聲波頻率設置為30kHz。
由實驗測試的結果可知，應用本方法鋪設出來的道路石油瀝青，具備一定的吸附汽車排出的有害氣體的功能，在一定程度上可以減輕汽車尾氣對大氣環境的污染。當下雨過后，雨水又會對石油瀝青內的吸附物質進行一定的清洗，使其繼續保持吸附功能，并且其強度較高，不容易使路面軟化，進而能夠有效地延長路面的使用壽命。
以上所述實施例僅表達了本發明的優選實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明請求保護范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形、改進及替代，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明的保護范圍應以所附權利要求為準。