專利名稱：硬脂酰胺在改性道路瀝青中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硬脂酰胺的用途，尤其涉及硬脂酰胺在改性道路瀝青中的用途。
背景技術(shù)：
在公路施工中，熱拌瀝青混合料經(jīng)壓實(shí)而形成滿足路用性能要求的瀝青路面結(jié)構(gòu)層，壓實(shí)效果直接影響到路面的平整度、密實(shí)度和耐久性。對(duì)路面各結(jié)構(gòu)層進(jìn)行正確、充分的壓實(shí)，可增加路面的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、抗疲勞性和不透水等特性，減少路面在行車荷載下產(chǎn)生的變形。然而，瀝青路面施工的季節(jié)性很強(qiáng)，路面質(zhì)量與施工的氣候自然條件有很大的關(guān)系，尤其在晝夜溫差大、平均氣溫低的地區(qū)，施工過程中瀝青混合料的溫度下降快，令有效地壓實(shí)時(shí)間減少，導(dǎo)致平整度低、密實(shí)度不均勻、松鋪系數(shù)不準(zhǔn)確以及瀝青混合料溫度過低導(dǎo)致的上下面層粘結(jié)困難等一些難以解決的問題。使用改性瀝青時(shí)通常需要提高拌和與碾壓溫度10～20℃，有效壓實(shí)問題更為突出。
為增加有效的壓實(shí)時(shí)間，減少上述問題的出現(xiàn)，目前國內(nèi)外通常采取的措施有①提高混合料拌合溫度；②采用針入度較大的瀝青；③縮短每一次攤鋪和碾壓的長度，集中人員和機(jī)具，做到快鋪、快壓；④在混合料溫度較高的情況下先用重型壓路機(jī)快速碾壓密實(shí)，再用輕型壓路機(jī)將表面壓平收光；⑤在交通允許和施工可能的條件下，盡量采取全幅路寬鋪筑方法，以減少縱縫。
以上方法在一定程度上緩減了施工環(huán)境溫度低而導(dǎo)致的困難，但也帶出了另外一些問題。特別是添加聚合物后得到的聚合物改性瀝青，由于高分子聚合物具有塑料或橡膠的某些特性，加入到瀝青后對(duì)基質(zhì)瀝青的流變性能也發(fā)生了較大變化。根據(jù)JTJ032-1994《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定普通瀝青混合料的拌和與碾壓溫度可分別由瀝青的粘度為(0.17±0.02)Pa·s和(0.28±0.03)Pa·s時(shí)的溫度來確定；當(dāng)采用改性瀝青時(shí)，溫度在基質(zhì)瀝青的基礎(chǔ)上相應(yīng)提高。然而，為提高有效壓實(shí)時(shí)間而提高瀝青混合料拌和溫度會(huì)引起兩方面的問題①過高的拌和溫度和較長的拌和時(shí)間會(huì)引起基質(zhì)瀝青的過度老化；②若瀝青的閃、燃點(diǎn)溫度較低時(shí)，可能會(huì)引起安全事故。
本發(fā)明所述硬脂酰胺為市售產(chǎn)品，是一種以硬脂酰胺和棕櫚酰胺為主成份，含有其它脂肪酸酰胺的有機(jī)化工原料。參照工業(yè)硬脂酰胺標(biāo)準(zhǔn)，其基本組分為十八酰胺40～80％，十六酰胺10～70％，低于C16的脂肪酸(正癸酸、正十二烷酸、正十四烷酸等)酰胺合計(jì)1～5％，高于C18的脂肪酸(正二十烷酸、二十二烷酸等)酰胺合計(jì)≤3.5％，不飽合脂肪酸(油酸、異油酸、花生油酸)酰胺合計(jì)≤3％，其余是微量的硬脂酸、硬脂酸腈和水份。本發(fā)明所使用的硬脂酰胺為工業(yè)級(jí)，酰胺總含量≥98.0％，其理化指標(biāo)如表1所示表1 硬脂酰胺的理化指標(biāo)

硬脂酰胺無異味，不溶于水，難溶于冷乙醇，溶于熱乙醇，氯仿，乙醚等有機(jī)溶劑，相對(duì)密度0.96左右，具有特殊的表面潤滑作用，優(yōu)良的外部潤滑性、脫模性，并具有親和性、附著性，透明性和電性能亦好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種硬脂酰胺在改性道路瀝青中的應(yīng)用。
硬脂酰胺含量為加入硬脂酰胺的改性道路瀝青總重量的2～8％。
優(yōu)選的硬脂酰胺含量為加入硬脂酰胺的改性道路瀝青總重量的3～5％。
使用方法是將硬脂酰胺加入到預(yù)熱的改性道路瀝青中，攪拌均勻。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是①提高瀝青球環(huán)軟化點(diǎn)，改善路面高溫抗形變性能，增強(qiáng)對(duì)車轍變形的抵抗能力；②在瀝青路面的生產(chǎn)和鋪設(shè)溫度范圍內(nèi)，降低瀝青混合料的粘度，提高有效壓實(shí)時(shí)間；③硬脂酰胺的界面作用可改善瀝青與石料的粘附性，使改性瀝青路面具有更好的防水性和合適的密度，減少早期磨損現(xiàn)象，降低養(yǎng)護(hù)成本；④工藝簡單，成本低廉。硬脂酰胺是溫和無毒、難揮發(fā)物質(zhì)，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，在160～180℃下的瀝青正常貯存溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式
通過以下實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，這些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明完全不起限制作用。
實(shí)施例1將97重量份的SBS高粘改性瀝青預(yù)熱到180℃，加入3重量份的硬脂酰胺，機(jī)械攪拌均勻。測定加與不加硬脂酰胺的SBS高粘改性瀝青的表觀粘度、復(fù)合粘度、車轍因子與溫度的關(guān)系，見表2、表3、表4。測定其基本性能指標(biāo)，見表5。
表2 SBS高粘改性瀝青的表觀粘度與溫度的關(guān)系

由表2可看到，在拌合溫度范圍內(nèi)，加入硬脂酰胺使SBS高粘改性瀝青粘度顯著降低，降低幅度達(dá)50％以上。溫度越低，降粘效果越顯著，說明硬脂酰胺對(duì)降低高粘改性瀝青施工粘度效果顯著。在達(dá)到相同的使用粘度要求時(shí)，可以大大降低攪拌和碾壓溫度，提高有效壓實(shí)時(shí)間，降低瀝青混合料的施工溫度。
評(píng)價(jià)瀝青路面的高溫穩(wěn)定性，瀝青的60℃粘度常作為評(píng)價(jià)改性劑在瀝青中抵抗環(huán)境高溫性能的效果，反映瀝青耐熱性的指標(biāo)。用動(dòng)態(tài)剪切流變儀(DSR)測定SBS高粘改性瀝青在中溫(盛夏季節(jié)氣溫)下的瀝青膠結(jié)料的流變參數(shù)以確定其流變行為，結(jié)果如表3所示。
表3 中溫下SBS高粘改性瀝青的復(fù)合粘度和車轍因子與溫度的關(guān)系

從表3可以看出在中溫情況下，加入硬脂酰胺后，車轍因子增大，說明此時(shí)的瀝青混合料抵抗車轍能力進(jìn)一步增強(qiáng)；復(fù)合粘度提高了43％，這就使得瀝青混合料在荷載作用下產(chǎn)生較小的剪切變形，彈性恢復(fù)性能好，殘留的永久性塑性變形小，路面抵抗車轍能力提高。
采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀(DSR)進(jìn)行溫度掃描，參數(shù)設(shè)置為角頻率ω＝10(1/S)、振幅為1％，溫度掃描范圍為15～95℃，結(jié)果見表4。


圖1是表4的復(fù)合粘度與溫度關(guān)系圖。
圖中-■-表示SBS高粘改性瀝青的復(fù)合粘度；-▲-表示加入3％硬脂酰胺的SBS高粘改性瀝青的復(fù)合粘度。
從圖1可以看出，在低于72℃的中溫環(huán)境下，加入了硬脂酰胺的SBS高粘改性瀝青復(fù)合粘度和車轍因子都明顯高于不加硬脂酰胺的，這表明路面抵抗車轍的能力相應(yīng)提高；在72℃以上的高溫環(huán)境下，加入了硬脂酰胺的SBS高粘改性瀝青的復(fù)合粘度和車轍因子都低于不加硬脂酰胺的，這表明在達(dá)到相同的使用粘度要求時(shí)，可以降低攪拌和碾壓溫度，減少基質(zhì)瀝青老化的程度。
表4 SBS改性道路瀝青復(fù)合粘度和車轍因子與溫度的關(guān)系

測定加與不加硬脂酰胺的SBS高粘改性瀝青的針入度和軟化點(diǎn)的結(jié)果，見表5。
表5 SBS高粘改性瀝青的針入度和軟化點(diǎn)

由表5可以看出SBS高粘改性瀝青加入3％硬脂酰胺后，針入度降低，軟化點(diǎn)提高，性能得到了改善。
實(shí)施例2將97重量份的道路石油瀝青預(yù)熱到180℃，向攪拌罐分別加入3重量份的硬脂酰胺，機(jī)械攪拌均勻。
測定加與不加硬脂酰胺的道路石油瀝青的針入度和軟化點(diǎn)的結(jié)果，見表6。
表6 道路石油瀝青的針入度和軟化點(diǎn)

由表5可以看出道路石油瀝青加入3％硬脂酰胺后，針入度降低，軟化點(diǎn)顯著提高，因此，硬脂酰胺也可用作道路石油瀝青改性劑。
實(shí)施例3
將95重量份的SBS高粘改性瀝青預(yù)熱到180℃，加入5重量份的硬脂酰胺，機(jī)械攪拌均勻。
為了評(píng)價(jià)硬脂酰胺在瀝青混合料中的效果，本發(fā)明采用最大粒徑13mm的密級(jí)配(AC-13)瀝青混合料，在旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀(GSC)成型后，通過不同溫度、不同旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)下的密度變化，與不加硬脂酰胺比較，評(píng)價(jià)降粘降阻的效果，結(jié)果如圖2所示。
圖2為初碾溫度下實(shí)測毛體積密度與壓實(shí)次數(shù)的關(guān)系。
圖中-■-185℃，+5％硬脂酰胺；-▲-170℃，+5％硬脂酰胺；-◆-170℃；-●-155℃，+5％硬脂酰胺；--155℃。
為了模擬路面碾壓后終碾的碾壓情況，將攪拌好的瀝青混合料置于室溫冷卻，待達(dá)到終碾所需溫度后，進(jìn)行碾壓成型，結(jié)果如圖3所示。
圖3為終碾溫度下實(shí)測毛體積密度與壓實(shí)次數(shù)的關(guān)系圖中-■-135℃，+5％硬脂酰胺；-▲-125℃，+5％硬脂酰胺；-◆-125℃；-●-115℃，+5％硬脂酰胺；--115℃。
從圖2可以看出，壓實(shí)次數(shù)30次以上，瀝青混合料170℃不加硬脂酰胺與155℃加入5％硬脂酰胺后的實(shí)測毛體積密度相同，因此，在達(dá)到一定的壓實(shí)次數(shù)，在相同壓實(shí)功下可以降低瀝青混合料初碾溫度15℃，從而有效降低瀝青路面的施工溫度，減少安全隱患。
從圖3可以看出，當(dāng)終碾溫度115℃時(shí)，實(shí)測毛體積密度達(dá)到2.307時(shí)，不加硬脂酰胺的瀝青混合料須經(jīng)過100次壓實(shí)，而加入硬脂酰胺的只需壓實(shí)89次，從而減少壓實(shí)次數(shù)11次；當(dāng)終碾溫度115℃時(shí)，實(shí)測毛體積密度在2.280～2.307之間，加入硬脂酰胺的瀝青混合料比不加的平均減少壓實(shí)次數(shù)10次。當(dāng)終碾溫度125℃時(shí)，實(shí)測毛體積密度達(dá)到2.315時(shí)，不加硬脂酰胺的瀝青混合料須經(jīng)過100次壓實(shí)，而加入硬脂酰胺的只需壓實(shí)88次，從而減少壓實(shí)次數(shù)12次；當(dāng)終碾溫度125℃時(shí)，實(shí)測毛體積密度在2.291～2.315之間時(shí)，加入硬脂酰胺的瀝青混合料比不加的平均減少壓實(shí)次數(shù)11次。另外，壓實(shí)次數(shù)70次以上，125℃瀝青混合料不加硬脂酰胺與115℃加入5％硬脂酰胺后的實(shí)測毛體積密度相同，因此，在達(dá)到一定的壓實(shí)次數(shù)，在相同壓實(shí)功下可以降低瀝青混合料終碾溫度10℃。
權(quán)利要求
1.硬脂酰胺在改性道路瀝青中的應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬脂酰胺在改性道路瀝青中的應(yīng)用，其特征在于硬脂酰胺含量為加入硬脂酰胺的改性道路瀝青總重量的2～8％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬脂酰胺在改性道路瀝青中的應(yīng)用，其特征在于硬脂酰胺含量為加入硬脂酰胺的改性道路瀝青總重量的3～5％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬脂酰胺在改性道路瀝青中的應(yīng)用，其特征在于將硬脂酰胺加入到預(yù)熱的改性道路瀝青中，攪拌均勻。
全文摘要
一種硬脂酰胺在改性道路瀝青中的應(yīng)用。硬脂酰胺含量為加入硬脂酰胺的改性道路瀝青總重量的2～8％。其優(yōu)點(diǎn)是提高瀝青球環(huán)軟化點(diǎn)，改善路面高溫抗形變性能，增強(qiáng)對(duì)車轍變形的抵抗能力；降低瀝青混合料的粘度，提高有效壓實(shí)時(shí)間；使路面具有更好的防水性和合適的密度，減少早期磨損現(xiàn)象，降低養(yǎng)護(hù)成本；工藝簡單，成本低廉，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)E01C7/00GK1831037SQ200610033818
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2006年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月27日
發(fā)明者麥裕良, 張肖寧 申請(qǐng)人:廣東省石油化工研究院