[00336177]低成本环保型沥青改性关键技术开发与应用

1、项目来源 郑州市重点科技攻关项目：新型低成本高性能路用沥青改性剂关键技术研究,项目编号：11ZPPTSF324。 2、应用领域与主要技术原理 沥青作为不同级配集料之间的粘结剂,随着沥青路面的发展,对我国公路的建设及养护起到了非常重要的作用。沥青为不可再生资源,我国的原油产量已远远不能满足我国经济发展的需求,进口原油占我国原油加工量的一半。原油价格的增长,必然带动沥青、改性沥青的价格的不断增长,通过提高我国改性沥青的深加工能力,减少沥青用量,增大废弃资源综合利用能力,具有重大的经济效益和社会效益。 降低改性沥青的成本方面,我国开展了关于废旧塑料、废旧橡胶轮胎材料改性沥青技术的开发,已经取得了工程化的应用。然上述技术的改性剂是基于高分子材料的开发为基础,添加量有限,取代沥青的量也有限,经济效益不显著。本课题组通过研究发现,在改性沥青中,通过添加赤泥、粉煤灰等固体废弃物,当添加量达到30%时,改性沥青的各种性能不降低,意味着每吨改性沥青可取代30%的基质沥青,成本可节省1000元以上,在实验室内通过赤泥开发了改性沥青稳定剂,解决了高温改性沥青储存稳定问题,为赤泥用改性沥青新技术的工程化应用奠定了基础。 针对河南省气候特点,和郑州地区赤泥材料的性能特点,采用化工试验与力学性能测试分析相结合的方法,制备出符合高等级路面性能指标的高性能改性沥青,使沥青改性成本节约30%左右,开发出低成本、高效沥青改性剂,开发出耐候性、低成本的高等级路面结构及其施工工艺,研究出低成本沥青高温储存稳定剂及其生产工艺。 开发出低成本、高效沥青改性技术,包括以赤泥为原料的沥青改性剂和改性沥青高温储存稳定剂,产品研发属于原创性的制备工艺、方法和手段。 3、性能指标与国内外同类技术比较 性能指标见附表1。 本产品具有以下优势： 1、提出了无机材料改性沥青新的方法-预混复合法,降低了改性沥青的成本,实行了改性沥青高温存储稳定性; 2、研究了无机材料改性沥青抗老化性能和新的抗老化剂,提高了沥青路面的使用寿命。 制备的SBS/赤泥复合改性沥青,高低温性能兼顾,高温存储稳定,成本低,无污染,其性能指标达到了日本排水路面改性沥青技术标准,具有自主知识产权,有着很好额度应用前景。 4、成果的创造性与先进性 1、提出了用赤泥、硅藻土、粉煤灰、消石灰、表面活性剂等无机矿物废弃材料,代替30%左右的基质沥青材料,以此降低基质沥青用量,降低成本; 2、提出了采用十二烷基笨磺酸钠等复合表面活性剂作为改性沥青的储存稳定剂,完全达到了SBS改性沥青的储存稳定性标准; 3、提出低成本沥青改性制备工艺-预混复合法;即将聚合物和一定量的赤泥、粉煤灰等填料共混密炼制备复合物,将复合物与芳烃油预混溶配置成母料,改变填料用量从而实现了聚合物与沥青的高温存储稳定性,将母料与基质沥青在一定工艺下混合,生产出透水路面用高粘度改性沥青。 4成功应用于抗氧剂BZ和ZDDP的添加对沥青耐老化性能评价。 制备的SBS/赤泥等复合改性沥青,高、低温性能兼顾,高温贮存稳定,成本低,无污染,其性能指标达到路面用改性沥青技术标准,具有自主知识产权,有着很好的应用前景。制备的SBS/赤泥复合改性沥青,高、低温性能兼顾,高温贮存稳定,成本低,无污染,其性能指标达到日本排水路面用改性沥青技术标准,具有自主知识产权,有着很好的应用前景。 经国内外科技查新,这些内容都是本项目首次给出的。 5、作用意义 开发低成本、高性能和耐候性的改性沥青用赤泥高效综合利用关键技术,以及改性沥青稳定剂剂、来源广泛、成本低廉的赤泥资源的开发,通过优化开发实用的道路用沥青混合料设计,以及具有优良性能的、低成本碳沥青用高等级路面结构,对我省乃至全国赤泥废旧资源综合工利用,发展循环经济,实现赤泥资源的安全高效、清洁、环保和可持续发展,具有重要意义。特别对提高路面行驶安全性,显著降低道路工程成本,具有显著的经济和社会效益,其使用前景在各级公路上是非常光明的,极具发展潜力。