CN101085871A - 一种采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青 - Google Patents
一种采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青，即在沥青中加入橡胶粉、环氧树脂、固化剂；上述组分的重量百分比为：沥青100份，橡胶粉3～20份，环氧树脂1～5份，固化剂为环氧树脂的15％；本发明所改性后的沥青性能优良，针入度、软化点、低温延度、扭转回弹等四项技术指标均优于普通的沥青，改性沥青为粘结材料，具有良好的高温耐流动性和低温下的延性等优点，可用于修筑沥青混凝土路面以及减缓路面反射裂缝的产生，增加沥青路面的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及路面养护及维修所用的改性沥青，具体涉及一种采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青。
背景技术
半刚性基层和水泥混凝土路面具有刚度大、材料来源丰富、扩散荷载能力强，使用耐久、日常养护工作量小以及结构稳定等优点，在我国的高等级路面中占有很大的比重。然而由于路面结构设计、施工、养护、甚至超载的超负荷运营等问题，许多水泥混凝土路面已进入维修期。在旧水泥混凝土路面上直接铺筑沥青混凝土面层，或在旧水泥路面上先铺半刚性基层补强后再铺筑沥青混凝土面层，是改善旧路面、提高路面结构承载力的一项常用措施。但是这种在半刚性基层或在旧水泥混凝土路面上铺筑沥青混凝土会出现反射裂缝，预防和减缓反射裂缝产生至今仍然是道路工程界所面临的一大难题。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种各项技术指标均优于普通的沥青，能更好地延缓沥青混凝土路面反射裂缝的产生，以延长道路使用寿命的改性沥青。
本发明为一种采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青，在沥青中加入橡胶粉、环氧树脂乳液、固化剂；上述组分的重量百分比为：沥青100份，橡胶粉3～20份，环氧树脂为1～5份，固化剂为环氧树脂的15％。上述沥青为道路石油沥青。
上述固化剂是加热固化型酸酐类固化剂，选用甲基六氢苯酐，分子式是C9H12O3，分子量为168，其分子式为：
上述环氧树脂的分子式是：
其中：n＝0.1～0.5平均聚合度
环氧值eq为0.41～0.55
环氧当量为244～182。
上述橡胶粉为废旧轮胎加工成的橡胶粉，废旧轮胎橡胶粉主要的化学成分是天然橡胶和合成橡胶。
本发明采用环氧树脂和橡胶粉对沥青进行改性，旨在有效地预防和减缓反射裂缝的产生。改性后的沥青，具有良好的高温耐流动性、低温下的延性和抗疲劳性能等优点，可以减缓沥青混凝土路面反射裂缝的产生和发展，增加沥青加铺层的疲劳寿命，具有很好的应用前景。
所述材料的说明：
1.沥青为道路石油沥青，沥青标号的选择根据公路等级、气候条件、交通量等选择。
2.橡胶为废旧轮胎加工成的橡胶粉，废旧轮胎橡胶粉主要的化学成分是天然橡胶和合成橡胶(如丁苯橡胶、顺丁橡胶)，还有硫、碳黑、氧化硅、氧化铁、氧化钙等添加剂成分。以上这些成分都是良好的沥青改性剂，能够改善沥青的高、低温性能、抗老化性能、抗疲劳性能。
3.环氧树脂具有良好的化学稳定性、粘接性和防水性，用环氧树脂对沥青进行改性而配制成环氧改性沥青，具有较高的柔韧性、强度高、优良的耐疲劳性能及良好的抗腐蚀性和抗水性等特点。
4.固化剂为加热固化型酸酐类固化剂，甲基六氢苯酐，分子式是C9H12O3，分子量为168。环氧树脂是线性低分子热塑性聚合物，必须依靠固化剂将环氧树脂中的环氧基打开，发生交联反应，才能形成粘结强度。上述固化剂耐热性高，反应条件能够适应沥青混合料高温拌和、摊铺和碾压工艺过程，具有很好的可操作性。
改性前后主要技术指标对比：
| 材料种类 | 主要配比 | 针入度(0.1mm) | 软化点(℃) | 低温延度(cm) | 扭转回弹(％) | |
| 5℃ | 25℃ | |||||
| A级70号沥青 | A级70号沥青 | 72.2 | 47.8 | 1.0 | 20 | 5 |
| 改性沥青 | 100份沥青+(1～3)份环氧树脂+(3～5)份橡胶粉+固化剂 | 58～66 | 48～54 | 20～28 | 57～62 | 12～31 |
| 改性沥青(用于缓冲层) | 100份沥青+(3～5)份环氧树脂+(5～15)份橡胶粉+固化剂 | 51～58 | 50～61 | 25～35 | 60～80 | 18～42 |
| 改性沥青(用于应力吸收层) | 100份沥青+(1～5)份环氧树脂+(15～20)份橡胶粉+固化剂 | 45～58 | 50～65 | 25～38 | 58～85 | 18～45 |
说明：针入度：P25℃，100g，5s；软化点：TR&B；延度D0℃，5cm/min；固化剂为环氧树脂的15％。
本发明的突出优点和显著效果：
1.将废旧轮胎制成的橡胶粉用于筑路工程，环保公益作用明显，不仅能够解决废旧轮胎带来的社会问题，而且能够改善沥青的高低温性能、抗老化性能、抗疲劳性能，减缓路面反射裂缝的产生。
2.在沥青和橡胶粉中加入环氧树脂，具有较高的柔性和韧性、强度高、优良的耐疲劳性能及良好的抗腐蚀性等特点。
3.采用所述的固化剂，能适应改性时沥青混合料的高温拌和、摊铺和碾压工艺过程。
4.抗剪切变形能力以及混合料的马歇尔性能指标(包括稳定度、流值)比改性前的沥青有明显提高。
应用范围
1、沥青100份+(1～3)份环氧树脂+(3～5)份橡胶粉+固化剂(固化剂为环氧树脂的15％)，制成的改性沥青，可用于高等级路面、桥面铺装层的沥青混凝土。
2、沥青100份+(1～5)份环氧树脂+(5～20)份橡胶粉+固化剂(固化剂为环氧树脂的15％)，制成的改性沥青，再与细集料互配(比例是细集料100份，上述改性沥青7～9份)，可配制成路面缓冲层或应力吸收层。
具体实施方式
本发明为一种采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青，主要材料为道路石油沥青、橡胶粉、环氧树脂乳液和固化剂，其中橡胶粉、环氧树脂和固化剂为改性材料。采用上述改性材料对沥青进行改性，并确定改性材料即橡胶粉、环氧树脂和固化剂在沥青中的掺入量。各组分的重量百分比为：沥青100份，橡胶粉3～20份，环氧树脂1～5份，固化剂为环氧树脂的15％。
1.首先将环氧树脂和固化剂按照配比进行混合后，注入沥青溶液中，充分研磨搅拌均匀，拌和温度应保持在170℃。
2.将粒径不大于40目的橡胶粉加入上述改性沥青中，控制温度在180℃，边加热边搅拌，直至橡胶粉完全溶化。
3.配制路面缓冲层或应力吸收层时，细集料温度应控制在185℃，改性沥青的搅拌温度控制在170℃，两者混合后机械拌和温度应控制在170℃，拌和时间为40～60s。
Claims (6)
1、一种采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青，其特征在于：在沥青中加入橡胶粉、环氧树脂、固化剂；上述组分的重量百分比为：沥青100份，橡胶粉3～20份，环氧树脂1～5份，固化剂为环氧树脂的15％。
2、根据权利要求1所述的采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青，其特征在于：上述沥青为道路石油沥青。
3、根据权利要求1所述的采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青，其特征在于：上述固化剂是加热固化型酸酐类固化剂。
4、根据权利要求3所述的采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青，其特征在于：上述加热固化型酸酐类固化剂选用甲基六氢苯酐，其分子式是：
5、根据权利要求1所述的采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青，其特征在于：上述环氧树脂的分子式是：
其中：n＝0.1～0.5平均聚合度，环氧值eq为0.41～0.55，
环氧当量为244～182。
6、根据权利要求1所述的采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青，其特征在于：上述橡胶粉为废旧轮胎加工成的橡胶粉。
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