CN101439946A - 改性橡胶沥青混合料的制备方法 - Google Patents

改性橡胶沥青混合料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性橡胶沥青混合料的制备方法，包括下列步骤：将15－25重量份的轮胎橡胶粉，2－4重量份的N，N’－乙撑双月桂酰胺加入到75－85重量份的道路石油沥青中，在180－200℃的条件下，搅拌反应45－120分钟，制成橡胶沥青；将100重量份的矿质集料中的石料加热到160－200℃，加入6－10重量份的橡胶沥青，搅拌均匀，即制得复合改性橡胶沥青混合料成品。本发明的制备方法获得的橡胶沥青混合料，可以同时改善橡胶沥青混合料的高温性能、粘附性能及管道泵送性能。

Description

改性橡胶沥青混合料的制备方法
技术领域
本发明涉及改性橡胶沥青混合料的制备方法。
背景技术
橡胶沥青是指含量15％以上的轮胎橡胶粉在高温和充分拌合的条件下，与沥青熔胀反应得到的改性沥青胶结材料。由于是采用回收轮胎作为改性主材，相比苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青具有成本优势，但是纯轮胎橡胶配方的橡胶沥青，在高温稳定性、粘附性、施工性能上还存在不足。
为了提升橡胶沥青的综合性能，可以往橡胶沥青中添加其他改性剂进行改性。现有的橡胶粉应用于沥青路面的技术主要分为湿法和干法两大类，湿法工艺是指用改性剂首先与沥青复合获得新的胶结料，再将胶结料与集料拌合获得混合料的工艺。干法工艺在橡胶颗粒尺寸、橡胶用量和拌制设备上具有明显优势，但是世界上绝大多数研究几种在湿法工艺上，其主要原因在于采用干法工艺铺筑的试验路性能不稳定，而湿法工艺相对性能较为令人满意。
如中国专利CN101275026记载了一种改性橡胶沥青的生产方法，包括以下步骤：将沥青加入搅拌罐内，在220℃下加入轮胎橡胶粉，充分搅拌混合均匀，静置，在温度降为150℃时加入硬脂酰胺和填料，继续搅拌1小时。近几年，还出现了一种干法与湿法相结合制备橡胶沥青混合料的新方法，如中国专利CN1807514记载了一种利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法。将废旧轮胎磨制成细胶粉，该细胶粉与基质沥青混合、搅拌，得到橡胶沥青；采用断级配集料，将集料进行筛分，得到细、粗集料；橡胶颗粒与粗、细集料混合、拌制，然后加入橡胶沥青拌制，最后加入矿粉拌和，得到所需产品。中国专利CN1831043记载了另一种可用于重载交通和高温条件下桥面铺装的复合改性橡胶沥青混合料的制备方法。该方法是将10～23％的轮胎橡胶粉，加入到77～90％道路石油沥青中，配制成橡胶沥青；然后将100份的矿质集料加热到160～200℃，将0.2～0.8份PE加入到矿质集料中，再加入6.5～11质量份所制备的橡胶沥青。
由于受选材等因素的限制，上述方法制备的橡胶沥青混合料或者在橡胶沥青混合料的高温性能、或者在粘附性能、或者在管道泵送性能上存在一方面或者几方面的缺陷。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种制备改性橡胶沥青混合料的新方法。
本发明的方法包括下列步骤：
1.将15-25重量份的轮胎橡胶粉，2-4重量份的N，N’—乙撑双月桂酰胺加入到75-85重量份的道路石油沥青中，在180-200℃的条件下，搅拌反应45-120分钟，制成橡胶沥青；
2.将100重量份的矿质集料中的石料加热到160-200℃，加入6-10重量份的步骤1获得的橡胶沥青，搅拌均匀，即制得复合改性橡胶沥青混合料成品。
上述步骤2中的石料符合下述级配要求：
 
筛孔尺寸 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 0.075
间断级配 100 80-100 55-80 25-42 14-28 0-6
上述道路石油沥青为普通道路石油沥青。
上述轮胎橡胶粉，为废旧轮胎破碎并除去钢丝和纤维后的粉末，粉末粒度为20-70目。
上述N，N’—乙撑双月桂酰胺的分子式为：
Figure A200810207454D00051
目前尚无N，N’—乙撑双月桂酰胺在道路沥青中的应用报道，本发明经试验表明，适当含量的N，N’—乙撑双月桂酰胺的引入可以同时改善橡胶沥青混合料的高温性能、粘附性能及管道泵送性能。这可能是因为N，N’—乙撑双月桂酰胺由于具有蜡的性能，可以大幅度降低橡胶沥青的粘度，同时其中还含有胺成分，这也将改善橡胶沥青的表面张力，这一特点也可以改善橡胶沥青的流动性能，而这两方面的性能将使橡胶沥青的在高温下的流动性能大大改善，从而改善橡胶沥青这施工时最易出现的问题：无法在通过管道及时泵送；同样，N，N’—乙撑双月桂酰胺中胺的存在，使其在沥青中具有抗剥落剂的性能，从而改善橡胶沥青的粘附性能，蜡在降低橡胶沥青粘度的同时，也改善了橡胶沥青在石料表面的浸润与裹覆性能，这两方面性能的改善，也会改善橡胶沥青的粘附性能；由于橡胶沥青的粘附性能获得了改善，也就相应提高橡胶沥青的高温性能；而且本发明的方法，无需区分干湿分开，制备方式简单。
本发明的制备方法获得的改性橡胶沥青混合料，可以同时改善橡胶沥青混合料的高温性能、粘附性能及管道泵送性能。
具体实施方式
以下结合实施例以进一步阐述本发明，应理解，实施例并非用于限制本发明的保护范围。
实施例1
按下述方法制备改性橡胶沥青混合料：
1.将15重量份的轮胎橡胶粉，2重量份的N，N’—乙撑双月桂酰胺加入到75重量份的道路石油沥青中，在180-200℃的条件下，搅拌反应120分钟，制成橡胶沥青，依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000规定的标准方法测试橡胶沥青177℃粘度，结果见表1；
2.将100重量份的矿质集料中的石料加热到160-200℃，加入6重量份的步骤1获得的橡胶沥青，搅拌均匀，即制得复合改性橡胶沥青混合料成品。
上述步骤2中的石料符合下述级配要求：
 
筛孔尺寸 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 0.075
间断级配 100 80 55 25 14 0
对比例1：
按下述方法制备改性橡胶沥青混合料：
1.将15重量份的轮胎橡胶粉加入到75重量份的道路石油沥青中，在180℃的条件下，搅拌反应120分钟，制成橡胶沥青，测试橡胶沥青177℃粘度，结果见表1；
2.将100重量份的矿质集料中的石料加热到160℃，加入6重量份的步骤1获得的橡胶沥青，搅拌均匀，即制得复合改性橡胶沥青混合料成品。
上述步骤2中的石料符合下述级配要求：
 
筛孔尺寸 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 0.075
间断级配 100 80 55 25 14 0
实施例2
按下述方法制备改性橡胶沥青混合料：
1.将25重量份的轮胎橡胶粉，4重量份的N，N’—乙撑双月桂酰胺加入到85重量份的道路石油沥青中，在200℃的条件下，搅拌反应45分钟，制成橡胶沥青，测试橡胶沥青177℃粘度，结果见表1；
2.将100重量份的矿质集料中的石料加热到200℃，加入15重量份的步骤1获得的橡胶沥青，搅拌均匀，即制得复合改性橡胶沥青混合料成品。
上述步骤2中的石料符合下述级配要求：
 
筛孔尺寸 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 0.075
间断级配 100 100 80 42 28 3
对比例2：
按下述方法制备改性橡胶沥青混合料：
1.将25重量份的轮胎橡胶粉，加入到85重量份的道路石油沥青中，在200℃的条件下，搅拌反应45分钟，制成橡胶沥青，测试橡胶沥青177℃粘度，结果见表1；
2.将100重量份的矿质集料中的石料加热到200℃，加入15重量份的步骤1获得的橡胶沥青，搅拌均匀，即制得复合改性橡胶沥青混合料成品。
上述步骤2中的石料符合下述级配要求：
 
筛孔尺寸 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 0.075
间断级配 100 100 80 42 28 3
实施例3
按下述方法制备橡胶沥青混合料：
1.将20重量份的轮胎橡胶粉，3重量份的N，N’—乙撑双月桂酰胺加入到80重量份的道路石油沥青中，在180℃的条件下，搅拌反应120分钟，制成橡胶沥青，测试橡胶沥青177℃粘度，结果见表1；
2.将100重量份的矿质集料中的石料加热到180℃，加入10重量份的步骤1获得的橡胶沥青，搅拌均匀，即制得复合改性橡胶沥青混合料成品。
上述步骤2中的石料符合下述级配要求：
 
筛孔尺寸 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 0.075
间断级配 100 85 60 30 20 2
对比例3：
按下述方法制备改性橡胶沥青混合料：
1.将20重量份的轮胎橡胶粉，3重量份的SBS加入到80重量份的道路石油沥青中，在180℃的条件下，搅拌反应120分钟，制成橡胶沥青，测试橡胶沥青177℃粘度，结果见表1；
2.将100重量份的矿质集料中的石料加热到180℃，加入10重量份的步骤1获得的橡胶沥青，搅拌均匀，即制得复合改性橡胶沥青混合料成品。
上述步骤2中的石料符合下述级配要求：
 
筛孔尺寸 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 0.075
间断级配 100 85 60 30 20 2
上述实施例及各对比例的混合料成品成型混合料车辙试件、马歇尔试件，混合料的成型方法依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000规定的标准方法进行，其中混合料的拌和温度为160℃，成型温度为145℃，车辙试件碾压成型次数为12次，并依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000规定的标准方法测试其沥青混合料车辙试验动稳定度、沥青混合料冻融劈裂试验残留强度比及沥青混合料低温弯曲试验破坏应变，试验结果如表1：
表1
 
测试指标 实施例1  对比例1  实施例2  对比例2  实施例3  对比例3 
橡胶沥青177℃粘度 0.9 1.7 3.8 8.1 2.1 3.7
沥青混合料车辙试验动稳定度(次/mm)                    2280 845 8421 3320 6251 4765
沥青混合料冻融劈裂试验残留强度比(％)                 76.0 60.1 77.5 66.3 85.5 67.1
由上表可见：实施例的177℃粘度均小于对比例的粘度，表明采用本发明的橡胶沥青更易于泵送；同样实施例的混合料动稳定度均高于对比例的的混合料动稳定度，表明采用本发明的橡胶沥青混合料有更好的高温性能；实施例的混合料冻融劈裂试验残留强度比均高于对比例，表明采用本发明的橡胶沥青混合料有更好的粘附性能。

Claims (3)

1.一种改性橡胶沥青混合料的制备方法，包括下列步骤：
a、将15-25重量份的轮胎橡胶粉，2-4重量份的N，N’—乙撑双月桂酰胺加入到75-85重量份的道路石油沥青中，在180-200℃的条件下，搅拌反应45-120分钟，制成橡胶沥青；
b、将100重量份的矿质集料中的石料加热到160-200℃，加入6-10重量份的步骤1获得的橡胶沥青，搅拌均匀，即制得复合改性橡胶沥青混合料成品。
2.如权利要求1所述改性橡胶沥青混合料的制备方法，其特征在于，所述石料符合下述级配要求：
  筛孔尺寸 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 0.075 间断级配 100 80-100 55-80 25-42 14-28 0-6
                                      。\
3.如权利要求1所述改性橡胶沥青混合料的制备方法，其特征在于，所述轮胎橡胶粉的粉末粒度为20-70目。
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