CN103073219B - 一种高模量沥青混凝土添加剂 - Google Patents
一种高模量沥青混凝土添加剂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于沥青路面用材料技术领域,涉及一种高模量沥青混凝土添加剂,其组分按质量份数计为:废旧聚乙烯60~90份,聚丙烯10~30份,乙酸乙脂5~10份,辅助剂0.5~1.5份,其中辅助剂为增塑剂和调节剂按质量比为1:(2~4)混合,其中增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯或二甘醇二苯甲酸酯,调节剂为19叔十二烷基硫醇、3-巯基丙酸异辛酯、乙基硫醇或正十二烷基硫醇。本发明的添加剂使用方便、价格低廉、性能稳定,提高沥青混合料抗车辙性能、低温抗裂性、水稳定性和抗疲劳性能。同时可使废旧塑料得到有效的回收再利用,具有生态环保等优点,直接减少资源浪费,并极大地维护了自然景观和生态环境平衡,具有良好的社会和环境效益。
Description
技术领域
本发明属于沥青路面用材料技术领域,涉及一种高模量沥青混凝土添加剂。
背景技术
在我国,随着交通量、车辆轴载的不断增加,交通渠化程度的不断提高,车辙问题日益严重。车辙病害一般在通车后第一个夏季的高温期即会出现;随着时间的延长及重载车流量和数量的增加,车辙深度也逐渐加大,使得路面平整度变差,并引起其它病害,如网裂、坑槽、坑洞等。这不仅影响了行车的舒适性和安全性,而且也降低了经济效益和社会效益,因此防治车辙病害是当今公路建设中的首要问题。虽然SBS改性沥青、纤维沥青、改性沥青SMA、改性沥青Superpave等路面结构的应用大幅度增加,但路面车辙病害的产生并没有得到有效的抑制。
高模量沥青混凝土能够降低沥青混凝土应变量,大幅度提高路面抗高温变形能力,延缓车辙的产生、降低车辙深度,延长路面的使用寿命,延长维修周期。现阶段研究结果表明,提高沥青混合料模量的有效途径有两种:一是在普通沥青混合料中加入添加剂来提高其模量,包括高熔点天然沥青和聚烯烃类物质;二是沥青胶结料采用能够合理兼顾高低温性能的高模量沥青,可以采用低标号的硬质沥青或聚合物改性沥青。
从国内研究应用高模量沥青混合料的情况来看,在普通沥青混合料中加入聚烯烃类添加剂的方法施工工艺简单,易于推广,为高模量沥青混凝土技术的推广应用奠定了基础。但存在的问题是:目前的添加剂以抗车辙为主要目的,以聚乙烯为主要原料,产品性能单一,适应性差;产品价格高,不利于推广应用;添加后沥青混合料高温性能较好,但低温性能较差,脆性大,路面易出现低温裂缝。在这样的技术背景下,辽宁省交通科学研究院依托交通部西部项目“高模量沥青混凝土应用技术研究”课题的研究成果,成功研制了“路宝”牌高模量沥青混凝土添加剂。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种使用方便、价格低廉的高模量沥青混凝土添加剂,目的在于减少沥青混合料在荷载作用下的应变和高温塑性变形,大幅度提高沥青混凝土的高温稳定性,同时提高沥青混合料的低温抗裂性能和耐疲劳性能,确保路面结构的服务功能,延长沥青混凝土路面的使用寿命。
本发明的一种高模量沥青混凝土添加剂,其组分按质量份数计为:
其中,废旧聚乙烯为再生废旧高低压聚乙烯破碎料;聚丙烯为工业生产,熔体质量流动速率MFR在1~100g/10min;乙酸乙脂为无色澄清粘稠状液体,含量≥99.5%;辅助剂为增塑剂和调节剂按质量比为1:(2~4)混合,其中增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯或二甘醇二苯甲酸酯,调节剂为19叔十二烷基硫醇、3-巯基丙酸异辛酯、乙基硫醇或正十二烷基硫醇。
本发明的一种高模量沥青混凝土添加剂的生产工艺如下:
首先将废旧聚乙烯与聚丙烯、乙酸乙酯、辅助剂按上述质量份数比例进行预混合,由喂料口将混合物加入到双螺杆挤出机中,高温条件下混合物呈熔融状态,在挤出机螺杆旋转产生的强力剪切作用下充分塑化、混炼成为均匀的混合物,由机头部位的小孔呈细条状挤出,经过冷却水槽冷却后,由切粒机切割、造粒成为产品。
本发明的有益效果在于:
本发明的添加剂使用方便、价格低廉、性能稳定,除具有提高沥青混合料抗车辙性能外,还对沥青混合料的低温抗裂性、水稳定性和抗疲劳性能提高有明显的效果。同时可使废旧塑料得到有效的回收再利用,具有生态环保等优点,直接减少资源浪费,并极大地维护了自然景观和生态环境平衡,符合国家建设资源节约型和环境友好型社会的方针,具有良好的社会和环境效益。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
在本实施例的配比中,以1.11kg为1份,所用原料各组分的重量份数为:
制备方法:将上述组分在常温下混合均匀后,投入双螺杆挤出机,开机共混温度控制在170℃,挤出圆柱条状半成品,经过冷却水槽冷却,进入切粒机中,均匀切割成长度3~5mm的颗粒,即得本发明产品。
本实施例制备的高模量沥青混凝土添加剂主要检测指标如表1所示。
表1高模量添加剂产品检验结果
为了验证本发明之添加剂的性能,发明人采用本发明实施例1制备的高模量沥青混凝土添加剂,按沥青混合料总重量的0.4%添加到沥青混合料中,按照交通部《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求,进行沥青混合料动态模量、高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害、抗疲劳试验,并与未添加本发明产品试验结果进行对比。试验结果表明:添加本发明的高模量添加剂后,沥青混合料的动态模量、动稳定度、破坏应变、残留强度比、疲劳作用次数性能指标与未添加本发明产品的试验结果对比,各项指标均有大幅度提高。主要性能指标如表2~表4所示:
表2混合料动态模量试验结果
温度(℃) | 15 | 45 |
频率(Hz) | 10 | 10 | 0.1 |
未添加(MPa) | 13015 | 1134 | 102 |
添加(MPa) | 18241 | 5023 | 1089 |
表3混合料路用性能试验结果
表4混合料疲劳试验结果
应变值 | 300με | 400με | 500με | 平均初始劲度MPa |
未添加(次) | 112042 | 23452 | 9827 | 13142 |
添加(次) | 135632 | 42683 | 12987 | 10452 |
实施例2
在本实施例的配比中,以0.87kg为1份,所用原料各组分的重量份数为:
其制备方法与实施例1相同。经检测,添加本发明的高模量添加剂后,沥青混合料的动态模量、动稳定度、破坏应变、残留强度比、疲劳作用次数性能指标与未添加本发明产品的试验结果对比,各项指标均有大幅度提高。
实施例3
在本实施例的配比中,以0.80kg为1份,所用原料各组分的重量份数为:
其制备方法与实施例1相同。经检测,添加本发明的高模量添加剂后,沥青混合料的动态模量、动稳定度、破坏应变、残留强度比、疲劳作用次数性能指标与未添加本发明产品的试验结果对比,各项指标均有大幅度提高。
实施例4
在本实施例的配比中,以1.22kg为1份,所用原料各组分的重量份数为:
其制备方法与实施例1相同。经检测,添加本发明的高模量添加剂后,沥青混合料的动态模量、动稳定度、破坏应变、残留强度比、疲劳作用次数性能指标与未添加本发明产品的试验结果对比,各项指标均有大幅度提高。
实施例5
在本实施例的配比中,以1.0kg为1份,所用原料各组分的重量份数为:
其制备方法与实施例1相同。经检测,添加本发明的高模量添加剂后,沥青混合料的动态模量、动稳定度、破坏应变、残留强度比、疲劳作用次数性能指标与未添加本发明产品的试验结果对比,各项指标均有大幅度提高。
实施例6
在本实施例的配比中,以1.02kg为1份,所用原料各组分的重量份数为:
其制备方法与实施例1相同。经检测,添加本发明的高模量添加剂后,沥青混合料的动态模量、动稳定度、破坏应变、残留强度比、疲劳作用次数性能指标与未添加本发明产品的试验结果对比,各项指标均有大幅度提高。
实施例7
在本实施例的配比中,以1.09kg为1份,所用原料各组分的重量份数为:
其制备方法与实施例1相同。经检测,添加本发明的高模量添加剂后,沥青混合料的动态模量、动稳定度、破坏应变、残留强度比、疲劳作用次数性能指标与未添加本发明产品的试验结果对比,各项指标均有大幅度提高。
Claims (2)
1.一种高模量沥青混凝土添加剂,其特征在于其组分按质量份数计为:
其中辅助剂为增塑剂和调节剂按质量比为1:(2~4)混合,其中增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯或二甘醇二苯甲酸酯,调节剂为19叔十二烷基硫醇、3-巯基丙酸异辛酯、乙基硫醇或正十二烷基硫醇;
所述高模量沥青混凝土添加剂,首先将废旧聚乙烯与聚丙烯、乙酸乙酯、辅助剂按上述质量份数比例进行预混合,由喂料口将混合物加入到双螺杆挤出机中,高温条件下混合物呈熔融状态,在挤出机螺杆旋转产生的强力剪切作用下充分塑化、混炼成为均匀的混合物,由机头部位的小孔呈细条状挤出,经过冷却水槽冷却后,由切粒机切割、造粒成为产品。
2.根据权利要求1所述的一种高模量沥青混凝土添加剂,其特征在于:所述的废旧聚乙烯为再生废旧高低压聚乙烯破碎料;所述的聚丙烯为工业生产,熔体质量流动速率MFR在1~100g/10min。
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