CN104592773A - 一种温拌sma改性沥青混凝土改性颗粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒，包括以下组分：橡胶粉30～40％；硅藻土15～25％；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物8～15％；温拌剂5～10％；聚酯纤维5～10％；石蜡5～8％；抗剥落剂2～3.5％；各组分的质量百分比总和为100％。还公开了该种改性颗粒的制备方法。本发明将多种具有不同改性功能的添加剂通过物理共混及化学改性混合制得改性颗粒，可用于高等级沥青路面的铺设，不仅取替了传统SBS沥青改性技术生产工艺，解决了SBS改性沥青的运输、储存等难题；同时降低了投资、污染及能耗，并提高了沥青路面的综合路用性能、延长路面使用寿命，降低了道路建设及养护成本，具有极高的经济价值和社会效益。

Description

一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒及其制备方法

技术领域

本发明属于沥青道路建设技术领域，涉及一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒，还涉及该种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒的制备方法。

背景技术

传统SMA改性沥青混凝土技术研制开始于70年代的德国，并广泛应用于高等级沥青路面建设。我国于90年代末引进该技术，同时得到广泛的应用，其工艺与技术特点是先将基质沥青通过特殊的设备，添加SBS橡胶、硫磺、稳定剂、抗剥落剂等添加剂一起混合，通过高速剪切进行化学改性，生产出SBS改性沥青，再将SBS改性沥青通过特殊的保温车运至沥青拌合站，与不同规格的石料、矿粉进行混合物搅拌，同时添加不同品种的纤维(聚酯纤维及木质纤维)进行搅拌，生产出SMA改性沥青混凝土。但该技术存在工艺复杂、高投资、高能耗、高污染、储存时间短、施工效率低下等难题。因此，急切需要开发一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒和该种改性颗粒的制备方法，以降低道路建设及养护成本、提升施工效率、保护生态环境、节约社会资源及提高路面的综合路用性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是针对现有SMA沥青混凝土技术的工艺复杂、高能耗、高污染、储存时间短、施工效率低、技术性能低等缺陷，提供一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒。

本发明的另一目的是提供该种耐热油耐高温丁腈橡胶的制备方法，操作简单，成本低廉，而且不受地理环境、气候条件等客观固素的影响，具有极高的经济和社会效益。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒，包括以下组分，各组分按照质量百分比分别为：

各组分的质量百分比总和为100％。

本发明中，将多种具有不同改性功能的添加剂通过物理共混及化学改性混合制得改性颗粒，可以用于高等级沥青路面建设，使得在沥青混凝土制备过程中，基质沥青能够与集料迅速混合，很好地实现SMA沥青混凝土的综合路用性能，不仅取替了传统SBS沥青改性技术生产工艺，解决了SBS改性沥青的运输、储存等难题；避免了现场添加各种改性剂造成费时费事、污染严重、效率低下的不良影响。其中，橡胶粉和硅藻土均为市售的用于沥青改性的橡胶粉和硅藻土，硅藻土添加到橡胶制品中，能明显增强产品的刚性和强度，沉降体积达95％，并可提高产品的耐热、耐磨、保温、抗老化等化学作用的性能。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物又称EVA树脂，分子式是C₆H₁₀O₂，分子量为114.1424，用作各种薄膜、发泡制品、热熔胶和聚合物改性剂。本发明的改性颗粒为黑色固体，密度1.0～1.43kg/m³，熔点140℃～165℃，生产过程中温度165℃～175℃。石蜡选用熔点为90～110℃的石蜡，避免过低熔点的石蜡在后期与基质沥青以及集料混合温拌时挥发掉。

温拌剂是一种表面活性剂，比如APTL型温拌剂，它的分子由亲油基和亲水基组成，在水溶液中亲油基因极性相近而聚集，亲水基向水中发散，从而形成分散均匀的表面活性剂胶团水溶液。混合料拌和过程中，温拌剂和沥青同步喷洒入拌合锅。在机械力搅拌下，大量表面活性剂胶团与热沥青接触，胶团外围水分子迅速蒸发散失，使亲油基与沥青接触；而残留的未散失的水分子与表面活性剂亲水基结合，从而在裹覆集料的沥青间形成大量具有润滑功能的结构性水膜；通过结构水膜的润滑作用，不仅增加了混合料的拌和工作性，还在一定程度上防止沥青胶浆结团。混合料的摊铺、压实过程中，结构性水膜发挥润滑作用，从而提高摊铺速度并且混合料易压实，从而实现混合料的降温拌和、摊铺、压实。压实终了，在机械撕扯力及环境因素的作用下，水分子逐渐散失，结构水膜消失，而表面活性物质会迅速转移至沥青与集料交界的界面上，表面活性物质呈碱性，具有类似于沥青抗剥落剂的作用，使集料与沥青胶结料的粘结性能得到加强。

现有技术中，一般是在沥青混合料拌和时加入温拌剂，本发明是在改性颗粒中添加温拌剂，并与其他改性功能的添加剂一起，制得一种具有综合性能的改性颗粒，在施工现场直接添加到基质沥青和集料中，就可以快速得到温拌SMA改性沥青混凝土。在同样材料(沥青和石料)和配合比条件下，加入APTL/01温拌剂，温拌混合料一般比常规热拌可降低拌和、摊铺、压实温度30～60℃，路用性能优于热拌混合料等诸多优点；延长施工季节，可在0℃以上的环境温度下施工；节能环保、改善作业环境，可减少温室气体排放50％左右，减少沥青烟等有毒气体排放80％以上；防止沥青老化，保证压实程度和施工质量，延缓沥青路面寿命。

沥青抗剥离剂是与集料表面形成物理吸附或依靠其特殊的化学结构使其与集料进行化合反应，在他们之间形成强而有力的化学纽带，从而提高了沥青与集料的粘附性，使其具有良好的抗热老化性及抗水损害性。增强沥青与集料(酸性石料)之间的粘附力，及抗水损害的强度，延长路面的使用寿命由氨基胺衍生出来的液体抗剥落剂。在沥青混凝土的生产使用中添加，可以增强沥青混凝土的粘度，减少水分对沥青的损害机会，延长路面的使用寿命。具有低气味的特点，比其它同类产品，加热时产生更少的烟雾，属于环保产品。

现有技术中的SMA改性沥青混凝土一般是将沥青置于大型的改性设备中，将其改性后，运至沥青拌合楼与纤维、石料一起搅拌后，用于路面的铺设，其缺点是：1、设备能耗大，需要大量的电力、柴油、导热油；2、环境污染相当大；而本发明不仅完全避免以上高污染、高能耗的复杂加工过程，只需将石油沥青直接拉至拌合楼，将本发明的温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒与石料拌合即可制成SMA改性沥青混凝土，拌合温度可降低20～30℃，不用再加纤维，同时解决了SMA改性沥青混凝土的抗高温、耐低温性能，具有良好的经济效益和社会效益，应用范围广泛，利于推广。

优选的，该改性颗粒为圆柱体颗粒，颗粒直径为8～13mm，颗粒长度为15～30mm。改性颗粒的尺寸大小设计可以使得其能够在沥青改性过程中快速的熔融，参与反应。

优选的，各组分按照质量百分比分别为：

优选的，各组分按照质量百分比分别为：

优选的，各组分按照质量百分比分别为：

该种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒的制备方法，依次包括以下步骤：

步骤一、将硅藻土、温拌剂、聚酯纤维、石蜡和抗剥落剂在高速混合器中混合均匀，然后加入橡胶粉和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，继续混合至均匀，得到预混物；

步骤二、将步骤一得到的预混物投入到75型双螺杆挤出机的料仓内，经过熔融挤出，挤出温度为165～175℃；

步骤三、然后通过水冷切粒，切粒温度为140～150℃，得到温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒。制得的产品风干后，置入混合机内，同时进行常温搅拌，均匀后筛分装袋，运至沥青拌和楼添加到基质沥青和集料中制得温拌SMA改性沥青混凝土，用于路面铺设。

温拌剂、石蜡和抗剥落剂之间具有良好的相容性，最先将三者进行混合可以得到较为稳定的改性体系，然后再与其他组分进行混合并进行挤出和造粒，可以使得各种不同改性功能的原料保持良好的性质，在现场施工时，与机制沥青和集料混合时，能迅速混合并快速熔融，参与反应，在物理共混的同时快速进行化学改性，得到具有优良性能的温拌SMA改性沥青混凝土。

与现有技术相比，本发明的温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒以及该种改性颗粒的制备方法，将多种具有不同改性功能的添加剂通过物理共混及化学改性混合制得改性颗粒，可以用于高等级沥青路面的铺设，不仅取替了传统SBS沥青改性技术生产工艺，解决了SBS改性沥青的运输、储存等难题；避免了现场添加各种改性剂造成费时费事、污染严重、效率低下的不良影响，同时降低了投资、污染及能耗，并提高了沥青路面的综合路用性能、延长路面使用寿命，降低了道路建设及养护成本，具有极高的经济价值和社会效益。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述：

具体实施方式

本发明一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒实施例1，包括以下组分，各组分按照质量百分比分别为：

该改性颗粒为圆柱体颗粒，颗粒直径为8～13mm，颗粒长度为15～30mm。改性颗粒的尺寸大小设计可以使得其能够在沥青改性过程中快速的熔融，参与反应。

该种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒的制备方法，依次包括以下步骤：

步骤一、将硅藻土、温拌剂、聚酯纤维、石蜡和抗剥落剂在高速混合器中混合均匀，然后加入橡胶粉和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，继续混合至均匀，得到预混物；

步骤二、将步骤一得到的预混物投入到75型双螺杆挤出机的料仓内，经过熔融挤出，挤出温度为165～175℃；

步骤三、然后通过水冷切粒，切粒温度为140～150℃，得到温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒。

本发明一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒实施例2，包括以下组分，各组分按照质量百分比分别为：

该种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒的制备方法，与实施例1相同。

本发明一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒实施例3，包括以下组分，各组分按照质量百分比分别为：

该种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒的制备方法，与实施例1相同。

本发明的温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒及其制备方法已经投入实际应用，并在实际应用中取得了良好的效果，现场施工时比采用传统SBS沥青改性技术的效率提高了30～50％，而且施工过程中不需要再添加各种单一性能的改性剂对基质沥青和集料进行改性，也避免了改性过程中各种粉尘污染环境以及改性过程复杂和耗时。无论在性能还是经济价值上本发明都具有明显优势，应用范围广泛，利于推广。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (6)

1.一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒，其特征在于：包括以下组分，各组分按照质量百分比分别为：

各组分的质量百分比总和为100％。

2.如权利要求1所述的一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒，其特征在于：该改性颗粒为圆柱体颗粒，颗粒直径为8～13mm，颗粒长度为15～30mm。

3.如权利要求1所述的一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒，其特征在于：各组分按照质量百分比分别为：

4.如权利要求1所述的一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒，其特征在于：各组分按照质量百分比分别为：

5.如权利要求1所述的一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒，其特征在于：各组分按照质量百分比分别为：

6.如权利要求1所述的一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒的制备方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

步骤一、将硅藻土、温拌剂、聚酯纤维、石蜡和抗剥落剂在高速混合器中混合均匀，然后加入橡胶粉和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，继续混合至均匀，得到预混物；

步骤二、将步骤一得到的预混物投入到75型双螺杆挤出机的料仓内，经过熔融挤出，挤出温度为165～175℃；

步骤三、然后通过水冷切粒，切粒温度为140～150℃，得到温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒。