CN105776958A - 一种sbs改性沥青混凝土的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SBS改性、沥青混凝土的制备方法，包括：在加热条件下，将集料、SBS、沥青、硫磺和促进剂混合，搅拌均匀，即得；其中所述集料SBS、沥青、硫磺和促进剂的重量份之比为1000：30‑70：1‑6：0.03‑0.3：0.003‑0.3。本发明制备SBS改性沥青混凝土的硫化交联时间短、生产周期短，制备的SBS改性沥青混凝土性能高。

Description

一种SBS改性沥青混凝土的制备方法

技术领域

本发明涉及一种SBS改性沥青混凝土的制备方法，属于道路工程领域。

背景技术

SBS是苯乙烯-丁二烯嵌段共聚型热塑性弹性体，其加工性好，抗疲劳性能好，使用SBS对普通石油沥青进行改性，是我国沥青路面的主流改性技术。现有部分研究是将SBS改性剂和基质沥青以及集料直接在拌合楼中拌合，制得改性沥青混凝土，但是由于SBS熔点高、不容易溶解分散，这种方法的不足之处是可能会降低改性沥青混凝土的部分性能，影响铺筑效果。

为了解决这个问题，现有的SBS改性沥青混凝土都是先将SBS与基质沥青进行高速剪切、球磨混合等方法制得SBS改性沥青，然后再与集料进行拌合，制得改性沥青混凝土。但是这种方法制备的SBS改性沥青在加工存储中存在“改性剂易离析”、“改性剂热分解性能衰减”等技术缺陷。

后又在改性沥青混凝土中引入了“硫化交联”的方法，通过硫磺对SBS改性沥青体系进行硫化交联，可以提高体系的高低温性能，耐老化性以及力学性能等。是一种很好的解决改性沥青性能不稳定，容易“离析”等缺点的好办法。但是这种方法仍然存在反应时间过长，生产周期缓慢，不便于生产施工等缺点。

目前常用的硫化交联SBS改性沥青体系存在反应时间过长，硫化交联速度慢等不足，需要对此进行改进。需要研发一种新型的硫化交联体系，能够快速在SBS改性沥青中快速交联反应，提高SBS改性沥青的稳定性，高低温性能等。可以利用一种或几种二硫代物以及硫磺的混合物加入SBS改性沥青体系中，可以有效的提升体系的硫化交联效果，提升改性效果，增加高低温性能指标。

发明内容

本发明的目的是针对现有SBS改性沥青混凝土技术中存才的技术问题，提供一种SBS改性沥青混凝土的制备方法，将SBS先后分别与粗矿料、沥青、硫磺、促进剂和细矿料混合搅拌均匀制得，本发明制备SBS改性沥青混凝土的硫化交联时间短、生产周期短，制备的SBS改性沥青混凝土性能高。

为实现本发明的目的，本发明提供一种SBS改性乳化沥青混凝土的制备方法，在加热条件下，将集料、SBS、沥青、硫磺和促进剂混合，搅拌均匀，即得。

其中，所述的加热条件是将加热温度设置到170-190℃。

特别是，所述的加热条件优选是将加热温度设置到175-185℃。

尤其是，所述搅拌时间为50-80s。

特别是，所述的搅拌时间优选为60-70s。

其中，所述集料与沥青的重量份之比为100：3-7。

特别是，所述沥青与SBS的重量份之比为100：3-8。

尤其是，所述SBS与硫磺的重量份之比为100：3-5。

特别是，所述硫磺与促进剂的重量份之比为100：10-100。

其中，所述集料、沥青、SBS、硫磺和促进剂的重量份之比为1000：30-70：1-6：0.03-0.3：0.003-0.3。

特别是，所述集料、沥青、SBS、硫磺和促进剂的重量份之比优选为1000：40-60：40-60：2-5：0.05-0.25：0.05-0.25。

尤其是，所述集料、SBS、沥青、硫磺和促进剂的重量份之比进一步优选为1000：45-55：3-4：0.1-0.2：0.1-0.2。

其中，所述SBS为一种或几种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。

特别是，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的熔融指数大于2。

尤其是，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的熔融指数小于2时，对其进行充油处理，使其熔融指数大于2。

其中，所述沥青为石油沥青。

特别是，将所述沥青加热至150-160℃，再与其它原料混合。

其中，所述促进剂包括乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、二苄基二硫代氨基甲酸锌、二硫化四苄基秋兰姆、过氧化苯甲酰和氧化锌中的一种或几种。

本发明的优点和有益技术效果如下：

1、明制备的SBS改性沥青混凝土性能好，本发明制备SBS改性沥青混凝土的硫化交联时间短、生产周期短。

2、本发明采用硫磺作为硫化交联剂，对SBS改性沥青体系进行硫化交联，可以提高SBS改性沥青体系的高低温性能、耐老化性能和力学性能等，使得制备的SBS改性沥青混凝土性能稳定，不离析。

3、本发明采用一种或几种硫化物或二硫代物作为硫化交联促进剂，可以增强硫磺在SBS硫化沥青里的交联效率及速度，大幅提高硫化交联的时间和效果。

4、本发明SBS改性沥青混凝土的制备方法工艺简单快捷，非常适合工程施工现场操作。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步阐述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实施例1

为了便于对比，试验级配及最佳油石比均统一采用下表所列，最佳油石比为4.3％，试验级配见下表：

表1 实施例1、对照例1试验用级配

1、按照如下重量份配比备料：

2、将拌合楼的温度设为188℃，将集料和SBS加入其中，搅拌5s，使SBS均匀分散到粗矿料中，然后向拌合楼中依次加入加热至153℃的沥青、硫磺和乙基苯基二硫代氨基甲酸锌，搅拌70s，即得。

作为选择，本实施例中的硫磺的份数还可以选择例如0.1、0.15、0.2或0.3等范围在0.03-0.3之间的数值；本实施例中的促进剂还可以选择乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、过氧化苯甲酰和氧化锌中的一种或几种，总份数可以选择例如0.003、0.1、0.2或0.03等范围在0.003-0.3之间的数值。

对所制得的SBS改性沥青混凝土进行指标试验，测试表明，本实施例中制得的SBS改性沥青混凝土的马歇尔稳定度为12.8-13.8kN，残留稳定度为87.5-95.4％，冻融劈裂强度比为89.4-95.1％，车辙试验动稳定度为4564-7782次/mm，低温弯曲破坏应变为3018-3678με。

对照例1(一)

1、按照如下重量份配比备料：

集料 1000

沥青 40.4

SBS 2.6

2、将拌合楼的温度设为180℃，将集料、SBS和加热至155℃的沥青加入其中，搅拌65s，即得。

对所制得的SBS改性沥青混凝土进行指标试验，测试结果表明，本对照例中制得的SBS改性沥青混凝土的马歇尔稳定度为11.2kN，残留稳定度为85.3％，冻融劈裂强度比为78.8％，车辙试验动稳定度为3497次/mm，低温弯曲破坏应变为2874με，有数据对比可知，由于未加入硫磺和促进剂，SBS改性沥青混凝未进行硫化交联，混凝土的性能较差。

对照例1(二)

1、按照如下重量份配比备料：

2、将拌合楼的温度设为180℃，将集料、SBS、加热至155℃的沥青和硫磺加入其中，搅拌60s，即得。

对所制得的SBS改性沥青混凝土进行指标试验，测试结果表明，本对照例中制得的SBS改性沥青混凝土的马歇尔稳定度为11.7kN，残留稳定度为89％，冻融劈裂强度比为84.7％，车辙试验动稳定度为4138次/mm，低温弯曲破坏应变为2992με，有数据对比可知，虽然加入了硫磺，但是由于未加入促进剂，SBS改性沥青混凝土的交联速率慢，在实验时间内不能形成很好的交联，性能也较差。

实施例2

为了便于对比，试验级配及最佳油石比均统一采用下表所列，试验级配见下表：

表2 实施例2、对照例2试验用级配

1、按照如下重量份配比备料：

2、将拌合楼的温度设为170℃，将集料和SBS加入其中，搅拌5s，使SBS均匀分散到粗矿料中，然后向拌合楼中依次加入加热至150℃的沥青、硫磺、二苄基基二硫代氨基甲酸锌和氧化锌，搅拌50s，即得。

作为选择，本实施例中沥青的份数还可以选择46.4，SBS的份数还可以选择3.6，的硫磺的份数还可以选择例如0.03、0.1、0.15或0.3等范围在0.03-0.3之间的数值；本实施例中的促进剂还可以选择乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、过氧化苯甲酰和二硫化四苄基秋兰姆中的一种或几种，总份数可以选择例如0.003、0.1、0.2或0.03等范围在0.003-0.3之间的数值。

对所制得的SBS改性沥青混凝土进行指标试验，测试表明，本实施例中制得的SBS改性沥青混凝土的马歇尔稳定度为11.5-12.8kN，残留稳定度为87.0-89.1％，冻融劈裂强度比为88.4-93.5％，车辙试验动稳定度为5503-8621次/mm，低温弯曲破坏应变为3404-3519με。

对照例2(一)

1、按照如下重量份配比备料：

集料 1000

沥青 45.2

SBS 2.8

2、将拌合楼的温度设为170℃，将集料、SBS和加热至150℃的沥青加入其中，搅拌50s，即得。

对所制得的SBS改性沥青混凝土进行指标试验，测试结果表明，本对照例中制得的SBS改性沥青混凝土的马歇尔稳定度为10.2kN，残留稳定度为75.9％，冻融劈裂强度比为78.8％，车辙试验动稳定度为3226次/mm，低温弯曲破坏应变为2893με，有数据对比可知，由于未加入硫磺和促进剂，SBS改性沥青混凝未进行硫化交联，混凝土的性能较差。

对照例2(二)

1、按照如下重量份配比备料：

2、将拌合楼的温度设为170℃，将集料、SBS、加热至150℃的沥青和硫磺加入其中，搅拌50s，即得。

对所制得的SBS改性沥青混凝土进行指标试验，测试结果表明，本对照例中制得的SBS改性沥青混凝土的马歇尔稳定度为10.5kN，残留稳定度为83.2％，冻融劈裂强度比为80.5％，车辙试验动稳定度为4018次/mm，低温弯曲破坏应变为3013με，有数据对比可知，虽然加入了硫磺，但是由于未加入促进剂，SBS改性沥青混凝土的交联速率慢，在实验时间内不能形成很好的交联，性能也较差。

实施例3

为了便于对比，试验级配及最佳油石比均统一采用下表所列，试验级配见下表：

表3 实施例3、对照例3试验用级配

1、按照如下重量份配比备料：

2、将拌合楼的温度设为190℃，将集料和SBS加入其中，搅拌5s，使SBS均匀分散到粗矿料中，然后向拌合楼中依次加入加热至160℃的沥青、硫磺和过氧化苯甲酰，搅拌80s，即得。

作为选择，本实施例中沥青的份数还可以选择56.4，硫磺的份数还可以选择例如0.03、0.1、0.15或0.2等范围在0.03-0.3之间的数值；本实施例中的促进剂还可以选择乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、二苄基二硫代氨基甲酸锌和二硫化四苄基秋兰姆中的一种或几种，总份数可以选择例如0.003、0.15、0.2或0.03等范围在0.003-0.3之间的数值。

对所制得的SBS改性沥青混凝土进行指标试验，测试表明，本实施例中制得的SBS改性沥青混凝土的马歇尔稳定度为8.5-10.4kN，残留稳定度为87.5-97.2％，冻融劈裂强度比为94.4-95.3％，车辙试验动稳定度为4248-9227次/mm，低温弯曲破坏应变为3047-3719με。

对照例3(一)

1、按照如下重量份配比备料：

集料 1000

沥青 54

SBS 6

2、将拌合楼的温度设为190℃，将集料、SBS和加热至160℃的沥青加入其中，搅拌80s，即得。

对所制得的SBS改性沥青混凝土进行指标试验，测试结果表明，本对照例中制得的SBS改性沥青混凝土的马歇尔稳定度为6.9kN，残留稳定度为76.0％，冻融劈裂强度比为79.3％，车辙试验动稳定度为3026次/mm，低温弯曲破坏应变为2468με，有数据对比可知，由于未加入硫磺和促进剂，SBS改性沥青混凝未进行硫化交联，混凝土的性能较差。

对照例3(二)

1、按照如下重量份配比备料：

2、将拌合楼的温度设为190℃，将集料、SBS加热至160℃的沥青和硫磺加入其中，搅拌80s，即得。

对所制得的SBS改性沥青混凝土进行指标试验，测试结果表明，本对照例中制得的SBS改性沥青混凝土的马歇尔稳定度为7.2kN，残留稳定度为77.0％，冻融劈裂强度比为80.4％，车辙试验动稳定度为3197次/mm，低温弯曲破坏应变为2604με，有数据对比可知，虽然加入了硫磺，但是由于未加入促进剂，SBS改性沥青混凝土的交联速率慢，在实验时间内不能形成很好的交联，性能也较差。

上述实施例仅是示例性的作为说明本发明可以实施的依据，但是并不限定本发明，当集料选择1000份时，沥青还可以选择例如30、50、60或70等范围在30-70之间的份数，SBS还可以选择1、2、3、4、5或6等范围在1-6之间的份数来实施本发明，相应的份数选择对应不同的原料级配，以上选择均适用于本发明。

Claims (10)

1.一种SBS改性沥青混凝土的制备方法，其特征在于，在加热条件下，将集料、SBS、沥青、硫磺和促进剂混合，搅拌均匀，即得。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述集料与沥青的重量份之比为100：3-7。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述沥青与SBS的重量份之比为100：3-8。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述SBS与硫磺的重量份之比为100：3-5。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述硫磺与促进剂的重量份之比为100：10-100。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述集料、沥青、SBS、硫磺和促进剂的重量份之比为1000：30-70：1-6：0.03-0.3：0.003-0.3。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述沥青为石油沥青。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述促进剂包括乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、二苄基二硫代氨基甲酸锌、二硫化四苄基秋兰姆、过氧化苯甲酰和氧化锌中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的加热条件是将加热温度设置到180-190℃。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌时间为50-80s。