CN106336671A - 一种高韧度复合改性沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沥青工艺技术领域，具体涉及一种高韧度复合改性沥青及其制备方法；该高韧度复合改性沥青由20%掺量60目橡胶粉、2%掺量混合型SBS改性剂、岩沥青及基质沥青复配而成；本发明是通过对原料的改进，针对目前国内大部分沥青胶结料低温、高温、抗老化及疲劳等性能不足的问题，并采用目前国内常用的混合型SBS改性剂、60目橡胶粉、岩沥青进行复配，提出各种改性剂掺量合理的掺量范围。最终研制出一种适用于各个地区及各种等级公路，具有高粘、高弹及高强性能的高韧度复合改性沥青；本发明的高韧复合改性沥青具有优良的高温、低温性能与抗老化性能。同时该制备方法工艺简单，便于操作，有利于推广使用该种高韧复合改性沥青。

Description

一种高韧度复合改性沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及沥青工艺技术领域，具体的说是一种高韧度复合改性沥青及其制备方法。

背景技术

橡胶沥青的研究开发已经有50余年的历史。国外研究表明，橡胶沥青混凝土在用于老路改建时，对减少路面的反射裂缝，提高路面的整体承载能力都十分有利，在相同的使用效果前提下，适当使用废旧橡胶粉可减薄沥青混凝土面层的厚度。一般可减薄30％～70％，当沥青结构层中使用橡胶沥青的应力吸收层时，厚度还可以进一步减薄。随着我国经济的高速发展，对基础设施的要求越来越高，解决我国沥青路面所出现的龟裂、车辙、老化等问题也受到政府的高度重视。橡胶粉改性沥青在公路上的主要用途，一是用来拌制沥青混合料，铺筑沥青路面的上面层，以全面提高路面的使用性能；二是用作封层，即应力吸收层，以抑制路面基层裂缝的向上反射。天然沥青是石油在自然界长期受地壳挤压并与空气、水接触逐渐变化而形成的，以天然形态存在的石油沥青。以天然状态存在的石油沥青，其中常混有一定比例的矿物质，按形成环境可分为湖沥青、岩沥青、海底沥青等。由于天然沥青常年与自然环境共存，性质特别稳定，具有非常优越的路用性能，因此在路面工程中得到了较为广泛的使用。岩沥青的形成是石油不断地从地壳中冒出，存在于山体、岩石裂隙中，经长期蒸发凝固而形成的天然沥青，其中北美岩沥青是一种有名的天然沥青，它具有抗剥离、耐久、高温抗车辙、抗老化四大特点，用于道路工程已有十余年的历史。随着高等级公路尤其是高速公路的蓬勃发展，改性沥青技术在我国得到了广泛的应用。目前国内使用的改性剂主要有SBR、PE、EVA，尤其是SBS的优良性能得到认识后，SBS的应用愈加广泛。与其他改性剂相比，SBS改性沥青具有其良好的技术性质和经济性能，具有很强的工程适用性。良好性能的沥青胶结料是保证沥青混合料具有良好高温抗车辙、低温裂缝、水稳定性及疲劳等路用性能的关键因素，尤其是在交通量大、重载超载严重及极端气候的地区；沥青胶结料不足极易导致沥青路面车辙、推移、裂缝等病害，严重影响行车的舒适性与安全性。因此，采用常规的改性剂与普通沥青制备优良的高温、低温性能与抗老化性能的高韧度复合改性沥青，并对其掺配比例、制备工艺等研究具有重要的现实意义。

目前改性沥青已普遍应用于高等级公路沥青路面，尤其是SBS改性、橡胶沥青及岩沥青等使用较广，在制备及施工工艺方面已取得了一定的成就。但总体而言改性沥青尤其是复合改性方面仍存在如下问题，影响使用效果的稳定性：

（1）改性沥青研究普遍集中于一种或两种改性剂，但较少采用三种改性剂进行复合改性，对沥青高温、低温及疲劳性能较难同时兼顾；

（2）改性剂掺量通常凭单一指标或根据经验进行确定，缺乏理论依据；

（3）制备及施工工艺普遍根据经验进行，缺乏室内试验及理论支撑，因此改性沥青的性能稳定性较难保证。

基于以上原因，需要新的一种高韧度复合改性沥青及其制备方法被设计出来，通过对原料的改进，针对目前国内大部分沥青胶结料低温、高温、抗老化及疲劳等性能不足的问题，并采用目前国内常用的混合型SBS改性剂、60目橡胶粉、岩沥青进行复配，提出各种改性剂掺量合理的掺量范围。最终研制出一种适用于各个地区及各种等级公路，具有高粘、高弹及高强性能的高韧度复合改性沥青，即一种高韧度复合改性沥青及其制备方法。

发明内容

为了解决上述现有沥青工艺存在的技术问题，本发明提供一种高韧度复合改性沥青及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高韧度复合改性沥青及其制备方法，原料组分及重量百分比如下：

掺量60目橡胶粉20%；

掺量混合型SBS改性剂2%；

岩沥青及基质沥青。

上述一种高韧度复合改性沥青及其制备方法，按照如下工艺步骤进行：

（1）基质沥青加热至180℃；当基质沥青加热至180℃时应立即加入SBS改性剂，防止基质沥青老化；

（2） 添加20%的混合型SBS改性剂，同时采用高速剪切机将改性剂剪碎，剪切速率不得低于6000rpm，持续时间应控制在1±0.1h，使SBS改性剂熔入沥青中；三种改性剂的添加顺序依次为SBS改性剂、岩沥青及橡胶粉；由于SBS母体具有一定粘性，天然岩沥青为颗粒细小的粉末，若二者同时加入将会导致SBS母体与天然岩沥青粉末不易分开；同时SBS改性剂先加更能够保证其与基质沥青混合料均匀；剪切速率及剪切时间必须严格控制，保证SBS改性剂充分熔入沥青中，又不至于加热时间过长导致沥青老化；

（3） 同时加入岩沥青与20%的60目橡胶粉；

（4）采用高速搅拌机搅拌45min，使橡胶粉、岩沥青与沥青混合均匀，试验温度控制在180～220℃，若温度过高将极易导致沥青老化，过低则混合型SBS改性剂较难熔入沥青中，影响复合改性沥青性能；搅拌45min，既能够保证岩沥青与橡胶粉沥青混合均匀，同时在高温条件下又能将SBS改性剂充分熔入沥青中。

本发明的有益效果是：本发明是通过对原料的改进，针对目前国内大部分沥青胶结料低温、高温、抗老化及疲劳等性能不足的问题，并采用目前国内常用的混合型SBS改性剂、60目橡胶粉、岩沥青进行复配，提出各种改性剂掺量合理的掺量范围。最终研制出一种适用于各个地区及各种等级公路，具有高粘、高弹及高强性能的高韧度复合改性沥青；本发明的高韧复合改性沥青具有优良的高温、低温性能与抗老化性能。同时该制备方法工艺简单，便于操作，有利于推广使用该种高韧复合改性沥青。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所述的一种高韧度复合改性沥青及其制备方法，原料组分及重量百分比如下：

掺量60目橡胶粉20%；

掺量混合型SBS改性剂2%；

岩沥青及基质沥青。

上述一种高韧度复合改性沥青及其制备方法，按照如下工艺步骤进行：

（1） 基质沥青加热至180℃；

（2） 添加20%的混合型SBS改性剂，同时采用高速剪切机将改性剂剪碎，剪切速率不得低于6000rpm，持续时间应控制在1±0.1h，使SBS改性剂熔入沥青中；

（3）同时加入岩沥青与20%的60目橡胶粉；

（4）采用高速搅拌机搅拌45min，使橡胶粉、岩沥青与沥青混合均匀，试验温度控制在180～220℃。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种高韧度复合改性沥青及其制备方法，其特征在于，原料组分及重量百分比如下：

掺量60目橡胶粉20%；

掺量混合型SBS改性剂2%；

岩沥青及基质沥青。

2.上述一种高韧度复合改性沥青及其制备方法，按照如下工艺步骤进行：

基质沥青加热至180℃；

添加20%的混合型SBS改性剂，同时采用高速剪切机将改性剂剪碎，剪切速率不得低于6000rpm，持续时间应控制在1±0.1h，使SBS改性剂熔入沥青中；

同时加入岩沥青与20%的60目橡胶粉；

采用高速搅拌机搅拌45min，使橡胶粉、岩沥青与沥青混合均匀，试验温度控制在180～220℃。

3.根据权利要求1所述的一种高韧度复合改性沥青及其制备方法，其特征在于：当基质沥青加热至180℃时应立即加入SBS改性剂。

4.根据权利要求1所述的一种高韧度复合改性沥青及其制备方法，其特征在于：三种改性剂的添加顺序依次为SBS改性剂、岩沥青及橡胶粉。

5.根据权利要求1所述的一种高韧度复合改性沥青及其制备方法，其特征在于：高韧度复合改性沥青制备全过程温度均应该控制在180℃～220℃。