CN107964206A - 一种沥青混凝土用骨料界面增强剂及其制备方法 - Google Patents

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仲新华
蔡德钩
李享涛
渠亚男
苏婉玉
裘智辉
何龙
闫宏业
楼梁伟
石越峰
孔庆欣
李连吉
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Abstract

本发明涉及一种沥青混凝土用骨料界面增强剂及其制备方法，由以下组分按重量百分比制备而成：弹性体10～50％、合成树脂30～50％、融合油5～30％、色母0～0.5％、抗氧化剂0.25～1.25％。其制备方法为：依次将弹性体、合成树脂、色母、抗氧化剂加入搅拌机中搅拌，然后加入融合油继续搅拌均匀，在常温下放置24小时；在110℃～180℃条件下通过螺旋机混匀熔融后挤出成型，冷却切断后形成圆柱状颗粒产品。本发明产品经高温熔融后具有粘度高、和加热骨料经机械搅拌后分散均匀且和骨料具有良好结合性的主要特点，适用于骨料界面加强的碾压式沥青混凝土和浇注式沥青混凝土，用于提高沥青混凝土的耐久性。

Description

一种沥青混凝土用骨料界面增强剂及其制备方法
技术领域
本发明属于铁路路基应用沥青混凝土技术领域，具体涉及一种沥青混凝土用骨料界面增强剂及其制备方法。
背景技术
沥青混凝土通常是指经碾压密实的密级配沥青混合料，其成分由不同粒级骨料组成的骨架和沥青胶结料组成。加热后的沥青胶结料呈流塑状，与加热骨料经机械搅拌后混合均匀，并以机械碾压的施工方式获得预期的密实度。当温度降至常温后，由于沥青胶结料恢复结构强度，从而赋予沥青混凝土路用性能。当沥青胶结料的质量含量达到一定水平后，处于加热状态的沥青混凝土在重力作用下具备流动性能，因而也可采用浇注式方法进行施工。沥青混凝土具有施工方式简单、维修方便以及良好的经济性，在公路、市政等领域得到广泛应用。
沥青由沥青质、胶质、芳香芬和饱和分组成，其中沥青质和胶质是沥青结构强度的主要贡献者，芳香芬和饱和分组成沥青的流动介质。在沥青与骨料的搅拌和裹覆过程中，不具结构强度的芳香芬和饱和分因其流动性优势率先裹覆于光滑的骨料界面，从而在沥青和骨料间形成薄弱的界面层。在荷载、温度以及雨水等作用下，沥青混凝土首先从薄弱的骨料结合面开始产生劣化。
有别于公路路面沥青混凝土的二十年设计寿命，铺设于铁路路基的沥青混凝土要求使用寿命长达六十年。因此，采取必要的措施对沥青混凝土的骨料结合面进行强化处理，方能确保铁路路基沥青混凝土的长期有效。为此，本发明提供了一种骨料界面增强的材料和方法。
发明内容
本发明的主要目的是克服沥青和骨料的薄弱结合界面问题，提供一种骨料界面增强剂及其制备方法。
所述的沥青混凝土用骨料界面增强剂由下列组分按重量比制备而成：
可选的，所述的弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和聚苯乙烯丁二烯共聚物中一种或几种。
可选的，所述的合成树脂为石油树脂、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂中的一种或几种。
可选的，所述的融合油为煤油、润滑机油和柴油中的一种或几种。
所述的色母为树脂颜料。
所述的抗氧化剂为松香季戊四醇酯。
本发明所述的沥青混凝土用骨料界面增强剂制备方法如下：
A、将干燥后的弹性体、合成树脂、色母、抗氧化剂加入搅拌机中，使其搅拌均匀，加入融合油，继续搅拌均匀后放置24h；
B、在110～150℃高温条件下通过螺旋混匀、熔融后挤出成型，条形产品冷却切断后形成圆柱状产品。
本发明具有以下优点：(1)高粘性的骨料界面增强剂先行裹覆于加热骨料表面后，再与粘度稍低的沥青进行胶溶，在骨料界面处形成稳定的胶体，大幅度提高了骨料界面强度；(2)部分界面增强剂以自由的方式进入沥青内部，和沥青中的胶团共同组成空间网络结构，增强沥青的凝胶型胶体结构特征，起到对沥青的改性增强作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
本发明的沥青混凝土用骨料界面增强剂的组成及质量含量如表1所示。
表1各实施例的组成及质量含量
所述的弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(牌号：锦湖401)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(牌号：SBS791)的混合物，两者优选比例为1:2。
所述的合成树脂为LH100石油树脂和LDPE聚乙烯树脂的混合物，两者优选比例为1:1。
所述的融合油为46#润滑机油。
所述的色母为树脂颜料，实施例1中所用为黑色，实施例2中所用为蓝色，实施例3中所用为黄色。
所述的抗氧化剂为松香季戊四醇酯。
按以下步骤制备骨料界面增强剂：将干燥后的弹性体、合成树脂、色母、抗氧化剂加入搅拌机中，使其搅拌均匀，加入融合油，继续搅拌均匀后放置24h；在110～180℃多阶高温条件下通过螺旋混匀、熔融后挤出成型，条形产品冷却切断后形成圆柱状产品。
分别将热熔的改性沥青(型号：I-D)和界面增强剂浇筑于加热(100℃)的面积为40×40mm的试块(石灰石块石)上，盖上另一块同样大小的试块(石灰石块石)，并使上下两个试块边角对齐，每个试块上压重2kg，直至试件冷却至室温后，制得受拉试件，其中浇筑改性沥青的试件为基准试件。
依据《建筑防水涂料试验方法》GB/T16777-2008测试上述试件的粘接强度，以评价本发明对骨料界面的增强效果，检测结果如表2所示。
表2粘接强度测试结果
从表2可以看出，以粘接强度进行对比，三种界面增强剂比改性沥青分别提高69％，57％和66％，说明增强剂对石料界面的结合能力得到了大幅改善。

Claims (6)

1.一种沥青混凝土用骨料界面增强剂，其特征在于：该界面增强剂由以下组分按重量百分比制备而成：
2.如权利要求1所述一种沥青混凝土用骨料界面增强剂，其特征在于弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和聚苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或几种。
3.如权利要求1所述一种沥青混凝土用骨料界面增强剂，其特征在于合成树脂为石油树脂、聚乙烯树脂和聚笨乙烯树脂中的一种或几种。
4.如权利要求1所述一种沥青混凝土用骨料界面增强剂，其特征在于融合油为煤油、润滑机油、柴油中的一种或几种。
5.权利要求1至4任意一项所述沥青混凝土用骨料界面增强剂的制备方法，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
A、依次将弹性体、合成树脂、色母、抗氧化剂加入搅拌机中搅拌，然后加入融合油继续搅拌均匀，在常温下放置24小时；
B、在110℃～180℃条件下通过螺旋机混匀熔融后挤出成型，冷却切断后形成圆柱状颗粒产品。
6.权利要求1至5任意一项所述路基加固用沥青混凝土用骨料界面增强剂的应用方法，其特征是按重量比为0.2％～0.8％的增强剂和加热骨料经机械搅拌均匀后，再投入沥青。
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