CN110499034A - 一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青及其制备方法，其组分含有：沥青100份、SBS嵌段共聚物(苯乙烯—丁二烯—苯乙烯)2‑15份、硬质沥青2‑15份以及增韧剂1‑10份。本发明的浇筑式沥青混凝土专用改性沥青可达到或超过常用的浇筑式沥青的软化点，表明具有较好的高温稳定性能；同时比普通的浇筑式改性沥青具有较好的低温抗裂性能；采用特殊的制备方法，该种改性沥青具有非常高的存贮稳定性，在高温下不易产生离析结皮现象。

Description

一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青及其制备方法
技术领域
本发明涉及道路建筑材料领域，尤其是指一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青及其制备方法。
背景技术
浇筑式沥青结合料由于整体性好，封水效果佳，与桥面的随动性好等优势，成为主流的桥面铺装方式之一，如在我国的港珠澳大桥的桥面铺装就使用了浇筑式沥青结合料。
目前，我国钢桥面铺装采用的浇筑式沥青混凝土中的沥青结合料主要有如下方案：低标号沥青与天然沥青复配沥青、普通改性沥青与天然沥青复配沥青以及聚合物改性沥青几种类型。其中因为钢桥面铺装采用的沥青总量相对较少，低标号沥青因其加工工艺问题难以少量供应；而天然沥青主要以TLA湖沥青为主，该种沥青为不可再生资源且需进口，价格昂贵，需要专用的脱桶和融化设备，工艺复杂，并且离析问题难以解决，需要现场生产马上使用；而高掺量的聚合物改性沥青其粘度较高，存贮稳定性也难以解决，容易产生聚合物积聚结皮现象。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明目的之一在于提供一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青，该改性沥青改善了现有浇筑式沥青的抗离析性能、低温抗裂性能以及施工的便利性。
本发明的另一目的在于提供该改性沥青的制备方法。
为实现上述之目的，本发明采取如下技术方案：
(二)技术方案
一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青，其原料配方包括下述质量份数的组分：沥青100份、SBS嵌段共聚物(苯乙烯—丁二烯—苯乙烯)2-15份、硬质沥青2-15份以及增韧剂1-10份。
进一步，所述沥青为壳牌70#A级道路石油沥青或中石化70#A级沥青。
进一步，所述SBS嵌段共聚物的重均分子量为14万-30万，SBS嵌段共聚物中苯乙烯与丁二烯的嵌段比值为(20:80)-(30:70)，所述SBS嵌段共聚物较佳地为星形SBS嵌段共聚物，其型号可采用YH-801或YH-806。具体指标如表所示：
SBS嵌段共聚物指标
进一步，所述硬质沥青的针入度(0.1mm)为1-2，软化点大于105℃。
进一步，所述增韧剂可以为植物油或橡胶油；采用植物油时，所述植物油要求其中饱和脂肪酸20％-30％，单不饱和脂肪酸(油酸、芥酸)20％-45％，双烯酸(亚油酸为主)1％-7％，多烯酸(α-亚麻酸)20％-26％；采用橡胶油时，所述橡胶油为KN-4010。
如前所述的一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青的制备方法，其包括以下步骤：(1)将沥青加热至200-240℃；(2)将增韧剂加入沥青中，加热搅拌，温度为200-240℃，搅拌的转速为1000-2000rpm，搅拌的时间为3-5分钟；(3)将SBS嵌段共聚物加入，温度保持在200-240℃，剪切搅拌2-7h，剪切速率为4000-7000rpm；(4)再与硬质沥青搅拌，搅拌温度为200-240℃，搅拌的转速为1000-2000rpm，搅拌时间为10-30min。
(三)有益效果
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体包括以下几个方面：
(1)通过加入SBS嵌段共聚物改性剂，一方面可以有效提高该种改性沥青的软化点，从而提高其高温稳定性；另一方面可以提高沥青的低温延度，增加其抗裂性能；
(2)通过加入硬质沥青，可以有效降低沥青的针入度，使得沥青变硬，同时也可以提高沥青的软化点以及抗车辙性能；
(3)加入的增韧剂一方面可以降低该种沥青的粘度，另一方面可以提高沥青的低温延度，从而增强其其低温的抗裂性能；
(4)采用的高温和高速剪切制备方法，可以有效提高SBS在沥青中的分散性，从而提高其存储稳定性，保证高温下长期存储聚合物不发生集聚现象，有利于浇筑式沥青混凝土拌合时直接采用成品浇筑式专用改性沥青。
综上所述：本发明的改性沥青结合料能够达到或高于目前常用的浇筑式沥青的软化点，表明其具有较好的高温稳定性能；具有比普通浇筑式沥青较高的低温抗裂性能；同时其特殊的制备工艺保证了其SBS的分散性优异，从而保证其高温存储稳定性；制备的成品改性沥青可以直接添加到浇筑式拌合缸中使用，工艺简单方便。
具体实施方式
下面将更详细的描述本发明的优选实施方式，虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该可以理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完善，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明第一方面提供一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青，其原料配方包括下述质量份数的组分：沥青100份、SBS嵌段共聚物(苯乙烯—丁二烯—苯乙烯)2-15份、硬质沥青2-15份以及增韧剂1-10份。
为使改性沥青达到最佳效果的性能，其中所述沥青为壳牌70#A级道路石油沥青或中石化70#A级沥青；所述SBS嵌段共聚物的重均分子量为14万-30万，SBS嵌段共聚物中苯乙烯与丁二烯的嵌段比值为(20:80)-(30:70)，所述SBS嵌段共聚物较佳地为星形SBS嵌段共聚物，其型号可采用YH-801或YH-806，具体指标如表所示：
SBS嵌段共聚物指标
所述硬质沥青的针入度(0.1mm)为1-2，软化点大于105℃；所述增韧剂可以为植物油或橡胶油；采用植物油时，所述植物油要求其中饱和脂肪酸20％-30％，单不饱和脂肪酸(油酸、芥酸)20％-45％，双烯酸(亚油酸为主)1％-7％，多烯酸(α-亚麻酸)20％-26％；采用橡胶油时，所述橡胶油为KN-4010。
本发明第二方面提供一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青的制备方法，其包括以下步骤：(1)将沥青加热至200-240℃；(2)将增韧剂加入沥青中，加热搅拌，温度为200-240℃，搅拌的转速为1000-2000rpm，搅拌的时间为3-5分钟；(3)将SBS嵌段共聚物加入，温度保持在200-240℃，剪切搅拌2-7h，剪切速率为4000-7000rpm；(4)再与硬质沥青搅拌，搅拌温度为200-240℃，搅拌的转速为1000-2000rpm，搅拌时间为10-30min。
以下结合具体实施例进一步说明本发明：其中，表1为实施例1-4的配方一览表，表2为表1中相应实施例1-4的制备方法一览表；
表1实施例的配方一览表
表2实施例的制备方法一览表
针对上述实施例1-4所配制的新型浇筑式改性沥青，进行性能测试。测试方法按照交通部《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)》相关测试方法进行，如下：表3为实施例1-4的检测结果一览表。
表3实施例的检测结果一览表
由以上检测结果可见，本发明所述的新型浇筑式改性沥青能够达到或高于目前常用的浇筑式沥青的软化点，表明具有较好的高温稳定性能；TFOT老化前5℃延度均在20cm以上，TFOT老化后5℃延度均在15cm以上，说明其具有较好的低温抗裂性能；制备工艺中，在200-240℃高温环境下进行剪切搅拌，SBS嵌段共聚物在基质沥青中能够很好的进行分散，通过观测180℃的7天存贮稳定性，均无结皮现象，说明具有较好的抗离析能力。
综上所述：本发明的改性沥青结合料能够达到或高于目前常用的浇筑式沥青的软化点，表明其具有较好的高温稳定性能；具有比普通浇筑式沥青较高的低温抗裂性能；同时其特殊的制备工艺保证了其SBS的分散性优异，从而保证其高温存储稳定性；制备的成品改性沥青可以直接添加到浇筑式拌合缸中使用，工艺简单方便。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青，其特征在于：其原料配方包括下述质量份数的组分：沥青100份、SBS嵌段共聚物(苯乙烯—丁二烯—苯乙烯)2-15份、硬质沥青2-15份以及增韧剂1-10份。
2.根据权利要求1所述一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青，其特征在于：所述沥青为壳牌70#A级道路石油沥青或中石化70#A级沥青。
3.根据权利要求1所述一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青，其特征在于：所述SBS嵌段共聚物的重均分子量为14万-30万，SBS嵌段共聚物中苯乙烯与丁二烯的嵌段比值为(20:80)-(30:70)，所述SBS嵌段共聚物较佳地为星形SBS嵌段共聚物，其型号可采用YH-801或YH-806，具体指标如表所示：
SBS嵌段共聚物指标
4.根据权利要求1所述一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青，其特征在于：所述硬质沥青的针入度(0.1mm)为1-2，软化点大于105℃。
5.根据权利要求1所述一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青，其特征在于：所述增韧剂可以为植物油或橡胶油；采用植物油时，所述植物油要求其中饱和脂肪酸20％-30％，单不饱和脂肪酸(油酸、芥酸)20％-45％，双烯酸(亚油酸为主)1％-7％，多烯酸(α-亚麻酸)20％-26％；采用橡胶油时，所述橡胶油为KN-4010。
6.根据权利要求1～5中任一种浇筑式沥青混凝土专用改性沥青的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)将沥青加热至200-240℃；
(2)将增韧剂加入沥青中，加热搅拌，温度为200-240℃，搅拌的转速为1000-2000rpm，搅拌的时间为3-5分钟；
(3)将SBS嵌段共聚物加入，温度保持在200-240℃，剪切搅拌2-7h，剪切速率为4000-7000rpm；
(4)再与硬质沥青搅拌，搅拌温度为200-240℃，搅拌的转速为1000-2000rpm，搅拌时间为10-30min。
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