CN113150568A - 一种改性的冷拌冷铺常温沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性的冷拌冷铺常温沥青及其制备方法，所述改性沥青包括如下质量百分比的原料：沥青60‑80份、橡胶粉5‑15份、活性碳2‑6份、稀释剂煤油3‑8份、古玛隆树脂4‑10份、抗剥落剂3‑8份、固化剂聚胺酯2‑5份、抗老化剂0‑0.5份、促凝剂0‑0.2份、防冻剂0‑0.5份，将沥青加热到80‑100℃,向80‑100℃沥青原料中加入古玛隆树脂，并搅拌均匀，对橡胶粉原料进行筛选，确保颗粒粉末大于40目，待沥青温度下降到80‑90℃时，向沥青中加入稀释剂、橡胶粉、活性碳、抗剥落剂、抗老化剂、促凝剂和防冻剂搅拌均匀，待沥青温度降低至常温时，向沥青中加入固化剂聚胺酯搅拌溶解均匀。

Description

一种改性的冷拌冷铺常温沥青及其制备方法
技术领域
本发明涉及道路路面材料领域，具体是一种改性的冷拌冷铺常温沥青及其制备方法。
背景技术
行车舒适度是人们对路面质量的基本要求，传统的水泥混凝土路面柔韧性差、毁损严重、维护量大。沥青路面具有良好的行车舒适性和优异的使用性能，建设速度快、维修方便；同时沥青路面可减少行车造成的噪音、扬尘污染，已普遍应用于城市道路、高速公路等。
在我国，绝大部分沥青路面使用的是热拌沥青混合料，由于热拌沥青混合料自身的局限性，给沥青路面的建设带来了一系列技术难题：①热拌沥青混合料在拌和时要求沥青和骨料具有较高的温度，因此热拌沥青混合料的生产对拌和和加工设备的要求较特殊，导致其生产加工设备价格普遍偏高；②由于路面施工时对沥青混合料的温度同样有较高的要求，远距离运输不能；③在气温较低的季节，热拌沥青使用困难，致使损坏的路面得不到及时的修补，直接影响行车的安全和舒适性以及道路的使用寿命。
冷拌冷铺沥青路面技术的开发将从根本上改善热拌沥青技术中存在的这些技术难题。同时，随着人民生活水平的提高，人们对城市空气质量的要求越来越高，冷拌冷铺沥青路面技术不仅能在使用中减少路面扬尘，还能在施工中减少对大气环境的污染。但冷拌冷铺材料大都依靠进口，其价格昂贵，用户难以承受，无法在工程中大量使用；积极开展冷拌冷铺沥青混合料配制技术的研究，确实有着十分重要的意义。
目前改性的冷拌冷铺沥青一般是指聚合物改性沥青，用于改性的聚合物种类也很多。按照改性剂的不同，一般将其分为三类：一是热塑性橡胶类，主要是苯乙烯类嵌段共聚物，如苯乙烯一丁二烯一苯乙烯(SBS)、苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯(SIS)、苯乙烯一聚乙烯/ 丁基一聚乙烯(SE/SB等嵌段共聚物，由于它兼具橡胶和树脂的结构与性质，故也称为橡胶树脂类)。二是橡胶类，其中使用最多的是丁苯橡胶(SBR)和氯丁橡胶(CR)。三是热塑性树脂类，如聚乙烯(PE)、聚丙烯、乙烯一乙酸乙烯共聚物(EVA)等都在道路沥青的改性中被应用过。这一类热塑性树脂的共同特点是加热后软化，冷却时固化变硬，所以可以明显改善沥青结合料的高温稳定性。目前常用的冷拌冷铺沥青改性剂主要为SBS和SBR。
CN101555354本发明公开了一种废橡胶改性沥青的制备方法，包括步骤A：将8～12％的SBS、75～85％的橡胶粉、7～13％的PE进行搅拌混合均匀，其中，SBS、橡胶粉、PE 的重量百分比之和为100％，橡胶粉中废橡胶粉的含量占总橡胶粉的50％以上，制得废橡胶复合改性剂；步骤B：先将基质沥青加热到150～165℃，然后加入废橡胶复合改性剂组成沥青混合料，其中，废橡胶复合改性剂的含量占总废橡胶改性沥青的5～20％，通过高速剪切仪进行高速剪切至沥青混合料分散均匀后，加入稳定剂，保持温度在160～180℃，并继续剪切20～30分钟，制得废橡胶改性沥青。该改性橡胶沥青由于加入SBS，成本增加，且易产生剥落现象。
CN102786804公开了一种在-10℃～60℃的气温条件下都能拌和、摊铺、碾压的高分子沥青改性剂，含有重量份为25～50的组份A和75～50的组份B；所述的组分A主要由以下重量份的原料制成：15～30份聚乙烯、15～30份聚丙烯、5～10份甲基聚丙酰胺树脂、 1～3份丙三醇；所述的组分B主要由以下重量份的原料制成：15～30份松焦油、5～15份古马隆树脂、3～7份改性酚醛树脂、35～65份橡胶粉。该改性沥青制备工艺复杂，成本高。
上述披露的现有技术，存在一些不足，如目前常用的冷拌冷铺沥青改性剂主要以SBS 和SBR为主，制备工艺复杂，成本贵；以废旧橡胶为沥青改性剂的现有技术对橡胶改性沥青的处理非常复杂，成本高，或是橡胶含量偏高，导致沥青与细集料的粘附性降低，抗剥落性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性的冷拌冷铺常温沥青及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种改性的冷拌冷铺常温沥青，所述沥青包括如下质量百分比的原料：沥青60-80份、橡胶粉5-15份、活性碳2-6份、稀释剂煤油3-8份、古玛隆树脂4-10份、抗剥落剂3-8 份、固化剂聚胺酯2-5份、抗老化剂0-0.5份、促凝剂0-0.2份、防冻剂0-0.5份。
作为本发明进一步的方案：所述沥青为70或90号沥青。
作为本发明再进一步的方案：所述橡胶粉颗粒大于40目。
作为本发明再进一步的方案：所述抗老化剂为防老剂OD即辛基化二苯胺。
作为本发明再进一步的方案：所述促凝剂为三乙醇二胺。
作为本发明再进一步的方案：所述防冻剂为乙二醇、二甘醇等。
一种改性的冷拌冷铺常温沥青的制备方法，其制备方法步骤如下：
步骤1：将沥青加热到80-100℃；
步骤2：向80-100℃沥青原料中加入古玛隆树脂，并搅拌均匀；
步骤3：对橡胶粉原料进行筛选，确保颗粒粉末大于40目；
步骤4：待沥青温度下降到80-90℃时，向沥青中加入稀释剂、橡胶粉、活性碳、抗剥落剂、抗老化剂、促凝剂和防冻剂搅拌均匀；
步骤5：待沥青温度降低至常温时，向沥青中加入固化剂聚胺酯搅拌溶解均匀。
作为本发明再进一步的方案：所述改性沥青通过混合细集料形成改性的冷拌冷铺常温沥青混合料，且细集料为为碎石。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明改性常温沥青符合JTGF40-2004规范，成本低，是美国SBS改性沥青料的70％，是韩国SK改性沥青料的50％，比基质沥青热拌料的成本略低；在高温和低温性能方面也优于SBS和SBR改性沥青，本发明冷拌冷铺改性常温沥青制备工艺简单、稳定性好，本发明改性沥青，其固化是在自然条件下发生，中间形成一层永远不干固的夹层，其作用在于防止沥青发生龟裂，延长沥青老化时间和保持较高的回弹性，达到降噪、抗冲击、抗疲劳的效果。所以该沥青封存2两年不离析、回弹性好、塑性高、粘附性强、-40℃下路面不龟裂、高温80℃下不翻油，不车撤、具有较高的耐磨性和抗老化性。可以在-10～40℃的气温下铺设路面，可以全天候修补缺损沥青路面，不受天气和气温的影响；即可以机械摊铺也可以人工摊铺，与细集料混合时无需加热，节能、环保。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种改性的冷拌冷铺常温沥青，所述改性沥青的原料质量百分比包括如下：沥青60-80份、橡胶粉5-15份、活性碳2-6份、稀释剂煤油3-8份、古玛隆树脂4-10份、抗剥落剂3-8份、固化剂聚胺酯2-5份、抗老化剂0-0.5份、促凝剂0-0.2 份、防冻剂0-0.5份。
所述沥青为70或90号沥青。
所述橡胶粉颗粒大于40目。
所述抗老化剂为防老剂OD即辛基化二苯胺。
所述促凝剂为三乙醇二胺。
所述防冻剂为乙二醇或二甘醇等。
一种改性的冷拌冷铺常温沥青的制备方法，其制备方法步骤如下：
步骤1：将沥青加热到80-100℃；
步骤2：向80-100℃沥青原料中加入古玛隆树脂，并搅拌均匀；
步骤3：对橡胶粉原料进行筛选，确保颗粒粉末大于40目；
步骤4：待沥青温度下降到80-90℃时，向沥青中加入稀释剂、橡胶粉、活性碳、抗剥落剂、抗老化剂、促凝剂和防冻剂搅拌均匀；
步骤5：待沥青温度降低至常温时，向沥青中加入固化剂聚胺酯搅拌溶解均匀。
所述改性沥青通过混合细集料形成改性的冷拌冷铺常温沥青混合料，且细集料为碎石，其冷拌冷铺常温沥青混合料用于路面铺设或修补，即将冷拌冷铺沥青在常温下与碎石混合，在-10～40℃的气温下铺设在路面上或修改缺损的沥青面。
实施例一：
一种改性的冷拌冷铺常温沥青，改性沥青包括如下质量百分比的原料：70号沥青60 份、橡胶粉10份、活性碳6份、稀释剂煤油4份、古玛隆树脂7份、抗剥落剂8份、固化剂聚胺酯5份、抗老化剂0.2份、促凝剂0.1份、防冻剂0.2份，橡胶粉颗粒大于40 目，橡胶粉是经废旧轮胎橡胶碎细而得，其碎细方法为本领域常规的方法，所述抗剥落剂为沥青抗剥落剂，可通过商业途径购得，如江苏文昌新材料科技有限公司生产的TW-1型沥青抗剥落剂，所述固化剂聚胺酯可以是聚胺酯固化剂115或125型，促凝剂为三乙醇二胺，防冻剂为乙二醇。
一种改性的冷拌冷铺常温沥青的制备方法，其制备方法步骤如下：
步骤1：将沥青加热到80-100℃；
步骤2：向80-100℃沥青原料中加入古玛隆树脂，并搅拌均匀；
步骤3：对橡胶粉原料进行筛选，确保颗粒粉末大于40目；
步骤4：待沥青温度下降到80-90℃时，向沥青中加入稀释剂、橡胶粉、活性碳、抗剥落剂、抗老化剂、促凝剂和防冻剂搅拌均匀；
步骤5：待沥青温度降低至常温时，向沥青中加入固化剂聚胺酯搅拌溶解均匀。
实施例二：
一种改性的冷拌冷铺常温沥青，改性沥青包括如下质量百分比的原料：90号沥青70 份、橡胶粉10份、活性碳3份、稀释剂煤油4份、古玛隆树脂6份、抗剥落剂4份、固化剂聚胺酯3份、抗老化剂0.2份、促凝剂0.1份、防冻剂0.2份，橡胶粉颗粒大于40 目，橡胶粉是经废旧轮胎橡胶碎细而得，其碎细方法为本领域常规的方法，所述抗剥落剂为沥青抗剥落剂，可通过商业途径购得，如江苏文昌新材料科技有限公司生产的TW-1型沥青抗剥落剂，所述固化剂聚胺酯可以是聚胺酯固化剂115或125型，促凝剂为三乙醇二胺，防冻剂为乙二醇。
一种改性的冷拌冷铺常温沥青的制备方法，其制备方法步骤如下：
步骤1：将沥青加热到80-100℃；
步骤2：向80-100℃沥青原料中加入古玛隆树脂，并搅拌均匀；
步骤3：对橡胶粉原料进行筛选，确保颗粒粉末大于40目；
步骤4：待沥青温度下降到80-90℃时，向沥青中加入稀释剂、橡胶粉、活性碳、抗剥落剂、抗老化剂、促凝剂和防冻剂搅拌均匀；
步骤5：待沥青温度降低至常温时，向沥青中加入固化剂聚胺酯搅拌溶解均匀。
实施例三：
一种改性的冷拌冷铺常温沥青，改性沥青包括如下质量百分比的原料：70号沥青80 份、橡胶粉5份、活性碳3份、稀释剂煤油3份、古玛隆树脂4份、抗剥落剂3份、固化剂聚胺酯2份、抗老化剂0.2份、促凝剂0.1份、防冻剂0.2份，橡胶粉颗粒大于40目，橡胶粉是经废旧轮胎橡胶碎细而得，其碎细方法为本领域常规的方法，所述抗剥落剂为沥青抗剥落剂，可通过商业途径购得，如江苏文昌新材料科技有限公司生产的TW-1型沥青抗剥落剂，所述固化剂聚胺酯可以是聚胺酯固化剂115或125型，促凝剂为三乙醇二胺，防冻剂为乙二醇。
一种改性的冷拌冷铺常温沥青的制备方法，其制备方法步骤如下：
步骤1：将沥青加热到80-100℃；
步骤2：向80-100℃沥青原料中加入古玛隆树脂，并搅拌均匀；
步骤3：对橡胶粉原料进行筛选，确保颗粒粉末大于40目；
步骤4：待沥青温度下降到80-90℃时，向沥青中加入稀释剂、橡胶粉、活性碳、抗剥落剂、抗老化剂、促凝剂和防冻剂搅拌均匀；
步骤5：待沥青温度降低至常温时，向沥青中加入固化剂聚胺酯搅拌溶解均匀。
实施例四：
一种改性的冷拌冷铺常温沥青，改性沥青包括如下质量百分比的原料：90号沥青60 份、橡胶粉15份、活性碳2份、稀释剂煤油8份、古玛隆树脂10份、抗剥落剂3份、固化剂聚胺酯2份、抗老化剂0.2份、促凝剂0.1份、防冻剂0.2份，橡胶粉颗粒大于40 目，橡胶粉是经废旧轮胎橡胶碎细而得，其碎细方法为本领域常规的方法，所述抗剥落剂为沥青抗剥落剂，可通过商业途径购得，如江苏文昌新材料科技有限公司生产的TW-1型沥青抗剥落剂，所述固化剂聚胺酯可以是聚胺酯固化剂115或125型，促凝剂为三乙醇二胺，防冻剂为乙二醇。
一种改性的冷拌冷铺常温沥青的制备方法，其制备方法步骤如下：
步骤1：将沥青加热到80-100℃；
步骤2：向80-100℃沥青原料中加入古玛隆树脂，并搅拌均匀；
步骤3：对橡胶粉原料进行筛选，确保颗粒粉末大于40目；
步骤4：待沥青温度下降到80-90℃时，向沥青中加入稀释剂、橡胶粉、活性碳、抗剥落剂、抗老化剂、促凝剂和防冻剂搅拌均匀；
步骤5：待沥青温度降低至常温时，向沥青中加入固化剂聚胺酯搅拌溶解均匀。
对比例一：
一种改性的冷拌冷铺常温沥青，改性沥青包括如下质量百分比的原料：70号沥青60 份、SBR料10份、活性碳6份、稀释剂煤油4份、古玛隆树脂7份、抗剥落剂8份、固化剂聚胺酯5份、抗老化剂0.2份、促凝剂0.1份、防冻剂0.2份，所述抗剥落剂为沥青抗剥落剂，可通过商业途径购得，如江苏文昌新材料科技有限公司生产的TW-1型沥青抗剥落剂，所述固化剂聚胺酯可以是聚胺酯固化剂115或125型，促凝剂为三乙醇二胺，防冻剂为乙二醇。
一种改性的冷拌冷铺常温沥青的制备方法，其制备方法步骤如下：
步骤1：将沥青加热到80-100℃；
步骤2：向80-100℃沥青原料中加入古玛隆树脂，并搅拌均匀；
步骤3：待沥青温度下降到80-90℃时，向沥青中加入稀释剂、SBR料、活性碳、抗剥落剂、抗老化剂、促凝剂和防冻剂搅拌均匀；
步骤4：待沥青温度降低至常温时，向沥青中加入固化剂聚胺酯搅拌溶解均匀。
对比例二：
一种改性的冷拌冷铺常温沥青，改性沥青包括如下质量百分比的原料：70号沥青80 份、SBS料5份、活性碳3份、稀释剂煤油3份、古玛隆树脂4份、抗剥落剂3份、固化剂聚胺酯2份、抗老化剂0.2份、促凝剂0.1份、防冻剂0.2份，所述抗剥落剂为沥青抗剥落剂，可通过商业途径购得，如江苏文昌新材料科技有限公司生产的TW-1型沥青抗剥落剂，所述固化剂聚胺酯可以是聚胺酯固化剂115或125型，促凝剂为三乙醇二胺，防冻剂为乙二醇。
一种改性的冷拌冷铺常温沥青的制备方法，其制备方法步骤如下：
步骤1：将沥青加热到80-100℃；
步骤2：向80-100℃沥青原料中加入古玛隆树脂，并搅拌均匀；
步骤3：待沥青温度下降到80-90℃时，向沥青中加入稀释剂、SBS料、活性碳、抗剥落剂、抗老化剂、促凝剂和防冻剂搅拌均匀；
步骤4：待沥青温度降低至常温时，向沥青中加入固化剂聚胺酯搅拌溶解均匀。
性能测试对比：
测试实施例一～四的改性沥青与对比例一～二的改性沥青的性能，如高温性能、低温性能、施工易性、离析性、环境的影响、能耗等。测试方法均为本领域常规方法。将实施例和对比例的沥青与细集料混合形成混合料，根据JTGE-20-2011【公路工程沥青及沥青混合料亚试验规程】性能测定实验进行性能测试。结果见下表：
性能测试结果
性能 实施例一 实施例二 实施例三 实施例四 对比例一 对比例二
高温性能 优异 优异 优异 优异 较差 好
高温性能 优异 优异 优异 优异 好 好
易施工性 优异 优异 优异 优异 差 差
是否离析 否 否 否 否 是 是
环境影响 无 无 无 无 无 无
能耗高低 低 低 低 低 高 高
技术指标：
根据JTGE-20-2011【公路工程沥青及沥青混合料亚试验规程】的规定测定针入度、针入度指数、延度、弹性恢复、软化点、运动粘度等参数。数据如下表：
Figure BDA0003010224330000091
数据表明本发明的改性常温沥青符合JTGF40-2004规范的要求，特别是在显示低温性上的延度比SBS或SBR作改性剂沥青好，在显示高温性能上的针入度和软化点也比SBS或SBR 作改性剂的沥青优良。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种改性的冷拌冷铺常温沥青，其特征在于：所述改性沥青的原料质量百分比包括如下：沥青60-80份、橡胶粉5-15份、活性碳2-6份、稀释剂煤油3-8份、古玛隆树脂4-10份、抗剥落剂3-8份、固化剂聚胺酯2-5份、抗老化剂0-0.5份、促凝剂0-0.2份、防冻剂0-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种改性的冷拌冷铺常温沥青，其特征在于：所述沥青为70或90号沥青。
3.根据权利要求1所述的一种改性的冷拌冷铺常温沥青，其特征在于：所述橡胶粉颗粒大于40目。
4.根据权利要求1所述的一种改性的冷拌冷铺常温沥青，其特征在于：所述抗老化剂为防老剂OD即辛基化二苯胺。
5.根据权利要求1所述的一种改性的冷拌冷铺常温沥青，其特征在于：所述促凝剂为三乙醇二胺。
6.根据权利要求1所述的一种改性的冷拌冷铺常温沥青，其特征在于：所述防冻剂为乙二醇或二甘醇等。
7.一种改性的冷拌冷铺常温沥青的制备方法，其特征在于：其制备方法步骤如下：
步骤1：将沥青加热到80-100℃；
步骤2：向80-100℃沥青原料中加入古玛隆树脂，并搅拌均匀；
步骤3：对橡胶粉原料进行筛选，确保颗粒粉末大于40目；
步骤4：待沥青温度下降到80-90℃时，向沥青中加入稀释剂、橡胶粉、活性碳、抗剥落剂、抗老化剂、促凝剂和防冻剂搅拌均匀；
步骤5：待沥青温度降低至常温时，向沥青中加入固化剂聚胺酯搅拌溶解均匀。
8.根据权利要求1所述的一种改性的冷拌冷铺常温沥青，其特征在于：所述改性沥青通过混合细集料形成改性的冷拌冷铺常温沥青混合料，且细集料为碎石。
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