CN114790091A - 一种X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂及其制备和使用方法 - Google Patents

一种X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂及其制备和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及道路铺装材料技术领域，尤其涉及一种X‑Pave超薄铺装用多功能复合添加剂及其使用方法。本发明复合添加剂由丁二烯‑苯乙烯‑丁二烯共聚物、再生热塑性橡胶、橡胶填充油、再生LDPE颗粒、经硅烷偶联剂表面处理的高熔点短切纤维和低熔点酰胺类化合物制成。本发明复合添加剂可采用直投的方式与集料拌合生产出高性能沥青混合料，具有“温拌‑高黏‑抗车辙‑抗裂‑抗水损”等性能。利用本发明复合添加剂制备的沥青混合料易压实，具有优异的耐高低温、耐疲劳、抗水损、抗剥落等路用性能，能显著提高沥青路面的使用耐久性，可应用于钢桥面、水泥混凝土桥面、机场跑道、高速公路等沥青路面的预防性养护或新建沥青路面的表面磨耗层中。

Description

一种X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂及其制备和使用 方法
技术领域
本发明涉及道路铺装材料技术领域，尤其涉及一种X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂及其制备和使用方法。
背景技术
沥青路面在服役过程中经常会出现车辙、裂缝和抗滑性能下降等病害，这些问题如不及时处治，一方面会影响路面行车安全，另一方面部分病害极易恶化并引起路面的结构性破坏。近些年来，超薄铺装(1.0-2.5cm)技术因其优越的抗车辙、抗裂、抗滑等特点，在预防性养护工程中得到了大范围地推广应用，并取得了良好的使用效果。
国内外目前使用的超薄铺装技术主要有ECA、Novachip薄层罩面、SMC改性沥青混合料、高韧超薄GT-8、有机硅微罩面等，这些技术大部分都依赖于特种改性沥青。例如，Novachip采用壳牌公司特制的NovaBinder高性能沥青胶结料和Novabond高性能乳化沥青黏层油，并采用一体化的施工设备Novapaver进行施工；ECA主要采用高强改性沥青或SBS改性沥青，通过添加聚酯纤维和液体温拌剂来提高沥青混合料的压实度和抗裂性能；SMC常温改性沥青混合料同样采用具有温拌效果的SMC改性剂来降低沥青混合料的黏度，进而提高混合料的易压实性能；GT-8采用高等级特种改性沥青PG94-22改性沥青和PG82-22高性能乳化沥青以及一体化施工设备；有机硅微罩面采用OGFC-5级配，利用特制的中温拌合有机硅改性沥青作为胶结料。然而，上述超薄铺装技术在推广应用过程中均存在一定的问题，如Novachip和GT-8都需要采用一体化的施工设备，施工设备昂贵、使用成本高，且其采用特制的高性能改性沥青作为胶结料，不利于小面积养护工程的应用；而SMC改性沥青、ECA、有机硅微罩面均采用液体降黏技术，对高温抗车辙性能的改善效果较差。
除了上述技术之外，技术人员发现，通过外掺剂技术，采用常规SBS改性沥青，制备出高性能的沥青混合料应用于超薄铺装技术，将有利于大规模地推广超薄铺装在养护工程中的应用。如CN 110482908 A“温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料及其制备方法”公开了采用SBS改性沥青、高粘剂、温拌剂、木质素纤维作为外掺剂，制备一种具有抗滑、表现优良的排水、高温、低温、水稳性能，且摊铺厚度为1.0cm-2.5cm的微罩面沥青混合料；CN111170680 B“一种高粘高弹的超薄磨耗层及其制备方法”采用高黏沥青、温拌剂、木质素纤维作为改性剂，制备高性能的超薄铺装沥青混合料。但是，上述方法在实际应用过程中投入的外掺剂种类过多，投料工艺繁琐，原料成本较高，且使用过程较为复杂，从而制约了此类技术的推广应用。
发明内容
(一)发明目的
鉴于现有超薄铺装技术应用中存在过度依赖特制高性能改性沥青材料、采用多种外掺剂导致生产使用过程复杂、不利于小规模养护工程的应用等问题，本发明人基于多年从事此类产品设计制造积累的实务经验和专业知识，经过精心设计和反复验证，制备获得了一种X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂，并提供了其详尽的制备和使用方法，以克服现有技术中存在的上述不足，使超薄铺装技术更具实用性和产业化价值，为其大规模地推广应用提供有益的技术支撑。
(二)技术方案
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂，所述多功能复合添加剂是由下述重量份的原料制成的：
丁二烯-苯乙烯-丁二烯(SBS)共聚物：10-30份；
SBS含量大于40％的再生热塑性橡胶TPR(Thermo-Plastic-Rubber material)：10-20份；
橡胶填充油：5-10份；
再生LDPE颗粒：20-40份；
经硅烷偶联剂表面处理的熔点高于200℃的短切纤维：10-15份；
熔点低于120℃的酰胺类化合物：10-20份。
优选地，本发明X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂原料中的丁二烯-苯乙烯-丁二烯共聚物为分子量8-12万的线性SBS。我们研究发现，分子量太大的SBS流动性差，加工温度高，且易造成SBS老化失效，而分子量太小的SBS，在达到改性沥青性能要求时所需的掺量高，原料成本高，经济性差，综合考量后选择了分子量8-12万的线性SBS，既可兼顾对SBS的性能要求，又具有较好的经济性。
进一步地，本发明X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂原料中的再生热塑性橡胶TPR的SBS含量>40％，TPR是以SBS为主材，与橡胶油、PE/PP/PS等硬性塑料，无机填料等组成的一种热塑性弹性体，再生TPR中的SBS可改善沥青混合料的综合路用性能，其含量越高，改善效果越好，我们发现，当再生TPR中SBS含量低于40％时，需要外加更多的SBS来提高沥青混合料性能，从而增加了添加剂成本，经济性较差，因此，本发明中选用了SBS含量大于40％的再生热塑性橡胶TPR作为加工原料。
优选地，本发明X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂原料中的橡胶填充油为芳烃油、环烷油、石蜡油中的任意一种。橡胶填充油可以对新加的SBS进行溶胀，提高SBS的加工流动性，橡胶填充油掺量太低，SBS流动性差，难以熔融挤出加工，而橡胶填充油掺量太高，则会从改性剂表面析出，导致改性剂表面发粘。
优选地，本发明X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂原料中的再生LDPE颗粒的熔融指数>2g/10min(190℃、2.16kg)，断裂伸长率>1000％(23±2℃)。我们发现，LDPE颗粒的熔融指数太小，黏度高，流动性差，加工温度高，与SBS共混造粒易造成部分SBS老化；同时，LDPE颗粒的断裂伸长率高，其弹性变形好，可以提高沥青混合料的疲劳寿命。
优选地，本发明X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂原料中的熔点高于200℃的短切纤维为熔点高于200℃的聚酯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维中的任意一种，且所述短切纤维的长度为3-6mm。我们发现，熔点过低的合成纤维材料在与沥青混合料高温拌合时，易融化而失去纤维特性，不能起到增韧抗裂的效果；同时，若纤维的长度太短，其增韧抗裂效果不明显，而纤维长度过长，则会导致挤出造粒切粒成型困难。
优选地，本发明X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂原料中的熔点低于120℃的酰胺类化合物为熔点低于120℃的油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸酰胺中的任意一种。我们发现，当酰胺类化合物的熔点低于120℃时，在高温沥青混合料中以低黏度液体的形式存在，可以降低沥青混合料的黏度，提高超薄铺装沥青混合料的易压实性。
进一步地，本发明X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂，其制备方法如下：
(1)采用硅烷偶联剂处理短切纤维，先配制浓度为2％的硅烷偶联剂水溶液，然后将无捻纤维长丝快速浸入硅烷偶联剂水溶液中，经干燥后短切至3-6mm，即得到硅烷偶联剂表面处理的短切纤维，硅烷偶联剂表面处理既可以提高短切纤维与SBS材料的相容性，也可以提高短切纤维与沥青混合料间的黏附性；
(2)将经硅烷偶联剂表面处理的熔点高于200℃的短切纤维和再生LDPE颗粒放入高速混料机中进行混合，混合时间3-10min，然后将混合物移入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆进料温度为120-140℃，熔融加工温度为160-180℃，切粒口模温度为140-150℃，制备获得共混物A；
(3)将丁二烯-苯乙烯-丁二烯共聚物、SBS含量大于40％的再生热塑性橡胶、橡胶填充油放入高速混料机中进行混合，混合时间3-10min，然后向高速混料机中加入共混物A和熔点低于120℃的酰胺类化合物，再次进行混合，混合时间5-15min，得到总混合物，然后将总混合物移入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆进料温度为80-100℃，熔融加工温度为140-150℃，切粒口模温度为120-130℃，即得到X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂。
此外，本发明还提供了上述X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂的使用方法，其步骤如下：
(1)分别加热I-D改性沥青和矿料，I-D改性沥青加热到160-165℃，矿料加热到175-185℃；
(2)将矿料与所述X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂混合后干拌，使多功能复合添加剂完全融化并裹覆在矿料表面，得到矿料添加剂混合物；
(3)向上步得到的矿料添加剂混合物中加入I-D改性沥青，进行湿拌混合并成型，湿拌温度为170-175℃，成型温度为150-160℃，制得X-Pave超薄沥青混合料。
优选地，上述X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂使用方法中所述X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂的加入量占所述矿料重量的0.4～1.0％。
另外，本发明还提供了一种X-Pave超薄沥青混合料，所述X-Pave超薄沥青混合料是由下述重量份的原料制成的：
I-D改性沥青：5-6份；
本发明多功能复合添加剂：0.4-1.0份；
矿料：100份；
所述X-Pave超薄沥青混合料制备方法如下：
(1)分别加热I-D改性沥青和矿料，I-D改性沥青加热到160-165℃，矿料加热到175-185℃；
(2)将矿料与本发明多功能复合添加剂混合后干拌，使多功能复合添加剂完全融化并裹覆在矿料表面，得到矿料添加剂混合物；
(3)向上步得到的矿料添加剂混合物中加入I-D改性沥青，进行湿拌混合并成型，湿拌温度为170-175℃，成型温度为150-160℃，制得X-Pave超薄沥青混合料。
(三)有益效果
(1)通过SBS、LDPE颗粒和经硅烷偶联剂表面处理的高熔点短切纤维进行复合造粒，制备获得多功能复合添加剂(改性剂)，可以有效提高沥青混合料的高温抗车辙、低温抗裂和抗疲劳性能。
(2)采用再生TPR、再生LDPE颗粒为原料，可以大幅降低原料成本，同时减少了TPR和LDPE类塑料污染，具有积极的环保意义。
(3)通过复合低熔点的酰胺类化合物，在挤出加工时可以提高熔体的流动性，降低熔体黏度，提高生产效率。作为多功能复合添加剂使用时，可以降低沥青混合料的高温黏度，保证超薄铺装时混合料的易压实性；同时酰胺类化合物可以作为抗剥落剂，提高沥青混合料的抗水损和抗剥落性能。
(4)通过先将LDPE颗粒与短切纤维混合造粒制备出共混物A，再与SBS热塑性弹性体材料进行二次熔融挤出加工，利用分步挤出加工工艺解决了传统纤维与SBS热塑性弹性体材料一次加工相容性差、难以复合造粒的问题。
(5)通过双螺杆挤出造粒，制备出了一种具有“温拌-高黏-抗车辙-抗裂-抗水损”多种功能的添加剂，采用常规的I-D改性沥青制备高性能超薄沥青混合料，解决了现有超薄技术对高性能改性沥青依赖性过强的问题；在混合料生产使用时只需投入一种添加剂，生产和使用工序简单且方便，实用性更强。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功能。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术术语与本领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本领域技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，若无特别说明，所有的设备和原料均可从商业途径得到或是本行业常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
(1)先分别称取200g再生LDPE颗粒、3mm硅烷偶联剂表面处理的短切玄武岩纤维100g在高速混料机中混合，混料时间为3min，进行挤出造粒得到共混物A，螺杆进料温度为120℃，熔融加工温度为160℃，切粒口模温度为140℃。
(2)分别称取100g SBS、200g再生TPR、50g芳烃基橡胶油，在高速混料机中混合3min后，再加入150g硬脂酸酰胺和上述步骤(1)制备的共混物A，再进行搅拌混合5min后，加入到双螺杆挤出机喂料漏斗中，进行挤出造粒，进料口温度为80℃，熔融温度为140℃，口模温度为120℃，经过挤出造粒后得到X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂1。
X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂1的应用：
S1、将I-D改性沥青加热至160℃，按照X-Pave10级配，称取一定质量的矿料放入热烘箱将矿料加热至175℃，矿料配比为：1#(5-10mm)：2#(3-5mm)：3#(0-3mm)：矿粉＝51：8：38：3；其合成矿料级配见表1。
表1 X-Pave10沥青混合料的级配范围和合成级配
筛孔 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
上限 100.0 100.0 54.0 36.0 30.0 24.0 20.0 12.0 8.0
下限 100.0 90.0 40.0 20.0 16.0 10.0 7.0 6.0 4.0
中值 100.0 95.0 47.0 28.0 23.0 17.0 13.5 9.0 6.0
合成级配 100.0 97.8 46.9 28.5 17.5 12.5 9.8 8.6 7.2
S2、将加热后的矿料加入到170℃拌和锅中，再将上述多功能复合添加剂1加入到拌和锅中，加入量为矿料重量的0.4％，开始干拌40s，然后将加热的I-D改性沥青加入拌和锅中，沥青加入量按照油石比5.1％计算，加入沥青后进行搅拌180s，即获得X-Pave10沥青混合料。
S3、将制备好的X-Pave10沥青混合料放入170℃的烘箱中进行保温30min后，在150℃下成型相关测试试件，并测试性能，测试结果见表3。
实施例2
(1)先分别称取300g再生LDPE颗粒、6mm硅烷偶联剂表面处理的短切聚酯纤维120g在高速混料机中混合，混料时间为3min，进行挤出造粒得到共混物A，螺杆进料温度为140℃，熔融加工温度为180℃，切粒口模温度为150℃。
(2)分别称取200g SBS、200g再生TPR、80g环烷基橡胶油，在高速混料机中混合4min后，再加入200g芥酸酰胺和上述步骤(1)制备的共混物A，再进行搅拌混合5min后，加入到双螺杆挤出机喂料漏斗中，进行挤出造粒，进料口温度为100℃，熔融温度为150℃，口模温度为130℃，经过挤出造粒后得到X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂2。
X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂2的应用：
S1、将I-D改性沥青加热至165℃，按照X-Pave10级配，称取一定质量的矿料放入热烘箱将矿料加热至180℃，矿料配比为：1#(5-10mm)：2#(3-5mm)：3#(0-3mm)：矿粉＝51：8：38：3；其合成矿料级配见表1。
S2、将加热后的矿料加入到175℃拌和锅中，再将上述多功能复合添加剂2加入到拌和锅中，加入量为矿料重量的0.6％，开始干拌40s，然后将加热的I-D改性沥青加入拌和锅中，沥青加入量按照油石比5.2％计算，加入沥青后进行搅拌180s，即获得X-Pave10沥青混合料。
S3、将制备好的X-Pave10沥青混合料放入175℃的烘箱中进行保温30min后，在155℃下成型相关测试试件，并测试性能，测试结果见表3。
实施例3
(1)先分别称取400g再生LDPE颗粒、6mm硅烷偶联剂表面处理的短切玻璃纤维150g在高速混料机中混合，混料时间为4min，进行挤出造粒得到共混物A，螺杆进料温度为140℃，熔融加工温度为180℃，切粒口模温度为150℃。
(2)分别称取300g SBS、100g再生TPR、100g石蜡基橡胶油，在高速混料机中混合5min后，再加入200g油酸酰胺和上述步骤(1)制备的共混物A，再进行搅拌混合5min后，加入到双螺杆挤出机喂料漏斗中，进行挤出造粒，进料口温度为100℃，熔融温度为150℃，口模温度为130℃，经过挤出造粒后得到X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂3。
X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂3的应用：
S1、将I-D改性沥青加热至165℃，按照X-Pave10级配，称取一定质量的矿料放入热烘箱将矿料加热至180℃，矿料配比为：1#(5-10mm)：2#(3-5mm)：3#(0-3mm)：矿粉＝51：8：38：3；其合成矿料级配见表1。
S2、将加热后的矿料加入到175℃拌和锅中，再将上述多功能复合添加剂3加入到拌和锅中，加入量为矿料重量的1.0％，开始干拌40s，然后将加热的I-D改性沥青加入拌和锅中，沥青加入量按照油石比5.0％计算，加入沥青后进行搅拌180s，即获得X-Pave10沥青混合料。
S3、将制备好的X-Pave10沥青混合料放入175℃的烘箱中进行保温30min后，在160℃下成型相关测试试件，并测试性能，测试结果见表3。
实施例4
(1)先分别称取200g再生LDPE颗粒、3mm硅烷偶联剂表面处理的短切玄武岩纤维100g在高速混料机中混合，混料时间为3min，进行挤出造粒得到共混物A，螺杆进料温度为130℃，熔融加工温度为170℃，切粒口模温度为145℃。
(2)分别称取200g SBS、200g再生TPR、80g芳烃基橡胶油，在高速混料机中混合3min后，再加入150g油酸酰胺和上述步骤(1)制备的共混物A，再进行搅拌混合5min后，加入到双螺杆挤出机喂料漏斗中，进行挤出造粒，进料口温度为90℃，熔融温度为145℃，口模温度为125℃，经过挤出造粒后得到X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂4。
X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂4的应用：
S1、将I-D改性沥青加热至165℃，按照X-Pave10级配，称取一定质量的矿料放入热烘箱将矿料加热至185℃，矿料配比为：1#(5-10mm)：2#(3-5mm)：3#(0-3mm)：矿粉＝51：8：38：3；其合成矿料级配见表1。
S2、将加热后的矿料加入到175℃拌和锅中，再将上述多功能复合添加剂4加入到拌和锅中，加入量为矿料重量的0.8％，开始干拌40s，然后将加热的I-D改性沥青加入拌和锅中，沥青加入量按照油石比5.1％计算，加入沥青后进行搅拌180s，即获得X-Pave10沥青混合料。
S3、将制备好的X-Pave10沥青混合料放入170℃的烘箱中进行保温30min后，在160℃下成型相关测试试件，并测试性能，测试结果见表3。
实施例5
(1)先分别称取300g再生LDPE颗粒、6mm硅烷偶联剂表面处理的短切聚酯纤维100g在高速混料机中混合，混料时间为3min，进行挤出造粒得到共混物A，螺杆进料温度为120℃，熔融加工温度为160℃，切粒口模温度为140℃。
(2)分别称取200g SBS、100g再生TPR、50g环烷基橡胶油，在高速混料机中混合3min后，再加入100g芥酸酰胺和上述步骤(1)制备的共混物A，再进行搅拌混合5min后，加入到双螺杆挤出机喂料漏斗中，进行挤出造粒，进料口温度为90℃，熔融温度为145℃，口模温度为125℃，经过挤出造粒后得到X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂5。
X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂5的应用：
S1、将I-D改性沥青加热至165℃，按照X-Pave5级配，称取一定质量的矿料放入热烘箱将矿料加热至180℃，矿料配比为：2#(3-5mm)：3#(0-3mm)：矿粉＝74：25：1；其合成矿料级配见表2。
表2 X-Pave5沥青混合料的级配范围和合成级配
筛孔 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
上限 100.0 100.0 35.0 25 / / / 8
下限 90.0 80.0 15.0 5 / / / 0
中值 100.0 90.0 25.0 15 / / / 4.0
合成级配 100.0 91.2 24.5 14.8 10.4 8.1 6.6 4.5
S2、将加热后的矿料加入到175℃拌和锅中，再将上述多功能复合添加剂5加入到拌和锅中，加入量为矿料重量的0.6％，开始干拌40s，然后将加热的I-D改性沥青加入拌和锅中，沥青加入量按照油石比5.7％计算，加入沥青后进行搅拌180s，即获得X-Pave5沥青混合料。
S3、将制备好的X-Pave5沥青混合料放入170℃的烘箱中进行保温30min后，在150℃下成型相关测试试件，并测试性能，测试结果见表4。
实施例6
(1)先分别称取300g再生LDPE颗粒、3mm硅烷偶联剂表面处理的短切玄武岩纤维120g在高速混料机中混合，混料时间为3min，进行挤出造粒得到共混物A，螺杆进料温度为130℃，熔融加工温度为170℃，切粒口模温度为150℃。
(2)分别称取150g SBS、200g再生TPR、70g环烷基橡胶油，在高速混料机中混合3min后，再加入150g油酸酰胺和上述步骤(1)制备的共混物A，再进行搅拌混合5min后，加入到双螺杆挤出机喂料漏斗中，进行挤出造粒，进料口温度为100℃，熔融温度为150℃，口模温度为130℃，经过挤出造粒后得到X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂6。
X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂6的应用：
S1、将I-D改性沥青加热至165℃，按照X-Pave5级配，称取一定质量的矿料放入热烘箱将矿料加热至180℃，矿料配比为：2#(3-5mm)：3#(0-3mm)：矿粉＝74：25：1；其合成矿料级配见表2。
S2、将加热后的矿料加入到175℃拌和锅中，再将上述多功能复合添加剂6加入到拌和锅中，加入量为矿料重量的0.8％，开始干拌40s，然后将加热的I-D改性沥青加入拌和锅中，沥青加入量按照油石比5.6％计算，加入沥青后进行搅拌180s，即获得X-Pave5沥青混合料。
S3、将制备好的X-Pave5沥青混合料放入170℃的烘箱中进行保温30min后，在155℃下成型相关测试试件，并测试性能，测试结果见表4。
实施例7
(1)先分别称取200g再生LDPE颗粒、3mm硅烷偶联剂表面处理的短切玄武岩纤维120g在高速混料机中混合，混料时间为3min，进行挤出造粒得到共混物A，螺杆进料温度为120℃，熔融加工温度为160℃，切粒口模温度为140℃。
(2)分别称取100g SBS、200g再生TPR、50g环烷基橡胶油，在高速混料机中混合3min后，再加入180g硬脂酸酰胺和上述步骤(1)制备的共混物A，再进行搅拌混合5min后，加入到双螺杆挤出机喂料漏斗中，进行挤出造粒，进料口温度为80℃，熔融温度为140℃，口模温度为125℃，经过挤出造粒后得到X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂7。
X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂7的应用：
S1、将I-D改性沥青加热至165℃，按照X-Pave5级配，称取一定质量的矿料放入热烘箱将矿料加热至185℃，矿料配比为：2#(3-5mm)：3#(0-3mm)：矿粉＝74：25：1；其合成矿料级配见表2。
S2、将加热后的矿料加入到175℃拌和锅中，再将上述多功能复合添加剂7加入到拌和锅中，加入量为矿料重量的0.8％，开始干拌40s，然后将加热的I-D改性沥青加入拌和锅中，沥青加入量按照油石比5.6％计算，加入沥青后进行搅拌180s，即获得X-Pave5沥青混合料。
S3、将制备好的X-Pave5沥青混合料放入175℃的烘箱中进行保温30min后，在155℃下成型相关测试试件，并测试性能，测试结果见表4。
实施例8
(1)先分别称取200g再生LDPE颗粒、3mm硅烷偶联剂表面处理的短切玻璃纤维100g在高速混料机中混合，混料时间为4min，进行挤出造粒得到共混物A，螺杆进料温度为120℃，熔融加工温度为160℃，切粒口模温度为140℃。
(2)分别称取100g SBS、150g再生TPR、50g环烷基橡胶油，在高速混料机中混合3min后，再加入130g硬脂酸酰胺和上述步骤(1)制备的共混物A，再进行搅拌混合5min后，加入到双螺杆挤出机喂料漏斗中，进行挤出造粒，进料口温度为80℃，熔融温度为140℃，口模温度为120℃，经过挤出造粒后得到X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂8。
X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂8的应用：
S1、将I-D改性沥青加热至165℃，按照X-Pave5级配，称取一定质量的矿料放入热烘箱将矿料加热至185℃，矿料配比为：2#(3-5mm)：3#(0-3mm)：矿粉＝74：25：1；其合成矿料级配见表2。
S2、将加热后的矿料加入到175℃拌和锅中，再将上述多功能复合添加剂8加入到拌和锅中，加入量为矿料重量的1.0％，开始干拌40s，然后将加热的I-D改性沥青加入拌和锅中，沥青加入量按照油石比5.5％计算，加入沥青后进行搅拌180s，即获得X-Pave5沥青混合料。
S3、将制备好的X-Pave5沥青混合料放入175℃的烘箱中进行保温30min后，在160℃下成型相关测试试件，并测试性能，测试结果见表4。
对比例1
S1、将I-D改性沥青加热至165℃，按照X-Pave10级配，称取一定质量的矿料放入热烘箱将矿料加热至185℃，矿料配比为：1#(5-10mm)：2#(3-5mm)：3#(0-3mm)：矿粉＝51：8：38：3；其合成矿料级配见表1。
S2、将加热后的矿料加入到175℃拌和锅中，不加任何添加剂，开始干拌40s，然后将加热的I-D改性沥青加入拌和锅中，沥青加入量按照油石比5.6％计算，加入沥青后进行搅拌180s，即获得X-Pave10沥青混合料。
S3、将制备好的X-Pave10沥青混合料放入170℃的烘箱中进行保温30min后，在165℃下成型相关测试试件，并测试性能，测试结果见表3。
对比例2
S1、将I-D改性沥青加热至165℃，按照X-Pave5级配，称取一定质量的矿料放入热烘箱将矿料加热至185℃，矿料配比为：2#(3-5mm)：3#(0-3mm)：矿粉＝74：25：1；其合成矿料级配见表2。
S2、将加热后的矿料加入到175℃拌和锅中，不加任何添加剂，开始干拌40s，然后将加热的I-D改性沥青加入拌和锅中，沥青加入量按照油石比5.7％计算，加入沥青后进行搅拌180s，即获得X-Pave5沥青混合料。
S3、将制备好的X-Pave5沥青混合料放入175℃的烘箱中进行保温30min后，在165℃下成型相关测试试件，并测试性能，测试结果见表4。
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)的要求，本发明采用T0719中的车辙试验方法评价沥青混合料的高温抗车辙性能，采用T0709马歇尔试验方法评价沥青混合料的马歇尔强度和抗水损性能，采用T0715低温弯曲试验方法评价沥青混合料的低温抗裂性能，采用T0716冻融劈裂试验方法评价沥青混合料的水稳定性，采用T0733肯塔堡飞散试验方法评价沥青混合料的抗脱落能力，测试结果见表3和表4。
表3 X-Pave10沥青混合料性能测试结果
Figure BDA0003613787440000171
Figure BDA0003613787440000181
表4 X-Pave5沥青混合料性能测试结果
检测项目 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 对比例2 技术要求
空隙率(％) 18.1 18.2 18.5 18.2 18.5 ≥15
析漏(％) 0.18 0.21 0.23 0.26 0.41 <0.3
飞散(20℃，％) 9.8 7.5 7.5 5.2 35.6 <15
马歇尔稳定度(kN) 8.5 11.2 9.6 11.8 4.5 ≥5
残留稳定度S<sub>0</sub>(％) 86.6 88.9 89.3 92.3 86.2 ≥85
冻融劈裂比TSR(％) 81.8 83.6 84.6 88.4 81.8 ≥80
60℃动稳定度(次/mm) 4896 7862 7286 10248 2065 ≥3000
-10℃低温小梁破坏应变(με) 2686 2958 2875 3258 2212 ≥2500
表3和表4为采用本发明多功能复合添加剂制备的沥青混合料的性能测试结果。从表3中可以看出：添加多功能复合添加剂制备的沥青混合料的各项性能均能满足相应的技术指标要求，且具有较好的高温抗车辙、低温抗裂及抗水损性能。实施例1，掺加0.4％的多功能复合添加剂的沥青混合料的动稳定度达到7562次/mm，低温弯曲应变达2898με，而未掺加添加剂的对比例1的动稳定度为3680次/mm，低于规范要求的6000次/mm，高温性能差，不能满足要求，且当添加剂掺量增加到1.0％，动稳定度达到15628次/mm，低温弯曲应变达4365次/mm，大幅提高了X-Pave10沥青混合料的各项性能指标。从表4中可以看出：添加多功能复合添加剂的沥青混合料的各项性能指标均能满足相应的技术要求，且随着添加剂用量的增加，其路用性能逐渐提高，而未掺加添加剂的对比例2的飞散为35.6％，远大于规范要求的不超过15％，且其动稳定度和低温弯曲应变均不能满足技术要求。
综上所述，采用本发明方法可制备高性能的超薄铺装用沥青混合料，且使用方便，不需要额外采购或制备高性能改性沥青，具有良好的市场应用前景。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、替换等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂，其特征在于，所述多功能复合添加剂是由下述重量份的原料制成的：
丁二烯-苯乙烯-丁二烯共聚物：10-30份；
SBS含量大于40％的再生热塑性橡胶：10-20份；
橡胶填充油：5-10份；
再生LDPE颗粒：20-40份；
经硅烷偶联剂表面处理的熔点高于200℃的短切纤维：10-15份；
熔点低于120℃的酰胺类化合物：10-20份。
2.根据权利要求1所述的X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂，其制备方法如下：
(1)将经硅烷偶联剂表面处理的熔点高于200℃的短切纤维和再生LDPE颗粒放入高速混料机中进行混合，混合时间3-10min，然后将混合物移入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆进料温度为120-140℃，熔融加工温度为160-180℃，切粒口模温度为140-150℃，制备获得共混物A；
(2)将丁二烯-苯乙烯-丁二烯共聚物、SBS含量大于40％的再生热塑性橡胶、橡胶填充油放入高速混料机中进行混合，混合时间3-10min，然后向高速混料机中加入共混物A和熔点低于120℃的酰胺类化合物，再次进行混合，混合时间5-15min，得到总混合物，然后将总混合物移入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆进料温度为80-100℃，熔融加工温度为140-150℃，切粒口模温度为120-130℃，即得到X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂。
3.根据权利要求1所述的X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂，其特征在于，所述丁二烯-苯乙烯-丁二烯共聚物为分子量8-12万的线性SBS。
4.根据权利要求1所述的X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂，其特征在于，所述橡胶填充油为芳烃油、环烷油、石蜡油中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂，其特征在于，所述再生LDPE颗粒在190℃、2.16kg条件下的熔融指数>2g/10min，在23±2℃时的断裂伸长率>1000％。
6.根据权利要求1所述的X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂，其特征在于，所述熔点高于200℃的短切纤维为熔点高于200℃的聚酯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维中的任意一种，且所述短切纤维的长度为3-6mm。
7.根据权利要求1所述的X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂，其特征在于，所述熔点低于120℃的酰胺类化合物为熔点低于120℃的油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸酰胺中的任意一种。
8.根据权利要求1-7任一项所述X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂，其使用方法如下：
(1)分别加热I-D改性沥青和矿料，I-D改性沥青加热到160-165℃，矿料加热到175-185℃；
(2)将矿料与所述X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂混合后干拌，使多功能复合添加剂完全融化并裹覆在矿料表面，得到矿料添加剂混合物；
(3)向上步得到的矿料添加剂混合物中加入I-D改性沥青，进行湿拌混合并成型，湿拌温度为170-175℃，成型温度为150-160℃，制得X-Pave超薄沥青混合料。
9.根据权利要求8所述的X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂的使用方法，其特征在于，所述X-Pave超薄铺装用多功能复合添加剂的加入量占所述矿料重量的0.4～1.0％。
10.一种X-Pave超薄沥青混合料，其特征在于，所述X-Pave超薄沥青混合料是由下述重量份的原料制成的：
I-D改性沥青：5-6份；
权利要求1-7任一项所述多功能复合添加剂：0.4-1.0份；
矿料：100份；
所述X-Pave超薄沥青混合料的制备方法如下：
(1)分别加热I-D改性沥青和矿料，I-D改性沥青加热到160-165℃，矿料加热到175-185℃；
(2)将矿料与所述多功能复合添加剂混合后干拌，使多功能复合添加剂完全融化并裹覆在矿料表面，得到矿料添加剂混合物；
(3)向上步得到的矿料添加剂混合物中加入I-D改性沥青，进行湿拌混合并成型，湿拌温度为170-175℃，成型温度为150-160℃，制得X-Pave超薄沥青混合料。
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