CN114854223B - 一种路桥铺装用环氧沥青添加剂、制备方法及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于路桥材料技术领域，涉及一种路桥铺装用环氧沥青添加剂、制备方法及其使用方法。其技术要点如下：按照重量份数计算，包括如下组分：40~60份固体环氧树脂、5~20份抗水损提升剂、5~10份超高分子量环氧增韧剂、30~45份潜伏型聚酯固化剂、50~100份硬质沥青颗粒、0.1~0.5份固化促进剂、0.3~1份润滑隔离剂、0.5~2份抗氧剂；所述环氧沥青添加剂在110~140℃条件下制备。本发明控制环氧沥青添加剂中树脂组分、固化剂及硬质沥青颗粒等主要原料的软化点均在90~130℃范围内，并采用110~140℃熔融挤出工艺制备出路桥铺装用环氧沥青添加剂。然后再将其直投入沥青拌和楼拌缸中制备出兼具高温抗车辙、低温抗裂、中温抗疲劳的高性能环氧沥青混凝土。

Description

一种路桥铺装用环氧沥青添加剂、制备方法及其使用方法

技术领域

本发明属于路桥铺装材料技术领域，尤其涉及一种路桥铺装用环氧沥青添加剂、制备方法及其使用方法。

背景技术

长大纵坡、交叉路口、货车专用道等低速、重载、渠化交通段落的沥青路桥面容易发生车辙类病害。为了增加沥青混合料抵抗高温变形能力，多采用添加热塑性聚烯烃塑料的方式对沥青混合料进行增强改性。但是增强效果不佳，主要原因有以下三个方面：首先，热塑性聚烯烃塑料仍无法改变沥青热塑性本质，其在高温、重载反复作用下仍会缓慢变形，并逐渐累积成车辙病害；其次，热塑性聚烯烃弹性体与沥青相相容性差，即使采用直投拌缸的形式也会存在不同程度的热塑性聚烯烃弹性体与沥青间的离析形象，从而对制成的沥青混合料的性能稳定性带来不确定性；此外，基于热塑性聚烯烃塑料改性的沥青混凝土存在低温抗裂韧性不足的问题，即在提升沥青混合料高温抗车辙性能的同时往往会同时损害其低温抗裂性能，这也在很大程度上限制了沥青混合料高温抗车辙性能的提升幅度，也无法适用于冬严寒区、冬寒区沥青路面的实际使用需求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种路桥铺装用环氧沥青添加剂，将其直投入沥青拌和楼拌缸中制备出兼具高温抗车辙、低温抗裂、中温抗疲劳的高性能环氧沥青混凝土，解决路桥面铺装中沥青混合料的车辙类病害，同时满足其低温抗裂韧性的需求。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种路桥铺装用环氧沥青添加剂，按照重量份数计算，包括如下组分：40～60份固体环氧树脂、5～20份抗水损提升剂、5～10份超高分子量环氧增韧剂、30～45份潜伏型聚酯固化剂、50～100份硬质沥青颗粒、0.1～0.5份固化促进剂、0.3～1份润滑隔离剂、0.5～2份抗氧剂，所述环氧沥青添加剂在110～140℃条件下制备。

进一步的，所述固体环氧树脂的软化点为90～130℃、环氧当量为740～2500g/eq。满足环氧基团与潜伏型聚酯固化剂中羧基基团的反应需求，优选软化点在90～130℃的固体环氧树脂的原因如下：软化点高于90℃能够保证其在常温下不粘连，便于储存、运输及使用；软化点低于130℃能够保证其与抗水损提升剂、超高分子量环氧增韧剂及潜伏型聚酯固化剂能在100～120℃温度范围内熔融塑化、混合均匀，满足环氧沥青添加剂的造粒、破碎需求，亦可满足环氧沥青添加剂与热矿料在短暂拌和过程中的速溶性需求。

进一步的，所述抗水损提升剂为线型苯酚酚醛环氧树脂、线型邻甲酚酚醛环氧树脂中的一种或几种，软化点为90～120℃，环氧当量为500～950g/eq。优选软化点在90～120℃的抗水损提升剂的原因包括：软化点高于90℃能够保证满足常温(<60℃)下不粘连的使用需求；软化点低于130℃能够使其在中温(100～120℃)下具备熔融塑化能力，能够与环氧沥青添加剂其他组分充分混合；同时其在高温(160～190℃)下具备快速熔化能力。所述抗水损提升剂中的环氧基团与潜伏型聚酯固化剂中羧基基团发生固化反应，同时因抗水损提升剂较固体环氧树脂具有更大的官能度，可以显著增加环氧树脂固化物的交联密度，进而降低水分子在矿料表面富环氧的环氧沥青胶膜中的透过率，大幅抑制水分子对矿料-环氧沥青胶膜界面的侵蚀作用，最终大幅改善环氧沥青添加剂的抗水侵蚀性。

进一步的，所述超高分子量环氧增韧剂的分子量为30000～80000，环氧当量为6000～10000g/eq。超高分子量环氧增韧剂的引入可以大幅增加环氧树脂交联点间的分子链段长度、改善交联点间分子链段的变形能力，最终提升环氧沥青添加剂的韧性，增加环氧沥青混凝土的低温抗裂及抗疲劳开裂性能。

进一步的，所述潜伏型聚酯固化剂的软化点为100～120℃、酸值为20～85mgKOH/g、200℃粘度为2000～5000mPa.s。本发明优选软化点在100～120℃的潜伏型聚酯固化剂的原因包括：软化点高于100℃能够保证其在常温下不粘连，便于储存、运输及使用；软化点低于120℃能够保证其与固体环氧树脂、抗水损提升剂、超高分子量环氧增韧剂能在100～120℃温度范围内熔融塑化、混合均匀，满足环氧沥青添加剂的造粒、破碎需求，同时使得其在高温(160～190℃)下具备快速熔化能力。

树脂组分与固化剂发生交联反应时常常因为较高的活化能而导致反应需要在很高的温度才能进行完全，本发明首先在110～140℃条件下通过高温熔融、挤出、冷却、破碎等工艺制备出环氧沥青添加剂，然后再将其直投入沥青拌和楼拌缸中搅拌。利用沥青混凝土160～190℃的拌和温度活化树脂组分与固化剂，使得固体环氧树脂及抗水损提升剂中的环氧基团与潜伏型聚酯固化剂中的羧基基团在高温(160～190℃)条件下发生反应，制备出环氧改性沥青胶结料，并实现环氧改性沥青胶结料由热塑性向热固性的转变。

进一步的，所述硬质沥青颗粒为脱油沥青、煤沥青、氧化沥青中的一种或几种，软化点为90～130℃。优选软化点在90～130℃的硬质沥青颗粒的原因包括：软化点高于90℃能够保证其在常温下不粘连，便于储存、运输及使用；软化点低于130℃能够保证其能够与环氧沥青添加剂中的固体环氧树脂、抗水损提升剂、超高分子量环氧增韧剂能在110～140℃温度范围内熔融塑化、混合均匀，满足环氧沥青添加剂的造粒、破碎需求，同时满足环氧沥青添加剂与热矿料在短暂拌和过程中的速溶性需求。硬质沥青颗粒的引入可以大幅降低环氧沥青添加剂在高温条件下的熔体粘度，使其能够吸收热矿料热量快速熔化，并在矿料表面形成富环氧的环氧沥青胶膜。通过矿料与富环氧的环氧沥青胶膜界面之间相互作用，大幅改善环氧改性沥青胶结料对矿料的裹附力、粘结力，进而减少高温下富环氧的环氧沥青胶膜在矿料表面滑移而产生的永久变形，最终显著改善其高温抗车辙性能。

进一步的，所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-苯基咪唑啉、苄基三乙基氯化铵、苄基三乙基溴化铵中的一种或几种。固化促进剂可以对固体环氧树脂及抗水损提升剂与潜伏型聚酯固化剂的固化反应速率起到调节作用，使环氧沥青添加剂在沥青混凝土拌和、运输过程中反应程度适中。

进一步的，所述润滑隔离剂为聚乙烯微蜡粉、酰胺微蜡粉、聚四氟乙烯微蜡粉中的一种或几种，熔点为110～140℃。润滑隔离剂一方面可以对环氧沥青添加剂的熔融、混合、造粒过程起到外润滑作用，另一方面对环氧沥青添加剂颗粒起到隔离、防粘连作用。

进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂245、抗氧剂DSLP中的一种或几种。抗氧剂的引入不仅可以大幅降低环氧沥青添加剂生产过程中的热降解和氧化降解，而且还可以显著降低环氧沥青添加剂在沥青混凝土拌和、运输过程中的热降解和氧化降解。

本发明的第二个目的是提供一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的制备方法，具有同样的技术效果。

本发明的上述技术目的是由以下技术方案实现的：

一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的制备方法，包括如下操作步骤：

S1、将固体环氧树脂、抗水损提升剂、超高分子量环氧增韧剂、潜伏型聚酯固化剂、固化促进剂、抗氧剂和润滑隔离剂等按比例投入高速混料机中混合均匀；

S2、采用双螺杆挤出机将S1步骤中混合均匀的物料塑化、剪切、混合，形成环氧树脂熔体；

S3、在双螺杆混炼段末端设置硬质沥青添加模块，并按一定比例将硬质沥青颗粒加入到S2步骤中制备的环氧树脂熔体中进行混合，形成环氧沥青熔体；

S4、将S3步骤中制备的环氧沥青熔体挤出、冷却、破碎，形成环氧沥青添加剂。

作为优选的，一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的制备方法，包括如下操作步骤：

S1、将固体环氧树脂、抗水损提升剂、超高分子量环氧增韧剂、潜伏型聚酯固化剂、固化促进剂、抗氧剂和润滑隔离剂等按比例投入高速混料机中混合均匀；

S2、采用双螺杆挤出机将S1步骤中混合均匀的物料塑化、剪切、混合，形成环氧树脂熔体，其中第一塑化段温度较S1步骤中原料的最高软化点高5～10℃，第一混炼段温度较S1步骤中原料的最高软化点高10～20℃；

S3、在双螺杆混炼段末端设置硬质沥青添加模块，并按一定比例将硬质沥青颗粒加入到S2步骤中经塑化、剪切、混合均匀的环氧树脂熔体中，经过第二塑化段和第二混炼段塑化和剪切，形成混合均匀的环氧沥青熔体，其中第二塑化段的温度较硬质沥青颗粒最高软化点和第一塑化段的最高温度高5～10℃；第二混炼段的温度较硬质沥青颗粒最高软化点和第一混炼段的最高温度高5～10℃；保证环氧沥青熔体混合均匀。

S4、将S3得到的环氧沥青熔体挤出，并进一步冷却、破碎，形成20～80目的环氧沥青添加剂。环氧沥青添加剂的目数越大，其粒径越小，溶解速率越快，养生时间也即越短，本发明通过控制环氧沥青添加剂的粒径范围在20～80目，使得拌和均匀的环氧沥青混合料在160～190℃下焖料1～3h后即能进行摊铺、碾压。确保环氧改性沥青胶结料具有较长的施工可操作时间，实用性更强。

本发明的第三个目的是提供一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的使用方法，具有同样的技术效果。

本发明的上述技术目的是由以下技术方案实现的：

一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的使用方法，包括如下操作步骤：

P1、按矿料质量比的1％～2％将环氧沥青添加剂投入拌缸与矿料拌和；

P2、按矿料质量比的3.4％～5.0％添加沥青胶结料，并在高温下拌和均匀；

P3、投入矿粉，并在高温拌和均匀，形成环氧沥青混合料；

P4、将P3拌和均匀的环氧沥青混合料置于料车内，并在160～190℃下焖料1～3h后进行摊铺、碾压。

进一步的，一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的使用方法具体为：

P1、按矿料质量比的1％～2％向沥青拌和楼拌缸内投入环氧沥青添加剂，并与预热至190～210℃的热矿料干拌10～15s；使得环氧沥青添加剂溶解在热矿料中。

P2、按矿料质量比的3.4％～5.0％向沥青拌和楼拌缸内喷入预热至150～170℃的沥青胶结料，并继续拌和20～40s；

本发明通过控制环氧沥青添加剂的配比，同时保证使用中环氧沥青添加剂、沥青胶结料在矿料中占比分别为1％～2％和3.4％～5.0％，进而使得拌和生成的环氧改性沥青胶结料中，环氧树脂约占环氧改性沥青胶结料的10％～30％。一方面，利用沥青组分对环氧树脂的稀释、降粘作用，保证环氧改性沥青胶结料粘度可控，确保环氧改性沥青混合料相关性能的稳定性；另一方面，保证所制得的环氧改性沥青胶结料具备一定热固性，进而使得所制环氧改性沥青胶结料具备优异的强度及高温抗变形能力。

当环氧沥青添加剂中硬质沥青颗粒掺量过少时，环氧树脂在环氧改性沥青胶结料的占比超过30％，由于缺乏足够的硬质沥青颗粒对其稀释和降粘，使得P1步骤中的环氧沥青添加剂无法在与热矿料的短暂拌和过程中迅速熔化，其仍以未塑化完全的颗粒存在，无法形成对矿料表面的浸润和铺展；当P2步骤中沥青胶结料投入后，未塑化完全的环氧沥青添加剂颗粒在热沥青作用下逐步熔化并逐步发生固化反应，但沥青对其稀释作用有限，导致形成粘稠的环氧改性沥青胶结料，进而影响其摊铺，无法满足使用需求。

当环氧沥青添加剂中硬质沥青颗粒掺量过高时，环氧树脂在环氧改性沥青胶结料的占比不超过10％，由于缺乏足够环氧树脂的增强作用，环氧改性沥青胶结料仍处于热塑性状态，其在高温、重载反复作用下仍会缓慢变形，无法满足高温抗车辙的使用需求。

P3、按生产配合比向沥青拌和楼拌缸内投入矿粉，并继续搅拌10～20s，直至无花白料，形成环氧沥青混合料；

P4、将P3制备的环氧沥青混合料置于料车内，覆盖棉被保温，并在160～190℃下焖料1～3h后进行摊铺、碾压。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明控制环氧沥青添加剂中树脂组分、固化剂及硬质沥青颗粒等主要原料的软化点均在90～130℃范围内，并采用110～140℃熔融挤出工艺制备出路桥铺装用环氧沥青添加剂。首先，在110～140℃下将环氧沥青添加剂中分子量较高的各组分塑化、剪切、混合形成环氧树脂熔体，然后再将硬质沥青颗粒与环氧树脂熔体混合熔炼，形成混合均匀的环氧沥青熔体，通过分步添加，最大限度降低硬质沥青对环氧树脂熔体的稀释作用，同时保证环氧沥青添加剂各组分混合均匀。此外，制得的环氧沥青添加剂的软化点为90～130℃，可实现其与热矿料短暂拌和过程中快速熔化。

(2)本发明巧妙利用环氧沥青添加剂中树脂组分与固化剂间的反应活化温度与沥青混合料拌和温度重叠，在沥青混凝土高温拌和、运输过程中，环氧沥青添加剂的高温固化反应被激活，并通过固化促进剂调节其固化速率与沥青混凝土拌和、运输过程匹配，最终实现基于环氧沥青添加剂的改性沥青原位制备。

(3)本发明的核心在于环氧沥青添加剂与沥青胶结料间的比例，使得拌和生成的环氧改性沥青胶结料中，环氧树脂约占环氧改性沥青胶结料的10％～30％。一方面，充分利用环氧改性沥青胶结料中占主导地位的沥青对环氧树脂的稀释、降粘作用，确保环氧改性沥青胶结料具有较长的施工可操作时间，保证经拌和、运输后经环氧沥青添加剂改性的沥青胶结料粘度仍在合理范围内，使得制得的环氧改性沥青混凝土经长时间运输、等待后仍具备较优异的可压实性，进而确保环氧改性沥青混合料相关性能的稳定性；另一方面，控制环氧改性沥青胶结料中环氧树脂的质量分数在10％以上，所制得的环氧改性沥青胶结料具备一定热固性，进而使得所制环氧改性沥青胶结料具备优异的强度及高温抗变形能力。

(4)本发明通过在环氧树脂熔体中引入硬质沥青颗粒，降低硬质沥青对环氧树脂熔体的稀释作用，同时保证环氧沥青添加剂各组分混合均匀。可以大幅降低环氧沥青添加剂的粘度，使其在拌缸中与热矿料在5～15s的短暂拌和时间内能够迅速熔化，并对矿料表面进行有效地浸润、铺展，从矿料-沥青膜界面相互作用层面大幅改善环氧改性沥青胶结料对矿料的裹附力、粘结力，进而减少高温下因沥青膜在矿料表面滑移而产生的永久变形，最终显著改善其高温抗车辙性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为制备路桥铺装用环氧沥青添加剂的装置结构示意图。

附图标记：1、高速混料机；2、双螺杆挤出机；3、硬质沥青添加模块；4、第一塑化段；5、第一混炼段；6、第二塑化段；7、第二混炼段；8、挤出段；9、挤出口模；10、冷却模块；11、破碎模块；12、控制模块。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的一种路桥铺装用环氧沥青添加剂、制备方法及其使用方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

如图1所示为本申请制备路桥铺装用环氧沥青添加剂的装置结构示意图；所述装置的工作过程如下所示：

高速混料机1设置在双螺杆挤出机2的主机入口上方，在双螺杆挤出机的末端设置硬质沥青添加模块3，制备时，打开控制模块12，首先按照相应的重量份数称取各组分；然后将除硬质沥青颗粒外的其他组分投入高速混料机1中混合均匀，再将混合均匀的物料投入双螺杆挤出机2中，在第一塑化段4和第一混炼段5的综合作用下，使得混合均匀的物料进行塑化、剪切及混合，形成环氧树脂溶体，之后在硬质沥青添加模块3位置处添加硬质沥青颗粒，通过第二塑化段6、第二混炼段7的综合作用，进行第二次塑化、剪切及混合，形成环氧沥青溶体，将混合得到的环氧沥青溶体从挤出段8的出口挤出口模9挤出，在冷却模块10作用下传递至破碎模块11切割造粒，形成20-80目的环氧沥青添加剂。

实施例中所用原料来源：

固体环氧树脂：E-12(软化点90～93℃，EEW＝741～847)，安徽恒远新材料股份有限公司；D.E.R 663UE(软化点98～104℃，EEW＝740～800)、D.E.R 664UE(软化点104～110℃，EEW＝520～750)，美国DOW Chemical公司；YD-17(软化点115～120℃，EEW＝1750～2100)、YD-17H(软化点120～125℃，EEW＝2100～2400)，国都化工(昆山)有限公司。

抗水损提升剂：HY811(软化点90～100℃，EEW＝500～560)、HY813(软化点105～120℃，EEW＝750～850)，安徽恒远新材料股份有限公司。

超高分子量环氧增韧剂：jER1256(分子量51000，EEW＝7800)、jER4250(分子量59000，EEW＝8200)，三菱化学控股株式会社。

潜伏型聚酯固化剂：P5998(软化点105～115℃，酸值69～79mgKOH/g)、P5061(软化点105～115℃，酸值47～55mgKOH/g)、P5030(软化点100～110℃，酸值32～38mgKOH/g)帝斯曼(中国)涂料树脂公司。

硬质沥青颗粒：脱油沥青(软化点105～115℃)，河北涵凯能源科技发展有限公司，煤沥青(软化点95～105℃)，河北泽浩橡胶化工有限公司，氧化沥青(软化点100～120℃)，青州市天一化工有限公司。

固化促进剂：2-甲基咪唑、2-苯基咪唑啉、苄基三乙基氯化铵、苄基三乙基溴化铵，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

润滑隔离剂：AW128聚乙烯微蜡粉、AW163酰胺微蜡粉、AW805聚四氟乙烯微蜡粉，天珑集团(中国香港)有限公司。

抗氧剂：抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂245、抗氧剂DSLP，南京经天纬化工有限公司。

沥青：70#基质沥青、30#直馏沥青、PG76-22改性沥青，江苏中亿通道路新材料有限公司。

实施例1：一种路桥铺装用环氧沥青添加剂、制备方法及其使用方法

本实施例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂，按照重量份数计算，包括40份E-12、20份HY811、5份jER1256、35份P5998、100份氧化沥青、0.1份2-甲基咪唑、1份AW128、2份抗氧剂1010。

一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的制备过程如下：

S1、将40份E-12、20份HY811、5份jER1256、35份P5998、0.1份2-甲基咪唑、1份AW128、2份抗氧剂1010投入高速混料机中混合均匀；

S2、采用双螺杆挤出机将S1混合均匀的物料塑化、剪切、混合，形成环氧树脂熔体，第一塑化段温度设置为125℃，第一混炼段温度设置为130℃；

S3、在双螺杆混炼段末端设置硬质沥青颗粒专用添加模块，将100份氧化沥青加入S2经塑化、剪切、混合均匀的环氧树脂熔体中，形成环氧沥青熔体，第二塑化段温度设置为135℃，第二混炼段温度设置为140℃；

S4、将S3得到的环氧沥青熔体挤出，并进一步冷却、破碎，形成20～80目的环氧沥青添加剂。

一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的使用方法如下：

P1、按矿料质量比的1.0％向沥青拌和楼拌缸内投入环氧沥青添加剂，并与预热至200℃的热矿料干拌10s；

P2、按矿料质量比的5.0％向沥青拌和楼拌缸内喷入预热至160℃的70#基质沥青，并继续拌和40s；

P3、按生产配合比向沥青拌和楼拌缸内投入矿粉，并继续搅拌20s，形成环氧沥青混合料EAC20；

P4、将P3制备的环氧沥青混合料置于料车内，覆盖棉被保温，并在190℃下焖料1h后进行摊铺、碾压。

性能测试：

表1.实施例1中路桥铺装用环氧沥青添加剂的检测结果

注：取P4步骤中经焖料后的环氧沥青混凝土。

实施例2：一种路桥铺装用环氧沥青添加剂、制备方法及其使用方法

本实施例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂，按照重量份数计算，包括60份D.E.R.664UE、5份HY811、5份jER4250、30份P5061、75份煤沥青、0.2份2-甲基咪唑啉、0.3份AW128、1份抗氧剂1010。

一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的制备过程如下：

S1、将60份D.E.R.664UE、5份HY811、5份jER4250、30份P5061、0.2份2-甲基咪唑啉、0.5份AW128、1份抗氧剂1010投入高速混料机中混合均匀；

S2、采用双螺杆挤出机将S1混合均匀的物料塑化、剪切、混合，形成环氧树脂熔体，第一塑化段温度设置为120℃，第一混炼段温度设置为130℃；

S3、在双螺杆混炼段末端设置硬质沥青颗粒专用添加模块，将75份煤沥青加入S2经塑化、剪切、混合均匀的环氧树脂熔体中，形成环氧沥青熔体，第二塑化段温度设置为135℃，第二混炼段温度设置为140℃；

S4、将S3得到的环氧沥青熔体挤出，并进一步冷却、破碎，形成20～80目的环氧沥青添加剂。

一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的使用方法如下：

P1、按矿料质量比的1.5％向沥青拌和楼拌缸内投入环氧沥青添加剂，并与预热至190℃的热矿料干拌15s；

P2、按矿料质量比的4.5％向沥青拌和楼拌缸内喷入预热至170℃的PG76-22改性沥青，并继续拌和35s；

P3、按生产配合比向沥青拌和楼拌缸内投入矿粉，并继续搅拌10s，形成环氧沥青混合料ESMA13；

P4、将P3制备的环氧沥青混合料置于料车内，覆盖棉被保温，并在180℃下焖料2h后进行摊铺、碾压。

性能测试：

表2.实施例2中路桥铺装用环氧沥青添加剂的检测结果

注：取P4步骤中经焖料后的环氧沥青混凝土。

实施例3：一种路桥铺装用环氧沥青添加剂、制备方法及其使用方法

本实施例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂，按照重量份数计算，包括40份YD-17、5份HY813、10份jER4250、45份P5061、50份氧化沥青、0.2份苄基三乙基氯化铵、0.5份AW163、1份抗氧剂245。

一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的制备过程如下：

S1、将40份YD-17、5份HY813、10份jER4250、45份P5061、0.2份苄基三乙基氯化铵、0.5份AW163、1份抗氧剂245投入高速混料机中混合均匀；

S2、采用双螺杆挤出机将S1混合均匀的物料塑化、剪切、混合，形成环氧树脂熔体，塑化段温度设置为125℃，混炼段温度设置为130℃；

S3、在双螺杆混炼段末端设置硬质沥青颗粒专用添加模块，将50份氧化沥青加入S2经塑化、剪切、混合均匀的环氧树脂熔体中，形成环氧沥青熔体，第二塑化段温度设置为135℃，第二混炼段温度设置为140℃；

S4、将S3得到的环氧沥青熔体挤出，并进一步冷却、破碎，形成20～80目的环氧沥青添加剂。

一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的使用方法如下：

P1、按矿料质量比的2％向沥青拌和楼拌缸内投入环氧沥青添加剂，并与预热至200℃的热矿料干拌10s；

P2、按矿料质量比的3.4％向沥青拌和楼拌缸内喷入预热至150℃的30#直馏沥青，并继续拌和20s；

P3、按生产配合比向沥青拌和楼拌缸内投入矿粉，并继续搅拌20s，形成环氧沥青混合料EHMAC13；

P4、将P3制备的环氧沥青混合料置于料车内，覆盖棉被保温，并在170℃下焖料3h后进行摊铺、碾压。

性能测试：

表3.实施例3中路桥铺装用环氧沥青添加剂的检测结果

注：取P4步骤中经焖料后的环氧沥青混凝土。

实施例4：一种路桥铺装用环氧沥青添加剂、制备方法及其使用方法

本实施例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂，按照重量份数计算，包括50份YD-17H、10份HY811、5份jER1256、35份P5030、67份脱油沥青、0.2份苄基三乙基溴化铵、0.5份AW805、0.5份抗氧剂DSLP。

一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的制备过程如下：

S1、将50份YD-17H、10份HY811、5份jER1256、35份P5030、0.2份苄基三乙基溴化铵、0.5份AW805、0.5份抗氧剂DSLP投入高速混料机中混合均匀；

S2、采用双螺杆挤出机将S1混合均匀的物料塑化、剪切、混合，形成环氧树脂熔体，第一塑化段温度设置为130℃，第二混炼段温度设置为135℃；

S3、在双螺杆混炼段末端设置硬质沥青颗粒专用添加模块，将67份脱油沥青加入S2经塑化、剪切、混合均匀的环氧树脂熔体中，形成环氧沥青熔体，第二塑化段温度设置为135℃，第二混炼段温度设置为140℃；

S4、将S3得到的环氧沥青熔体挤出，并进一步冷却、破碎，形成20～80目的环氧沥青添加剂。

一种路桥铺装用环氧沥青添加剂的使用方法如下：

P1、按矿料质量比的1.5％向沥青拌和楼拌缸内投入环氧沥青添加剂，并与预热至210℃的热矿料干拌10s；

P2、按矿料质量比的4.0％向沥青拌和楼拌缸内喷入预热至160℃的70#基质沥青，并继续拌和20s；

P3、按生产配合比向沥青拌和楼拌缸内投入矿粉，并继续搅拌20s，形成环氧沥青混合料ESUP20；

P4、将P3制备的环氧沥青混合料置于料车内，覆盖棉被保温，并在180℃下焖料2h后进行摊铺、碾压。

性能测试：

表4.实施例4中路桥铺装用环氧沥青添加剂的检测结果

注：取P4步骤中经焖料后的环氧沥青混凝土。

对比例1：一种路桥铺装用环氧沥青添加剂、制备方法及其使用方法

本对比例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂，按照重量份数计算，包括60份E-12、5份jER1256、35份P5998、100份氧化沥青、0.1份2-甲基咪唑、1份AW128、2份抗氧剂1010。

本对比例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂的制备过程同实施例1。

本对比例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂的使用方法同实施例1。

性能测试：

表5.对比例1中路桥铺装用环氧沥青添加剂的检测结果

注：取P4步骤中经焖料后的环氧沥青混凝土。

与实施例1相比，对比例1未添加抗水损提升剂，由数据结果可知，对比例1相对于实施例1浸水残留稳定度降低了8.1％，冻融劈裂强度比降低了9.9％，同时动稳定度次数均有不同程度的下降，说明抗水损提升剂的引入可以通过增加环氧树脂固化物的交联密度，进而降低水分子在矿料表面环氧改性沥青膜的透过率，改善环氧沥青添加剂的抗水侵蚀性。

对比例2：一种路桥铺装用环氧沥青添加剂、制备方法及其使用方法

本对比例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂，按照重量份数计算，包括60份D.E.R.664UE、5份HY811、30份P5061、75份煤沥青、0.2份2-甲基咪唑啉、0.3份AW128、1份抗氧剂1010。

本对比例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂的制备过程同实施例2。

本对比例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂的使用方法同实施例2。

性能测试：

表6.对比例2中路桥铺装用环氧沥青添加剂的检测结果

注：取P4步骤中经焖料后的环氧沥青混凝土。

与实施例2相比，对比例2未添加超高分子量环氧增韧剂，由于缺乏超高分子量环氧增韧剂，制备的环氧沥青添加剂韧性不足，导致基于该环氧沥青添加剂制备的ESMA13混合料的低温(-10℃)弯曲破坏应变较实施例2降低了2078*10^-6，说明本发明通过超高分子量环氧增韧剂的引入，提升了环氧沥青添加剂的韧性，进而增加了环氧沥青混凝土的低温抗裂及抗疲劳开裂性能。

对比例3：一种路桥铺装用环氧沥青添加剂、制备方法及其使用方法

本对比例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂，按照重量份数计算，包括40份YD-17、5份HY813、10份jER4250、45份P5061、0.2份苄基三乙基氯化铵、0.5份AW163、1份抗氧剂245。

本对比例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂的制备过程同实施例3。

本对比例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂的使用方法同实施例3。

性能测试：

表7.对比例3中路桥铺装用环氧沥青添加剂的检测结果

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注：取P4步骤中经焖料后的环氧沥青混凝土。

与实施例3相比，对比例3无硬质沥青颗粒，环氧树脂约占环氧改性沥青胶结料的59％，远超30％的上限范围。由于缺乏硬质沥青颗粒的稀释、降粘作用，一方面，环氧添加剂无法在与热矿料的短暂拌和过程中迅速熔化，其仍以未塑化完全的颗粒存在，无法形成对矿料表面的浸润和铺展，熔融指数仅有3.1；另一方面，当沥青胶结料投入后，未塑化完全的环氧添加剂颗粒在热沥青作用下逐步熔化并逐步发生固化反应，但沥青对其稀释作用有限，形成粘稠的环氧改性沥青胶结料，基于该环氧添加剂制备的EHMAC13混合料的空隙率高达5.1％，进而导致其浸水残留稳定度、冻融劈裂强度比、低温(-10℃)弯曲破坏应变、四点弯曲疲劳寿命均较实施例3大幅降低，其中四点弯曲疲劳寿命仅有3.48万次，无法满足其低温抗裂性能和中温抗疲劳性能的使用需求。

对比例4：一种路桥铺装用环氧沥青添加剂、制备方法及其使用方法

本对比例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂，按照重量份数计算，包括50份YD-17H、10份HY811、5份jER1256、35份P5030、900份脱油沥青、0.2份苄基三乙基溴化铵、0.5份AW805、0.5份抗氧剂DSLP。

本对比例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂的制备过程同实施例4。

本对比例中提供的路桥铺装用环氧沥青添加剂的使用方法同实施例4。

性能测试：

表8.对比例4中路桥铺装用环氧沥青添加剂的检测结果

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注：取P4步骤中经焖料后的环氧沥青混凝土。

与实施例4相比，对比例4中环氧沥青添加剂内含有大量沥青，环氧树脂约占环氧改性沥青胶结料的4％，远低于10％的下限范围。由于缺乏足够环氧树脂的增强作用，环氧改性沥青胶结料仍处于热塑性状态，其马歇尔稳定度、动稳定度均大幅下降，无法满足高温抗车辙的使用需求，同时其低温(-10℃)弯曲破坏应变降低了1277*10^-6，四点弯曲疲劳寿命仅有15.6万次，低温抗裂和中温抗疲劳性能也出现不同程度的衰减，路用效果差。

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 (6)

1.一种路桥铺装用环氧沥青添加剂，其特征在于，按照重量份数计算，包括如下组分：40~60份固体环氧树脂、5~20份抗水损提升剂、5~10份超高分子量环氧增韧剂、30~45份潜伏型聚酯固化剂、50~100份硬质沥青颗粒、0.1~0.5份固化促进剂、0.3~1份润滑隔离剂、0.5~2份抗氧剂；所述环氧沥青添加剂在110~140℃条件下制备；

所述固体环氧树脂的软化点为90~130℃，环氧当量为740~2500g/eq；

所述抗水损提升剂为线型苯酚酚醛环氧树脂、线型邻甲酚酚醛环氧树脂中的一种或几种，软化点为90~120℃，环氧当量为500~950g/eq；所述抗水损提升剂的官能度大于所述固体环氧树脂的官能度；

所述超高分子量环氧增韧剂的环氧当量为6000~10000g/eq、分子量为30000~80000；

所述潜伏型聚酯固化剂的酸值为20~85mgKOH/g，软化点为100~120℃；树脂组分与潜伏型聚酯固化剂间的反应活化温度与沥青混合料拌和温度重叠，所述沥青混合料拌和温度为160~190℃；

所述硬质沥青的软化点为90~130℃。

2.根据权利要求1所述的一种路桥铺装用环氧沥青添加剂，其特征在于，所述硬质沥青颗粒为脱油沥青、煤沥青、氧化沥青中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种路桥铺装用环氧沥青添加剂，其特征在于，所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-苯基咪唑啉、苄基三乙基氯化铵、苄基三乙基溴化铵中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种路桥铺装用环氧沥青添加剂，其特征在于，所述润滑隔离剂为聚乙烯微蜡粉、酰胺微蜡粉、聚四氟乙烯微蜡粉中的一种或几种，熔点为110~140℃。

5.一种如权利要求1~4任意一项所述的路桥铺装用环氧沥青添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

S1、将固体环氧树脂、抗水损提升剂、超高分子量环氧增韧剂、潜伏型聚酯固化剂、固化促进剂、抗氧剂和润滑隔离剂按比例投入高速混料机中混合均匀；

S2、采用双螺杆挤出机将S1步骤中混合均匀的物料塑化、剪切、混合，形成环氧树脂熔体；

S3、在双螺杆混炼段末端设置硬质沥青添加模块，并按一定比例将硬质沥青颗粒加入到S2步骤制备的环氧树脂熔体中，形成环氧沥青熔体；

S4、将S3步骤中制备的环氧沥青熔体挤出、冷却、破碎，形成环氧沥青添加剂。

6.一种如权利要求1~4任意一项所述的路桥铺装用环氧沥青添加剂的使用方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

P1、按矿料质量比的1%～2%向沥青拌和楼拌缸内投入环氧沥青添加剂，并与预热至190～210℃的热矿料干拌10～15s；使得环氧沥青添加剂溶解在热矿料中；

P2、按矿料质量比的3.4%～5.0%向沥青拌和楼拌缸内喷入预热至150～170℃的沥青胶结料，并继续拌和20～40s；

P3、按生产配合比向沥青拌和楼拌缸内投入矿粉，并继续搅拌10～20s，直至无花白料，形成环氧沥青混合料；

P4、将P3制备的环氧沥青混合料置于料车内，覆盖棉被保温，并在160～190℃下焖料1～3h后进行摊铺、碾压。

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