CN115011131B - 一种低温抗裂沥青混合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及沥青材料技术领域,具体公开了一种低温抗裂沥青混合料及其制备方法,一种低温抗裂沥青混合料,包括如下重量份的原料:改性沥青20‑40份、碎石8‑10份、天然砂5‑7份、聚酯纤维0.3‑0.5份、煤矸石粉10‑20份、柠檬酸三正丁酯1‑3份、烷基醇酰胺0.3‑0.5份、加氢石脑油0.1‑0.3份、脂肪酸甲酯0.05‑0.07份和矿粉4‑6份;所述改性沥青通过苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物改性而得。本申请得到的沥青混合料残留稳定度、动态模量、低温弯曲破坏应变和冻融劈裂抗拉强度比最高分别为91.5%、7833MPa、64253με和97.5%,提高了沥青混合料的低温抗裂性和耐久性。
Description
技术领域
本申请涉及沥青材料领域,更具体地说,它涉及一种低温抗裂沥青混合料及其制备方法。
背景技术
随着我国经济的不断发展,在已建成的公路中,绝大多数路面采用沥青路面,沥青路面是由沥青混合料铺设加工而成,沥青混合料是一种复合材料,主要由沥青、粗骨料、细骨料、矿粉组成,使路面较为平整,噪音较低,更加耐磨。
但是,沥青路面在低温时较易开裂,路面开裂会导致路表水浸入裂缝,引起基层软化,面层水损害,路面承载能力骤降等问题,在交通荷载反复作用下,路面会出现坑槽和网裂等次生严重路面问题。因此,解决低温开裂问题对提高路面耐久性具有重大意义。
发明内容
为了提高沥青混合料的低温抗裂性能,本申请提供了一种低温抗裂沥青混合料及其制备方法。
第一方面,本申请提供一种低温抗裂沥青混合料,其采用如下技术方案:
一种低温抗裂沥青混合料,其包括如下重量份的原料:改性沥青20-40份、碎石8-10份、天然砂5-7份、聚酯纤维0.3-0.5份、煤矸石粉10-20份、柠檬酸三正丁酯1-3份、烷基醇酰胺0.3-0.5份、加氢石脑油0.1-0.3份、脂肪酸甲酯0.05-0.07份和矿粉4-6份;所述改性沥青通过苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物改性而得。
通过采用上述技术方案,采用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物对沥青进行改性,提高了沥青的粘度,增加了沥青与其他原料的粘附性,改善了沥青混合料的低温抗裂性。碎石和天然砂分别作为沥青混合料的粗骨料和细骨料加入,两者配合形成较佳的承重骨架,使得沥青混合料的密实度较佳,从而使得沥青混合料的承重能力较佳,提高沥青混合料的低温抗裂性。
加入聚酯纤维,在沥青混合料内部形成了均匀且分散的网络结构,同时由于聚酯纤维自身的加筋作用,使得沥青混合料的整体性更高,抵抗变形的能力更强,增强沥青混合料的低温抗裂性能,并且可以降低反射裂缝对沥青混合料的危害。
煤矸石粉的粒径比矿粉粒径小,可以填充更小的孔隙来提高级配密度;同时,煤矸石粉与矿粉的分子之间产生具有物理吸附意义的耦合作用,牢牢地吸附沥青,增加结构的整体粘聚力,使沥青混合料抵抗外力的能力增强,进一步提高沥青混合料的抗裂性能。聚酯纤维和煤矸石粉复合加入,明显提高混合料的均匀性,从而提高沥青混合料各原料的作用。
柠檬酸三正丁酯作为增塑剂加入,可改善沥青混合料的感温性能,低温性能和抗老化能力,提高沥青混合料的低温抗裂性。烷基醇酰胺作为温拌剂加入,使极性很弱的分子迅速进入到各个组分中,使各组分间的流动性变差,其自身可形成分散结构,降低沥青混合料的粘度,提高沥青混合料的抗裂性能。
脂肪酸甲酯和加氢石脑油作为稀释剂加入,脂肪酸甲酯不仅可降低沥青混合料的软化点,提高针入度,还可提高延性,加氢石脑油作为轻油加入,可起到稀释改性沥青的作用,二者复合加入,可提高沥青混合料的强度和水稳定性。
矿粉的加入,可减少沥青混合料的空隙,起到填充作用,矿粉和改性沥青共同形成沥青混合料,可提高沥青混合料的强度和稳定性,从而提高沥青混合料的低温抗裂性。
作为优选:一种低温抗裂沥青混合料,其包括如下重量份的原料:改性沥青25-35份、碎石8.5-9.5份、天然砂5.5-6.5份、聚酯纤维0.35-0.45份、煤矸石粉14-18份、柠檬酸三正丁酯1.5-2.5份、烷基醇酰胺0.35-0.45份、加氢石脑油0.15-0.25份、脂肪酸甲酯0.055-0.065份和矿粉4.5-5.5份。
本申请中沥青混合料原料可选用改性沥青25-35份、碎石8.5-9.5份、天然砂5.5-6.5份、聚酯纤维0.35-0.45份、煤矸石粉14-18份、柠檬酸三正丁酯1.5-2.5份、烷基醇酰胺0.35-0.45份、加氢石脑油0.15-0.25份、脂肪酸甲酯0.055-0.065份和矿粉4.5-5.5份,沥青混合料的各性能较好,且当改性沥青30份、碎石9份、天然砂6份、聚酯纤维0.4份、煤矸石粉16份、柠檬酸三正丁酯2份、烷基醇酰胺0.4份、加氢石脑油0.2份、脂肪酸甲酯0.06份和矿粉5份,效果最佳。
作为优选:将基质沥青和岩沥青分别在170-180℃加热熔化,再将熔化后的岩沥青与基质沥青按质量比1:(1-3)混合,加热至175-180℃,加入基质沥青用量的4-5%的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和基质沥青用量的5-10%芳烃油,升温至185-190℃,进行首次剪切,剪切过程中加入稳定剂和二烷基二硫代磷酸锌,搅拌均匀,冷却,得到岩沥青改性沥青;
将岩沥青改性沥青在185-190℃条件下熔融,加入基质沥青用量5-7%的纳米气凝胶粉,搅拌均匀,在190-200℃条件下,进行再次剪切,得到改性沥青;
所述稳定剂为基质沥青用量的4-6%;所述二烷基二硫代磷酸锌为基质沥青用量的1-3%。
通过采用上述技术方案,基质沥青和岩沥青熔化后混合,可提高基质沥青的高低温性能,疏水性和耐疲劳性。在加入苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物时,加入芳烃油,可提高苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物与基质沥青和岩沥青的相容性,并在二者之间形成化学键作用,避免改性沥青离析。
剪切过程中加入稳定剂和二烷基二硫代磷酸锌。在一定的热条件下,稳定剂产生活性游离基,与苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物分子链、沥青活性官能团发生交联,促使沥青和苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物形成稳定的胶体,提高改性沥青的热稳定性;另外,稳定剂能促进沥青与苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的相容性,减少苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的用量,沥青与苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物之间形成一层稳定界面吸附层,减少界面的表面张合力,从而提高沥青与苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的相容性。苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物容易在沥青表面聚集,加入稳定剂降低了沥青与苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的不溶性,从而促进了苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的分散。
二烷基二硫代磷酸锌加快了苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和基质沥青和岩沥青的相互作用,有利于改性沥青交联结构的形成;同时二烷基二硫代磷酸锌可提高改性沥青的软化点,降低针入度,提高沥青混合料的低温抗裂性能。
在岩沥青改性沥青中加入纳米气凝胶粉,纳米气凝胶粉是一种具有超高孔隙率的三维纳米多孔材料,可进一步提高沥青混凝土的低温抗裂性能。
另外,调节稳定剂、二烷基二硫代磷酸锌、芳烃油和苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的用量,可进一步提高改性沥青的改性效果。
作为优选:所述改性沥青制备方法中剪切时还添加有四苄基秋兰姆化二硫;所述四苄基秋兰姆化二硫与二烷基二硫代磷酸锌的质量比为1:(2-3)。
通过采用上述技术方案,改性沥青制备方法中剪切时添加有四苄基秋兰姆化二硫,四苄基秋兰姆化二硫可使改性沥青中老化裂解的改性剂以及改性沥青中的饱和和不饱和的成分进行硫化,产生三维网络结构,提高沥青混合料的低温抗裂性能。四苄基秋兰姆化二硫与二烷基二硫代磷酸锌作为复合促进剂加入,可进一步提高沥青混合料的低温抗裂性能。
作为优选:所述稳定剂包括如下重量百分含量的原料:二乙烯基四甲基二硅氧烷86-90%、3-乙氧基丙酸乙酯3-5%、十二烷基硫酸钠1-2%和锯叶棕提取物1-2%。
通过采用上述技术方案,二乙烯基四甲基二硅氧烷作为稳定剂主要原料加入,3-乙氧基丙酸乙酯作为引发剂加入,可控制改性沥青的反应速度。十二烷基硫酸钠作为润湿剂加入,降低其表面张力或界面张力,更容易使基质沥青和岩沥青与苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和其他添加剂发生反应,锯叶棕提取物作为调节剂加入,使改性反应更加充分。
该稳定剂加入,可提高改性沥青的粘滞性和低温抗裂性,同时,能够有效减少苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物在基质沥青和岩沥青中的离析现象,
作为优选:所述稳定剂的制备方法,包括如下操作步骤:将二乙烯基四甲基二硅氧烷与十二烷基硫酸钠在50-60℃条件下搅拌混合,加入3-乙氧基丙酸乙酯,在50-60℃条件下搅拌均匀,加入锯叶棕提取物,搅拌均匀,得到稳定剂。
作为优选:所述改性沥青的具体改性方法中,高速剪切至改性沥青尺寸为0.5-2μm。
通过采用上述技术方案,当改性沥青尺寸为0.5-2μm时,可缓解苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物与基质沥青和岩沥青之间离析,温度敏感性较少。
作为优选:所述低温抗裂沥青混合料还包括如下重量份原料:氧化石墨烯0.3-0.7份、12-氨基十二酸0.1-0.3份。
通过采用上述技术方案,氧化石墨烯具有较高的比表面积和热学性能,与改性沥青混合,可提高沥青混合料的韧性,提高沥青混合料的低温抗裂性。12-氨基十二酸作为分散剂加入,可提高氧化石墨烯的分散性,进一步提高氧化石墨烯的作用。
作为优选:所述12-氨基十二酸与氧化石墨烯的重量份配比为1:(2-6)。
通过采用上述技术方案,调节12-氨基十二酸与氧化石墨烯的重量份配比,可进一步提高氧化石墨烯在沥青混合料的分散均匀性。
第二方面,本申请提供一种上述任一项沥青混合料的制备方法,具体通过以下技术方案得以实现:
将改性沥青加热至170-180℃熔融,加入沥青混合料其余各原料,搅拌均匀,得到沥青混合料。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
(1)本申请通过控制沥青混合料的各原料种类和掺量,使沥青混合料的残留稳定度、动态模量、低温弯曲破坏应变和冻融劈裂抗拉强度比最高分别为85.8%、7751MPa、66851με和83.5%,提高了沥青混合料的低温抗裂性。
(2)本申请通过在沥青混合料原料中加入12-氨基十二酸与氧化石墨烯,并控制二者配比,使沥青混合料的残留稳定度、动态模量、低温弯曲破坏应变和冻融劈裂抗拉强度比最高分别为87.1%、7775MPa、66883με和84.1%,进一步提高了沥青混合料的低温抗裂性。
(3)本申请通过调节改性沥青改性方法中的岩沥青与基质沥青的质量配比、高速剪切改性沥青的尺寸,使沥青混合料的残留稳定度、动态模量、低温弯曲破坏应变和冻融劈裂抗拉强度比最高分别为91.5%、7833MPa、66992με和87.5%,提高了沥青混合料的低温抗裂性。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请中的如下各原料均为市售产品,且均为使本申请的各原料得以公开充分,不应当理解为对原料的来源产生限制作用,具体为:岩沥青选自江苏悦丰石化有限公司;基质沥青选自南和县华伟沥青销售有限公司,型号70#;碎石,粒径为3-5mm;天然砂,粒径为30目;聚酯纤维,直径为21mm,型号为PET-18;煤矸石粉,粒径为1250目;柠檬酸三正丁酯,有效物质含量99%;烷基醇酰胺,有效物质含量99%;加氢石脑油,有效物质含量99%;脂肪酸甲酯,有效物质含量99%;矿粉,粒径为325目;苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物,型号为YH-791;芳烃油选自湖北兴恒业科技有限公司,有效物质含量98%,型号为190号;二烷基二硫代磷酸锌,型号为促进剂ZDTP;纳米气凝胶粉,二氧化硅气凝胶,粒径为40nm;四苄基秋兰姆化二硫,型号为促进剂DTDM;二乙烯基四甲基二硅氧烷,有效物质含量99%;十二烷基硫酸钠,类型十二烷基硫酸钠-600;锯叶棕提取物,货号为FS-JYZ;氧化石墨烯,型号MG-GO-01;12-氨基十二酸,有效物质含量99%。
以下为本申请中改性沥青的制备例:
制备例1
制备例1的改性沥青,通过如下方法制备得到:
将基质沥青在170℃条件下加热熔融,升温至180℃高速剪切,搅拌均匀,冷却,得到改性沥青。
制备例2
制备例2的改性沥青,通过如下方法制备得到:
将15kg的基质沥青和15kg岩沥青分别在170℃加热熔化,再将二者混合,加热至180℃,加入0.75kg的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和1.5kg芳烃油,升温至190℃高速剪切,剪切过程中加入0.75kg的氯化钙和0.3kg二烷基二硫代磷酸锌,搅拌均匀,冷却,得到岩沥青改性沥青;
将岩沥青改性沥青在190℃条件下熔融,加入0.9kg纳米气凝胶粉,搅拌均匀,在200℃条件下高速剪切,得到改性沥青。
制备例3
制备例3的改性沥青,通过如下方法制备得到:
将15kg的基质沥青和15kg岩沥青分别在170℃加热熔化,再将二者混合,加热至180℃,加入0.75kg的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和1.5kg芳烃油,升温至190℃高速剪切,剪切过程中加入0.75kg的稳定剂和0.3kg二烷基二硫代磷酸锌,搅拌均匀,冷却,得到岩沥青改性沥青;
将岩沥青改性沥青在190℃条件下熔融,加入0.9kg纳米气凝胶粉,搅拌均匀,在200℃条件下高速剪切至3μm,得到改性沥青。
稳定剂包括88g的二乙烯基四甲基二硅氧烷、4g3-乙氧基丙酸乙酯、2g十二烷基硫酸钠和6g锯叶棕提取物。
稳定剂的制备方法为:将二乙烯基四甲基二硅氧烷与十二烷基硫酸钠在60℃条件下搅拌混合,加入3-乙氧基丙酸乙酯,在60℃条件下搅拌均匀,加入锯叶棕提取物,搅拌均匀,得到稳定剂。
制备例4
制备例4的改性沥青,通过如下方法制备得到:
将15kg的基质沥青和15kg岩沥青分别在170℃加热熔化,再将二者混合,加热至180℃,加入0.75kg的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和1.5kg芳烃油,升温至190℃高速剪切,剪切过程中加入0.75kg的稳定剂和0.3kg二烷基二硫代磷酸锌,搅拌均匀,冷却,得到岩沥青改性沥青;
将岩沥青改性沥青在190℃条件下熔融,加入0.9kg纳米气凝胶粉,搅拌均匀,在200℃条件下高速剪切至0.5μm,得到改性沥青。
稳定剂包括88g的二乙烯基四甲基二硅氧烷、4g3-乙氧基丙酸乙酯、2g十二烷基硫酸钠和6g锯叶棕提取物。
稳定剂的制备方法为:将二乙烯基四甲基二硅氧烷与十二烷基硫酸钠在60℃条件下搅拌混合,加入3-乙氧基丙酸乙酯,在60℃条件下搅拌均匀,加入锯叶棕提取物,搅拌均匀,得到稳定剂。
制备例5
制备例5的改性沥青,通过如下方法制备得到:
将22.5kg的基质沥青和7.2kg岩沥青分别在170℃加热熔化,再将二者混合,加热至180℃,加入0.75kg的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和1.5kg芳烃油,升温至190℃高速剪切,剪切过程中加入0.75kg的稳定剂和0.3kg二烷基二硫代磷酸锌,搅拌均匀,冷却,得到岩沥青改性沥青;
将岩沥青改性沥青在190℃条件下熔融,加入0.9kg纳米气凝胶粉,搅拌均匀,在200℃条件下高速剪切至0.5μm,得到改性沥青。
稳定剂包括88g的二乙烯基四甲基二硅氧烷、4g3-乙氧基丙酸乙酯、2g十二烷基硫酸钠和6g锯叶棕提取物。
稳定剂的制备方法为:将二乙烯基四甲基二硅氧烷与十二烷基硫酸钠在60℃条件下搅拌混合,加入3-乙氧基丙酸乙酯,在60℃条件下搅拌均匀,加入锯叶棕提取物,搅拌均匀,得到稳定剂。
制备例6
制备例6的改性沥青,通过如下方法制备得到:
将20kg的基质沥青和10kg岩沥青分别在170℃加热熔化,再将二者混合,加热至180℃,加入0.75kg的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和1.5kg芳烃油,升温至190℃高速剪切,剪切过程中加入0.75kg的稳定剂和0.3kg二烷基二硫代磷酸锌,搅拌均匀,冷却,得到岩沥青改性沥青;
将岩沥青改性沥青在190℃条件下熔融,加入0.9kg纳米气凝胶粉,搅拌均匀,在200℃条件下高速剪切至0.5μm,得到改性沥青。
稳定剂包括88g的二乙烯基四甲基二硅氧烷、4g3-乙氧基丙酸乙酯、2g十二烷基硫酸钠和6g锯叶棕提取物。
稳定剂的制备方法为:将二乙烯基四甲基二硅氧烷与十二烷基硫酸钠在60℃条件下搅拌混合,加入3-乙氧基丙酸乙酯,在60℃条件下搅拌均匀,加入锯叶棕提取物,搅拌均匀,得到稳定剂。
实施例1
实施例1的沥青混合料,通过如下操作制备得到:
按照表1的掺量,将制备例1制备的改性沥青加热至180℃,加入碎石、天然砂、聚酯纤维、煤矸石粉、柠檬酸三正丁酯、烷基醇酰胺、加氢石脑油、脂肪酸甲酯和矿粉,搅拌均匀,得到沥青混合料。
实施例2-3
实施例2-3的沥青混合料与实施例1的制备方法及原料种类完全相同,区别在于:沥青混合料的各原料掺量不同,具体详见表1所示。
表1实施例1-3的沥青混合料的各原料掺量(单位:kg)
实施例4-7
实施例4-7的沥青混合料与实施例2的制备方法及原料种类完全相同,区别在于:沥青混合料中还包括12-氨基十二酸与氧化石墨烯,具体掺量详见表2所示。
表2实施例4-7的沥青混合料的各原料掺量(单位:kg)
原料 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 |
改性沥青 | 30 | 30 | 30 | 30 |
碎石 | 9 | 9 | 9 | 9 |
天然砂 | 6 | 6 | 6 | 6 |
聚酯纤维 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
煤矸石粉 | 15 | 15 | 15 | 15 |
柠檬酸三正丁酯 | 2 | 2 | 2 | 2 |
烷基醇酰胺 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
加氢石脑油 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
脂肪酸甲酯 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
矿粉 | 5 | 5 | 5 | 5 |
氧化石墨烯 | 0.3 | 0.6 | 0.6 | 0.7 |
12-氨基十二酸 | 0.15 | 0.15 | 0.1 | 0.1 |
实施例8-12
实施例8-12的沥青混合料与实施例5的制备方法完全相同,区别在于:沥青混合料原料中选用制备例2-6制备的改性沥青,其余原料种类和掺量完全相同。
对比例1
对比例1的沥青混合料与实施例1的制备方法完全相同,区别在于:将沥青混合料原料中的改性沥青等量替换为石油沥青,型号为#90,其余原料种类和掺量与实施例1相同。
对比例2
对比例2的沥青混合料与实施例1的制备方法完全相同,区别在于:沥青混合料原料中未添加聚酯纤维,其余原料种类和掺量与实施例1相同。
对比例3
对比例3的沥青混合料与实施例1的制备方法完全相同,区别在于:沥青混合料原料中未添加煤矸石粉,其余原料种类和掺量与实施例1相同。
对比例4
对比例4的沥青混合料与实施例1的制备方法完全相同,区别在于:沥青混合料原料中未添加烷基醇酰胺,其余原料种类和掺量与实施例1相同。
对比例5
对比例5的沥青混合料与实施例1的制备方法完全相同,区别在于:沥青混合料原料中未添加加氢石脑油,其余原料种类和掺量与实施例1相同。
对比例6
对比例6的沥青混合料与实施例1的制备方法完全相同,区别在于:沥青混合料原料中未添加脂肪酸甲酯,其余原料种类和掺量与实施例1相同。
性能检测
采用JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》的检测方法及标准,分别对实施例1-12和对比例1-6的沥青混合料进行残留稳定度、动态模量、低温弯曲破坏应变和冻融劈裂强度比的检测,具体检测结果详见表3所示。
表3不同沥青混合料的性能检测结果
由表3的检测结果可知,本申请沥青混合料的残留稳定度、动态模量、低温弯曲破坏应变和冻融劈裂抗拉强度比最高分别为91.5%、7833MPa、64253με和97.5%,提高了沥青混合料的低温抗裂性和耐久性。
实施例1-3中,实施例2沥青混合料的残留稳定度、动态模量、低温弯曲破坏应变和冻融劈裂抗拉强度比最高分别为85.8%、7751MPa、66851με和83.5%,均高于实施例1和实施例3,表明实施例2沥青混合料中改性沥青的掺量较为合适,提高了沥青混合料的低温抗裂性,可能与改性沥青提高了沥青的粘度,增加了沥青与其他原料的粘附性,改善了沥青混合料的低温抗裂性有关。
实施例4-7中,实施例5沥青混合料的残留稳定度、动态模量、低温弯曲破坏应变和冻融劈裂抗拉强度比最高分别为87.1%、7775MPa、66883με和84.1%,均高于实施例4和实施例6-7,表明实施例5当沥青混合料中12-氨基十二酸与氧化石墨烯的重量份配比为1:4,可提高沥青混合料的低温抗裂性,可能与调节12-氨基十二酸与氧化石墨烯的重量份配比,可进一步提高氧化石墨烯在沥青混合料的分散均匀性有关。
结合实施例5与实施例8的沥青混合料检测数据发现,实施例8沥青混合料的残留稳定度、动态模量、低温弯曲破坏应变和冻融劈裂抗拉强度比最高分别为89.3%、7795MPa、66896με和85.4%,均高于实施例5,表明采用岩沥青、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和纳米气凝胶粉同时改性的方法,提高了沥青混合料的低温抗裂性。
结合实施例9-10与实施例5的沥青混合料检测数据发现,实施例10沥青混合料的残留稳定度、动态模量、低温弯曲破坏应变和冻融劈裂抗拉强度比最高分别为90.3%、7815MPa、66952με和86.4%,均高于实施例5,表明调节高速剪切改性沥青的尺寸,可提高沥青混合料的低温抗裂性。
结合实施例11-12与实施例5的沥青混合料检测数据发现,实施例12沥青混合料的残留稳定度、动态模量、低温弯曲破坏应变和冻融劈裂抗拉强度比最高分别为91.5%、7833MPa、66992με和87.5%,均高于实施例5,表明当岩沥青与基质沥青按质量比1:2,可提高沥青混合料的低温抗裂性。
结合对比例1-6与实施例1的沥青混合料检测数据发现,在沥青混合料中添加改性沥青、聚酯纤维、煤矸石粉、烷基醇酰胺、加氢石脑油和脂肪酸甲酯,均可不同程度提高沥青混合料的低温抗裂性。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种低温抗裂沥青混合料,其特征在于,其包括如下重量份的原料:改性沥青20-40份、碎石8-10份、天然砂5-7份、聚酯纤维0.3-0.5份、煤矸石粉10-20份、柠檬酸三正丁酯1-3份、烷基醇酰胺0.3-0.5份、加氢石脑油0.1-0.3份、脂肪酸甲酯0.05-0.07份和矿粉4-6份;所述改性沥青通过苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物改性而得。
2.根据权利要求1所述的低温抗裂沥青混合料,其特征在于,其包括如下重量份的原料:改性沥青25-35份、碎石8.5-9.5份、天然砂5.5-6.5份、聚酯纤维0.35-0.45份、煤矸石粉14-18份、柠檬酸三正丁酯1.5-2.5份、烷基醇酰胺0.35-0.45份、加氢石脑油0.15-0.25份、脂肪酸甲酯0.055-0.065份和矿粉4.5-5.5份。
3.根据权利要求1所述的低温抗裂沥青混合料,其特征在于:所述改性沥青的具体改性方法,包括如下步骤:
将基质沥青和岩沥青分别在170-180℃加热熔化,再将熔化后的岩沥青与基质沥青按质量比1:(1-3)混合,加热至175-180℃,加入基质沥青用量的4-5%的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和基质沥青用量的5-10%芳烃油,升温至185-190℃,进行首次剪切,剪切过程中加入稳定剂和二烷基二硫代磷酸锌,搅拌均匀,冷却,得到岩沥青改性沥青;
将岩沥青改性沥青在185-190℃条件下熔融,加入基质沥青用量5-7%的纳米气凝胶粉,搅拌均匀,在190-200℃条件下,进行再次剪切,得到改性沥青;
所述稳定剂为基质沥青用量的4-6%;所述二烷基二硫代磷酸锌为基质沥青用量的1-3%。
4.根据权利要求3所述的低温抗裂沥青混合料,其特征在于:所述改性沥青制备方法中首次剪切时还添加有四苄基秋兰姆化二硫;所述四苄基秋兰姆化二硫与二烷基二硫代磷酸锌的质量比为1:(2-3)。
5.根据权利要求3所述的低温抗裂沥青混合料,其特征在于,所述稳定剂包括如下重量百分含量的原料:二乙烯基四甲基二硅氧烷86-90%、3-乙氧基丙酸乙酯3-5%、十二烷基硫酸钠1-2%和锯叶棕提取物5-10%。
6.根据权利要求5所述的低温抗裂沥青混合料,其特征在于:所述稳定剂的制备方法,包括如下操作步骤:将二乙烯基四甲基二硅氧烷与十二烷基硫酸钠在50-60℃条件下搅拌混合,加入3-乙氧基丙酸乙酯,在50-60℃条件下搅拌均匀,加入锯叶棕提取物,搅拌均匀,得到稳定剂。
7.根据权利要求3所述的低温抗裂沥青混合料,其特征在于:所述改性沥青的具体改性方法中,再次剪切至改性沥青尺寸为0.5-2μm。
8.根据权利要求1所述的低温抗裂沥青混合料,其特征在于,所述低温抗裂沥青混合料还包括如下重量份原料:氧化石墨烯0.3-0.7份、12-氨基十二酸0.1-0.3份。
9.根据权利要求8所述的低温抗裂沥青混合料,其特征在于:所述12-氨基十二酸与氧化石墨烯的重量份配比为1:(2-6)。
10.一种权利要求1-9任一所述的低温抗裂沥青混合料的制备方法,其特征在于,包括以下操作步骤:
将改性沥青加热至170-180℃,加入沥青混合料其余各原料,搅拌均匀,得到沥青混合料。
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