CN116396012A - 一种温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置 - Google Patents

一种温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置,涉及沥青混合料技术领域,包括反应型温拌高模量改性沥青、集料和矿粉,反应型温拌高模量改性沥青包括A、B、C三组分;A组分为有机硅改性聚氨酯预聚物,且A组分包括异氰酸酯、聚醚多元醇、多元酚类化合物、硅烷偶联剂和催化剂;B组分包括相溶剂、潜固化剂、粉性填料;C组分为沥青。本发明提供的温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置,能够提高沥青混合料的模量和高温稳定性,采用聚氨酯改性剂搭配多种助剂对沥青进行改性,增加了施工操作性,并改善了沥青的低温性能,提高了沥青混合料的模量和高温稳定性,且生产装置也实现了生产的半自动化、便捷化。

Description

一种温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置
技术领域
本发明属于沥青混合料技术领域,具体说是涉及一种温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置。
背景技术
从“促进资源节约集约利用,强化节能减排和污染防治”到“碳达峰、碳中和”等目标的提出,我国交通基础设施行业发展已经进入了低碳环保的新时代。开发温拌高模量改性沥青胶结料可大幅降低施工温度,提高沥青混合料温度稳定性和耐久性,有效保障路面使用性能的优良率和路网通行,服务于长寿命路面建设。
目前温拌改性沥青及混合料多采用水溶液类或者有机降粘剂类改性剂,主要通过降低粘度来实现温拌效果;高模量改性沥青及混合料主要通过SBS复合改性沥青技术,或者通过在沥青混合料中掺加抗车辙剂和高模量外掺剂来改善沥青混合料性能。温拌高模量技术的研究,则主要是将降粘剂应用于高模量沥青中适当降低施工温度。
然而,温拌技术通过降粘实现温拌效果,并不能显著改善沥青及混合料的性能;常规高模量技术虽可以提高混合料的模量,但仍存在施工温度过高和低温性能差等问题;将温拌和高模量外掺剂的简单组合,虽然可以在一定程度上降低高模量沥青混合料的施工温度,但对其低温性能的改善并无益处,沥青、高模量外掺剂和温拌改性剂间的交联反应较弱,多种改性剂的添加既提高成本又增加施工难度,无法保证沥青混合料的施工质量和路用性能。本方案针对这一技术问题进行解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置,解决了如何提高沥青混合料的模量和高温稳定性的技术问题,采用聚氨酯改性剂搭配多种助剂对沥青进行改性,改性剂中的多元醇软段组分与沥青中沥青质、饱和分(其中饱和分是沥青中的一种组分)等组分发生反应,增加了施工操作性,并改善了沥青的低温性能,改性剂中的异氰酸酯硬段组分在混合料生产完成后,与集料表面及空气中的羟基发生反应,产生交联固化,形成强度,进一步提高沥青混合料的模量和高温稳定性。
一种温拌高模量改性沥青混合料,包括质量份数为4-10的反应型温拌高模量改性沥青、质量份数为80-90的集料和质量份数为4-10的矿粉,其中,反应型温拌高模量改性沥青包括A、B、C三组分;
A组分为有机硅改性聚氨酯预聚物50份,且A组分包括异氰酸酯、聚醚多元醇、多元酚类化合物、硅烷偶联剂和催化剂;
B组分包括相溶剂5-10份、潜固化剂1-2份、粉性填料0-10份;
C组分为沥青100-200份。
所述相溶剂为嵌段聚醚表面活性剂、脂肪酸聚氧乙烯酯、马来酸酐和甲基丙烯酸中的一种或者两种以上混合物,所述潜固化剂为噁唑烷型固化剂。
一种温拌高模量改性沥青生产工艺,具体包括以下步骤:
步骤S1:将A组分在60-80℃下共混搅拌均匀,其中,异氰酸酯、聚醚多元醇、多元酚类化合物、硅烷偶联剂和催化剂的质量比为(25~35):(30~40):(5~10):(1~5):(0.1~0.4);
所述硅烷偶联剂在80-100℃下与聚醚多元醇和异氰酸酯的反应产物长链聚氨酯进一步搅拌,制备部分硅烷封端的单组分聚氨酯结合料:
HO-R1-OH+2OCN-R2-NCO→OCN-R2-NHCO-O-R1-O-COHN-R2-NCO (1)
OCN-R2-NHCO-O-R1-O-COHN-R2-NCO+2NH2-R3-Si-(OR4)3→(OR4)3-Si-R3-NH-OCHN-R2-NHCO-O-R1-O-COHN-R2-NHCO-NH-R3-Si-(OR4)3(2)
在该结构中,未反应的-NCO基团与酚羟基化合物继续反应,实现酚羟基对异氰酸酯部分封端;
当温度较高时,异氰酸酯与酚羟基化合物间将发生逆反应,将易于反应型温拌高模量改性沥青混合料的再生利用:
Figure BDA0003978062470000021
步骤S2:在120-130℃温度下,将规定比例的A、B和C组分剪切30-50min,形成反应型温拌高模量改性沥青,随后出料并立即与集料、矿粉拌和;
其中,B组分中的潜固化剂在反应型温拌高模量改性沥青混合料施工完成后,潜固化剂优先与空气中H2O反应生成伯胺,伯胺再进一步与异氰酸酯基固化反应,固化过程中防止了CO2气体的生成和混合料的体积膨胀;
所述异氰酸酯为碳化二亚胺改性的MDI,所述聚醚多元醇包括聚醚二醇和聚醚三醇。
所述催化剂为封闭型胺类延迟性催化剂,优选为三乙烯二胺甲酸盐,可提高聚氨酯胶结料流动性,并实现快速后期固化,使再生混合料满足厂拌法施工需求,其中,延迟催化机理如反应式表示:
RCOOH-叔胺+R'NCO→叔胺+R'NHCOR+CO2
所述集料可为玄武岩、石灰岩、灰绿岩中的任意一种,所述矿粉为石灰石矿粉,所述反应型温拌高模量改性沥青混合料可采用AC-13、AC-20、AC-25和SMA-13等本领域常规矿料级配。
所述温拌高模量改性沥青混合料采用间歇式沥青混合料生产,集料及矿粉加热温度为130~140℃,干拌时间为30~60s,湿拌时间为60~90s。
一种温拌高模量改性沥青混合料的生产装置,包括物料筒、设置在所述物料筒侧部顶端的测量结构、设置在所述物料筒中心的搅拌结构、与所述搅拌结构连接的破碎下料结构,所述物料筒包括锥形部和设置在所述锥形部上端的环形部,所述锥形部的底端设置有开口,所述开口与封闭结构连接;
所述物料筒呈环形阵列设置有三个轨道结构,所述搅拌结构与所述轨道结构连接,所述测量结构的上方与所述轨道结构连接,所述轨道结构上可滑动的设置有物料箱。
所述测量结构包括设置在所述物料筒顶端的固定座、竖直穿过所述固定座的滑动柱、设置在所述滑动柱顶端的测量杆、水平设置在所述滑动柱底端的承料板,所述滑动柱外侧套设有弹簧,所述弹簧设置在所述测量杆和所述固定座之间;
所述固定座上竖直设置有尺杆,所述测量杆可上下滑动的贴合在所述尺杆侧面。
所述搅拌结构包括竖直设置的转动轴、通过破碎下料结构与所述转动轴下方连接的搅拌杆组件、设置在所述转动轴顶端的电机,所述转动轴穿过所述固定板,所述电机设置在所述固定板上,所述固定板与所述轨道结构连接;
所述搅拌杆组件包括竖直设置的搅拌轴、设置在所述搅拌轴顶端的定位筒、呈环形阵列设置在所述搅拌轴外侧的若干列搅拌杆、设置在所述搅拌轴底端的螺旋叶片。
所述破碎下料结构包括竖直设置在所述定位筒内的伸缩气缸、设置在所述伸缩气缸上方的转动筒,所述转动筒内设置有滑槽且侧部设置有长条的豁口,所述转动筒的顶端与所述转动轴连接;
所述伸缩气缸的伸缩杆外端设置有限位块,所述限位块可上下滑动的设置在所述转动筒内;
所述伸缩杆的侧部设置有推动板,所述推动板垂直于所述伸缩杆设置,所述推动板的底面与所述承料板的上端面可分离式的接触。
其中一列所述搅拌杆的外端设置有嵌入轴,所述嵌入轴上设置有齿轮,若干的所述齿轮与竖直设置的齿杆啮合连接,所述齿杆的顶端与所述推动板的底面连接。
所述定位筒的顶端通过连接杆与所述转动筒的外侧面连接。
改性沥青生产完毕后,从物料筒的底端出料后,便存放于固定储罐中,固定储罐设有泵送和计量装置,采用间歇式沥青混合料拌和站进行温拌高模量沥青混合料拌和生产,根据每锅混合料的沥青需求量,进行准确计量并进行间歇式供料。
本发明的温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置和现有技术相比,具有以下突出的有益效果:
(1)聚氨酯改性沥青的生产及拌和温度为120-130℃,集料加热温度为120-130℃左右,相对于常规高模量改性沥青混合料降低了70-90℃,节约大量用于材料加热的燃料油消耗,减少碳排放,解决了现有高模量改性沥青混合料施工能耗大问题,节能减排效果显著;
当温度高于100℃时,异氰酸酯与酚羟基化合物间将发生逆反应,将易于反应型温拌高模量改性沥青混合料的再生利用,解决目前热固性改性沥青混合料存在的难以再生利用的问题;
(2)采用聚氨酯改性沥青作为胶结材料,改性沥青生产完成后直接进行混合料拌和,无需存放,使改性沥青混合料性能不受环境条件、储存时间等的影响;聚氨酯材料的多元醇组份(即软段)可显著改善沥青混合料低温性能,异氰酸酯组份(即硬段)会增加沥青与集料之间的粘附性,故可在提高沥青混合料模量的同时,使混合料具备优异的高低温稳定性、水稳定性和耐久性;
(3)本方案采用测量结构,能够进行工厂化精确计量和高效改性沥青生产,有效保证了改性沥青的质量均匀性和性能,可以直接搭配本领域常规的沥青混合料拌和站进行高模量改性沥青混合料生产,有效保证高模量沥青混合料拌和均匀性和生产效率,并使本产品易于推广;
(4)本方案中提出了高模量改性沥青生产装置,实现了计量、剪切破碎、搅拌和出料的综合技术效果,其中,本方案中设置的测量结构,即将反应型温拌高模量改性沥青放置在承料板上,在重力的作用下,承料板下降,弹簧压缩,根据弹性系数和压缩值,可以计算出承料板上物料的重量,由于在尺杆上设置有示数,测量块下降到合适的位置,便可以读取相应的读数,即反应型温拌高模量改性沥青的重量,测量过程方便快捷,成本较低;
(5)本方案中设置有破碎下料结构,具有以下两点技术效果:
一是当承料板上的物料称重完毕后,利用转动轴的旋转,带动推动板转动,使得推动板将承料板上的物料推动移出,物料下落在物料筒内;
二是当物料存在较大块时,调节伸缩气缸,将推动板升到合适的高度,在伸缩气缸上下反复的运动中,使得推动板不断的向下压动物料块,使得物料块破碎;
三是弹簧还起到缓冲的作用,有助于设备的维护保养;
四是推动板的底端连接有齿杆,齿杆与嵌入轴上的若干齿轮啮合连接,当升降气缸能够上下运动时,推动板带动齿杆上下运动,进而使得齿轮转动,带动改列的若干搅拌杆转动,实现了搅拌杆转动搅动的多向性,极大的增加了搅拌的效果;此外,齿杆还具有加强转动轴和定位筒固定连接的作用效果。
附图说明
图1为本发明中温拌高模量改性沥青生产装置的结构示意图。
图2为本发明中称量结构的结构示意图。
图3为本发明中搅拌结构和破碎下料结构的连接结构示意图一。
图4为本发明中转动轴和转动筒的结构示意图。
图5为本发明中搅拌结构和破碎下料结构的连接结构示意图二。
图6为本发明中滑轨结构和物料筒的结构示意图。
其中,附图标记为:1、斜轨道;2、支腿;3、连接柱;4、下电机;5、托板;6、物料筒;7、物料箱;8、称量结构;81、测量杆;82、弹簧;83、滑动柱;84、固定座;85、承料板;86、尺杆;9、上电机;91、转动轴;10、固定板;11、搅拌结构;111、转动筒;112、滑槽;12、推动板;13、连接杆;14、伸缩气缸;141、限位块;15、定位筒;16、搅拌杆;161、齿轮;162、嵌入轴;163、齿杆;164、固定块;17、搅拌轴;18、螺旋叶片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为对本发明的限定。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
本发明提出了一种温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置,可以降低高模量改性沥青混合料施工温度50~70℃,节能减排效果显著,混合料15℃动态模量大于15000MPa,可以有效降低路面结构厚度,延长路面使用寿命,可以公路高质量绿色发展服务,符合《交通强国建设纲要》中“强化节能减排和污染防治”政策要求。
1、温拌高模量改性沥青混合料的组成
将质量比为30:35:8:3:0.2的碳化二亚胺改性MDI、聚醚二醇、苯酚、硅烷偶联剂和三乙烯二胺甲酸盐催化剂在60-80℃下共混搅拌,得到有机硅改性聚氨酯预聚体,即A组分。
将50份有机硅改性聚氨酯预聚体、8份嵌段聚醚表面活性剂和脂肪酸聚氧乙烯酯共混的相溶剂、1份噁唑烷型潜固化剂、3份炭黑、150份沥青,在120-130℃温度下,采用改性沥青生产装置进行温拌高模量改性沥青生产。
2、温拌高模量改性沥青生产装置
参见图1-图6,一种温拌高模量改性沥青混合料的生产装置,包括物料筒6、设置在物料筒6侧部顶端的测量结构、设置在物料筒6中心的搅拌结构11、与搅拌结构11连接的破碎下料结构,物料筒6包括锥形部和设置在锥形部上端的环形部,锥形部的底端设置有开口,开口与封闭结构连接;
物料筒6呈环形阵列设置有三个轨道结构,搅拌结构11与轨道结构连接,测量结构的上方与轨道结构连接,轨道结构上可滑动的设置有物料箱7。
轨道结构可以不止三个,可以根据物料筒6的实际大小以及实际的物料种类数量,来确定轨道结构的实际数量。
其中封闭结构包括水平设置的托板5、与所述托板5连接的下电机4,所述下电机设置在物料筒6上。
通过下电机4的转动,带动托板5的转动,从而实现了托板5与物料筒6底端出口的开闭调节;当物料进行搅拌时,将托板5转到物料筒6的底端,当需要将物料释放时,利用下电机4将托板5移开,物料在重力和螺旋叶片18的作用下,向下流出。
其中,轨道结构包括相互平行且倾斜设置的斜轨道1、竖直设置在斜轨道1下端面的支腿2、设置在支腿2上的连接柱3,连接柱3与物料筒6的外侧面连接。
其中,三个物料箱7中分别存放有反应型温拌高模量改性沥青、集料和矿粉,物料箱7的底端设置有动力轮,在动力轮的作用下,可以带动物料箱7上下移动,出于简化设计的目的,动力轮没有在附图中标示,特此说明。
测量结构包括设置在物料筒6顶端的固定座84、竖直穿过固定座84的滑动柱83、设置在滑动柱83顶端的测量杆81、水平设置在滑动柱83底端的承料板85,滑动柱83外侧套设有弹簧82,弹簧82设置在测量杆81和固定座84之间;
固定座84上竖直设置有尺杆86,测量杆81可上下滑动的贴合在尺杆86侧面。
本方案利用弹簧82的弹性系数和伸缩量,来判断承料板85上的物料重量。
搅拌结构11包括竖直设置的转动轴91、通过破碎下料结构与转动轴91下方连接的搅拌杆组件、设置在转动轴91顶端的电机,转动轴91穿过固定板10,电机设置在固定板10上,固定板10与轨道结构连接;
搅拌杆组件包括竖直设置的搅拌轴17、设置在搅拌轴17顶端的定位筒15、呈环形阵列设置在搅拌轴17外侧的若干列搅拌杆16、设置在搅拌轴17底端的螺旋叶片18。
破碎下料结构包括竖直设置在定位筒15内的伸缩气缸14、设置在伸缩气缸14上方的转动筒111,转动筒111内设置有滑槽112且侧部设置有长条的豁口,转动筒111的顶端与转动轴91连接;
伸缩气缸14的伸缩杆外端设置有限位块141,限位块141可上下滑动的设置在转动筒111内;
伸缩杆的侧部设置有推动板12,推动板12穿过所述豁口并垂直于伸缩杆设置,推动板12的底面与承料板85的上端面可分离式的接触。
当伸缩杆带动限位块141在转动筒111中上下滑动时,推动板12沿着豁口上下滑动。
其中一列搅拌杆16的外端设置有嵌入轴162,嵌入轴162上设置有齿轮161,若干的齿轮161与竖直设置的齿杆163啮合连接,齿杆163的顶端与推动板12的底面连接,齿杆竖直穿过固定块164,固定块164设置在物料筒6的外侧面。推动板12的上下运动,必然会带动齿杆163的上下移动,齿杆163的移动使得若干的齿轮161发生转动,进而带动该列搅拌杆16和嵌入轴162的转动过程,实现了纵向的搅拌,配合其余两列搅拌杆16的水平搅拌,使得搅拌过程更加全面。
定位筒15的顶端通过连接杆13与转动筒111的外侧面连接。连接杆13具有加强固定的作用,使得定位筒15与转动筒111成为一个完整的整体。
本发明的具体工作过程:
本方案设置有三个轨道结构,在轨道结构上设置有物料箱7,物料箱7的底端设置有动力轮,物料箱7可以在轨道结构上上下移动,三个物料箱7中分别设置有反应型温拌高模量改性沥青、集料和矿粉,其中反应型温拌高模量改性沥青可以预先配置好,物料箱7中设置有自动出料系统,比如通过电磁阀门控制,该技术为本领域的常规技术,在此不再详述;
本方案中设置的轨道结构,除了具有使得物料箱7上下移动的作用外,还具有支撑物料筒6的作用效果。
本高模量改性沥青生产装置在实际使用过程中,将反应型温拌高模量改性沥青、集料和矿粉三种物料分别放置在三个承料板85上进行称重,在尺杆86上设置有尺寸,测量块可以在尺杆86的外侧面上下滑动,利用弹簧82的弹性系数和弹簧82的变形量,来计算承料板85的实际承重大小,其中,承重板的下降高度和承重大小可以预先在尺杆86上标注出来;
利用伸缩气缸14,可以上下调整推动板12的高度,滑动筒可以带动推动板12在转动轴91上下滑动,当推动板12的底面与承料板85的上端面接触时,伸缩气缸14的状态固定;在上电机9的作用下,使得转动轴91旋转,此时推动板12推动承料板85上的物料,使得物料脱离承料板85并落在物料筒6内;
当物料存在较大块时,调节伸缩气缸14,将推动板12升到合适的高度,在伸缩气缸14上下反复的运动中,使得推动板12不断的向下压动物料块,使得物料块破碎,随后再利用推动板12,将物料推落;
在搅拌轴17的底端设置有螺旋叶片18,螺旋叶片18的转动促进物料向下移动,在锥形筒的底端设置有出口,物料在螺旋叶片18的作用下向下移动,从而将搅拌后的物料排出。
3、温拌高模量改性沥青混合料生产工艺过程
采用间歇式沥青混合料拌和站进行温拌高模量改性沥青混合料生产,采用AC-20级配,沥青用量为5.0%,石灰岩集料,集料加热温度为130-140℃,矿粉加热温度为120-130℃,干拌时间为45s,湿拌时间为90s,制备温拌高模量改性沥青混合料,在拌和站出料仓取料,开展温拌高模量改性沥青混合料性能测试。为了表征级配类型和材料组成对温拌高模量改性沥青混合料性能的影响,采用SMA-13级配置温拌高模量改性沥青混合料作为实施例2,采用OGFC-13级配制备温拌高模量改性沥青混合料作为实施例3。同时,为分析本发明实施例与其他常规混合料的区别,制备基质沥青混合料(对比例1)、SBS改性沥青混合料(对比例2)、常规温拌改性沥青混合料(对比例3)、常规高模量改性沥青混合料(对比例4)和常规温拌高模量改性沥青混合料(对比例5)。上述各种混合料材料组成及施工温度见表1。
表1不同类型混合料材料组成
Figure BDA0003978062470000091
本发明所对应实施例1、2和3,生产温度最低,集料加热温度相对于常规基质沥青混合料(对比例1)降低30℃,相对于常规SBS改性沥青混合料(对比例2)降低70℃,相对于温拌改性沥青混合料(对比例3)降低20℃,相对于高模量混合料(对比例4)降低70℃,相对于常规温拌高模量混合料(对比例5)降低20℃,表明本技术具有明显降温效果,优于常规温拌技术,故本发明实施例可节约能源消耗,减少碳排放。
对比例3相对于对比例2,对比例5相对于对比例4,施工温度可以降低50℃左右,表明采用常规温拌技术可以降低改性沥青混合料和高模量沥青混合料的施工温度,但存在多种改性剂复合,施工控制复杂等问题。
实施例1、2和3,使用单一改性沥青,无需添加外掺剂,相对常规温拌高模量技术,解决了多种改性剂搭配使用带来的问题,工艺简单,拌和时间短,拌和均匀性好。
对各种类型混合料性能进行测试,结果见表2。
表2不同类型混合料性能测试结果
Figure BDA0003978062470000101
分析表中数据可知,本发明所对应的实施例1、2和3的15℃动态模量大于14000MPa,满足高模量混合料的技术标准,即本发明所对应的温拌高模量改性沥青可应用于不同级配类型混合料中,能达到高模量技术标准。同时实施例1、2和3的低温弯曲应变、15℃劈裂抗拉强度和动稳定度指标,都大于对比例1-5,表明本发明所述温拌高模量改性沥青混合料具备较好的高低温稳定性和强度。对比实施例1、2和3,可知当采用AC-20级配时,沥青用量最少,实施例1具有较好的温度稳定性和水稳定性,动态模量较高,可应用路面结构抗剪切层中;实施例2和3测试结果表明,该温拌高模量改性沥青混合料满足上面层材料铺装需求,可以应用于路面结构磨耗层和大孔隙排水磨耗层中。
对比例1、2和3的动态模量低于14000MPa,不能满足高模量混合料的技术标准,及常规基质沥青混合料、改性沥青混合料及温拌改性沥青混合料很难达到高模量混合料的标准;而对比例4和5的低温弯曲应变低于实施例1、2和3,表明常规高模量沥青混合料及温拌高模量技术对混合料的低温稳定性不利。
综上所述,本发明技术对应的温拌高模量改性沥青混合料具备优异的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和较高动态模量,大幅度降低高模量沥青混合料施工温度,减少混合料拌和时间,节能减排效果显著,具备广阔的应用前景。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述,当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种温拌高模量改性沥青混合料,其特征在于,包括质量份数为4-10的反应型温拌高模量改性沥青、质量份数为80-90的集料和质量份数为4-10的矿粉,其中,反应型温拌高模量改性沥青包括A、B、C三组分;
A组分为有机硅改性聚氨酯预聚物50份,且A组分包括异氰酸酯、聚醚多元醇、多元酚类化合物、硅烷偶联剂和催化剂;
B组分包括相溶剂5-10份、潜固化剂1-2份、粉性填料0-10份;
C组分为沥青100-200份。
2.根据权利要求1所述的温拌高模量改性沥青混合料,其特征在于,所述相溶剂为嵌段聚醚表面活性剂、脂肪酸聚氧乙烯酯、马来酸酐和甲基丙烯酸中的一种或者两种以上混合物,所述潜固化剂为噁唑烷型固化剂。
3.一种温拌高模量改性沥青混合料的生产工艺,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤S1:将A组分在60-80℃下共混搅拌均匀,其中,异氰酸酯、聚醚多元醇、多元酚类化合物和催化剂的质量比为(25~35):(30~40):(5~10):(0.1~0.4);
所述硅烷偶联剂在80-100℃下与聚醚多元醇和异氰酸酯的反应产物长链聚氨酯进一步搅拌,制备部分硅烷封端的单组分聚氨酯结合料:
HO-R1-OH+2OCN-R2-NCO→OCN-R2-NHCO-O-R1-O-COHN-R2-NCO (1)
OCN-R2-NHCO-O-R1-O-COHN-R2-NCO+2NH2-R3-Si-(OR4)3→(OR4)3-Si-R3-NH-OCHN-R2-NHCO-O-R1-O-COHN-R2-NHCO-NH-R3-Si-(OR4)3(2)
步骤S2:在120-130℃温度下,将规定比例的A、B和C组分剪切30-50min,形成反应型温拌高模量改性沥青,随后出料并立即与集料、矿粉拌和;
其中,所述反应型温拌高模量改性沥青混合料采用AC-13、AC-20和SMA-13,且集料及矿粉加热温度为130-140℃。
4.一种温拌高模量改性沥青混合料的生产装置,其特征在于,包括物料筒(6)、设置在所述物料筒(6)侧部顶端的测量结构(8)、设置在所述物料筒(6)中心的搅拌结构(11)、与所述搅拌结构(11)连接的破碎下料结构,所述物料筒(6)包括锥形部和设置在所述锥形部上端的环形部,所述锥形部的底端设置有开口,所述开口与封闭结构连接;
所述物料筒(6)呈环形阵列设置有三个轨道结构,所述搅拌结构(11)与所述轨道结构连接,所述测量结构的上方与所述轨道结构连接,所述轨道结构上可滑动的设置有物料箱(7)。
5.根据权利要求4所述的温拌高模量改性沥青混合料的生产装置,其特征在于,所述测量结构(8)包括设置在所述物料筒(6)顶端的固定座(84)、竖直穿过所述固定座(84)的滑动柱(83)、设置在所述滑动柱(83)顶端的测量杆(81)、水平设置在所述滑动柱(83)底端的承料板(85),所述滑动柱(83)外侧套设有弹簧(82),所述弹簧(82)设置在所述测量杆(81)和所述固定座(84)之间;
所述固定座(84)上竖直设置有尺杆(86),所述测量杆(81)可上下滑动的贴合在所述尺杆(86)侧面。
6.根据权利要求5所述的温拌高模量改性沥青混合料的生产装置,其特征在于,所述搅拌结构(11)包括竖直设置的转动轴(91)、通过破碎下料结构与所述转动轴(91)下方连接的搅拌杆组件、设置在所述转动轴(91)顶端的上电机(9),所述转动轴(91)穿过所述固定板(10),所述电机设置在所述固定板(10)上,所述固定板(10)与所述轨道结构连接;
所述搅拌杆组件包括竖直设置的搅拌轴(17)、设置在所述搅拌轴(17)顶端的定位筒(15)、呈环形阵列设置在所述搅拌轴(17)外侧的若干列搅拌杆(16)、设置在所述搅拌轴(17)底端的螺旋叶片(18)。
7.根据权利要求6所述的温拌高模量改性沥青混合料的生产装置,其特征在于,所述破碎下料结构包括竖直设置在所述定位筒(15)内的伸缩气缸(14)、设置在所述伸缩气缸(14)上方的转动筒(111),所述转动筒(111)内设置有滑槽(112)且侧部设置有长条的豁口,所述转动筒(111)的顶端与所述转动轴(91)连接;
所述伸缩气缸(14)的伸缩杆外端设置有限位块(141),所述限位块(141)可上下滑动的设置在所述转动筒(111)内;
所述伸缩杆的侧部设置有推动板(12),所述推动板(12)垂直于所述伸缩杆设置,所述推动板(12)的底面与所述承料板(85)的上端面可分离式的接触。
8.根据权利要求7所述的温拌高模量改性沥青混合料的生产装置,其特征在于,其中一列所述搅拌杆(16)的外端设置有嵌入轴(162),所述嵌入轴(162)上设置有齿轮(161),若干的所述齿轮(161)与竖直设置的齿杆(163)啮合连接,所述齿杆(163)的顶端与所述推动板(12)的底面连接。
9.根据权利要求7所述的温拌高模量改性沥青混合料的生产装置,其特征在于,所述定位筒(15)的顶端通过连接杆(13)与所述转动筒(111)的外侧面连接。
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