CN117645796A

CN117645796A - 一种沥青及其制备方法

Info

Publication number: CN117645796A
Application number: CN202311485859.1A
Authority: CN
Inventors: 蒋立新
Original assignee: Hangzhou Lianjia Asphalt Concrete Co ltd
Current assignee: Hangzhou Lianjia Asphalt Concrete Co ltd
Priority date: 2023-11-09
Filing date: 2023-11-09
Publication date: 2024-03-05

Abstract

本发明属于道路建筑材料领域，具体涉及一种沥青及其制备方法。所述方法包括：(1)将原料沥青、橡胶和无机改性剂混合均匀，高温搅拌、剪切后进行溶胀发育制得前驱体；(2)将前驱体、树脂、有机改性剂和交联剂混合均匀，高温搅拌、剪切后进行溶胀发育得到沥青粗品；(3)对沥青粗品进行微波活化，即得到所述沥青。本发明将树脂和橡胶添入基质沥青溶胀后，树脂和橡胶之间在微珠和纤维作用下互相粘连，形成一定的网络结构，沥青由近似匀质体变成了树脂、橡胶、沥青等共同组成的多相连续结构共混体系，不易发生开裂、变形。

Description

一种沥青及其制备方法

技术领域

本发明属于道路建筑材料领域，具体涉及一种沥青及其制备方法。

背景技术

沥青路面一般由沥青和集料组成。沥青粘合剂在其使用期间的氧化、气候条件和路面的使用，特别是经重的负荷使用，导致了路面随着时间的过去而退化。例如，在寒冷的冬天夜晚期间路面由于温度变化而反复收缩导致了路面形成垂直的裂纹，被称为冷断裂。沥青粘合剂在炎热的夏天期间变得太软，导致了路面在反复的重负荷下永久变形，称为“车辙”。另外，连续的机械应力的结果是路面变得疲劳，导致沥青表面出现裂纹，形成疲劳断裂。由于沥青的含蜡量较高，造成沥青铺设的路面在高温时易软化，产生堆挤、透水、形成反射裂缝、路面变形等现象，严重破坏路面，因此不得不投入大量的路面养护费用。

改性沥青目前已经大规模应用在道路工程中，但目前的改性沥青主要以苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物作为改性剂制备的SBS改性沥青，主要优点在于高温与低温性能优异，能够稳定存贮，但这种改性沥青最大的问题在于苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物的成本过高，其苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物的价格一般为沥青价格的3～5倍，导致制备的改性沥青成本过高。

发明内容

为解决现有的道路沥青常用的石油沥青和焦煤沥青实际使用效果差，容易老化损坏，而目前的改性沥青制造成本高，实际使用效果也相对有限等问题，本发明提供了一种沥青，以及该沥青的制备方法。

本发明的目的在于：

一、强化沥青的热稳定性，使沥青可以在较为恶劣的环境中使用；

二、稳定沥青内部结构，使其在凝固后不易发生开裂、变形，延长使用寿命；

三、提高沥青的耐疲劳性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种沥青的制备方法，所述方法包括：

(1)将原料沥青、橡胶和无机改性剂混合均匀，高温搅拌、剪切后进行溶胀发育制得前驱体；

(2)将前驱体、树脂、有机改性剂和交联剂混合均匀，高温搅拌、剪切后进行溶胀发育得到沥青粗品；

(3)对沥青粗品进行微波活化，即得到所述沥青。

作为优选，

步骤(1)所述橡胶为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；

其结构式如下：

所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的原料粒径为100～200目。

作为优选，

步骤(1)所述无机改性剂为陶瓷微球和玄武岩微球混合物；

所述陶瓷微球和玄武岩微球的质量比为1：(0.8～1.2)，粒径均为150～300目。

作为优选，

步骤(1)所述原料沥青为煤焦沥青和/或石油沥青；

步骤(1)所述前驱体的原料构成中，橡胶用量为38～42wt％，无机改性剂用量为13～17wt％，余量为原料沥青。

作为优选，

步骤(2)所述树脂为氯化聚乙烯树脂，其原料粒径为100～200目；

其结构式如下：

步骤(2)所述有机改性剂为羧甲基纤维素水溶液；

所述羧甲基纤维素结构式如下：

步骤(2)所述交联剂为硫磺。

作为优选，

所述羧甲基纤维素水溶液为饱和羧甲基纤维素水溶液；

所述硫磺为结晶型硫磺。

作为优选，

步骤(2)所述沥青粗品的原料构成中，氯化聚乙烯树脂用量为13～17wt％，有机改性剂用量为8～10wt％，交联剂用量为4～6wt％，余量为前驱体。

作为优选，

步骤(1)和步骤(2)所述高温搅拌均于125～160℃条件下进行，持续20～40min；步骤(1)和步骤(2)所述剪切均以4000～5000rpm转速剪切60～90min；

步骤(1)和步骤(2)所述溶胀发育均于140～160℃条件下保持发育20～40min。

作为优选，

步骤(3)所述微波活化过程将沥青粗品置于800～1000W功率微波条件下活化60～120s。一种沥青。

沥青具有优良的高温抗车辙、低温抗开裂、抗疲劳性能和优异的弹性恢复能力，主要应用于高速公路的上面层、重交通及超载车较多的路段等高等级路面，但是常用的焦煤沥青以及石油沥青实际容易老化、耐候性弱，且现有的改性沥青在用于公路建设时，长期受到气候的影响，现有的沥青在经过长时间的使用过后，其仍然存在耐候性较差的问题，容易发生开裂、变形、耐候性变差和发生老化等现象。

沥青路面一般由沥青和其他基料组成，沥青粘合剂在其使用期间的氧化、气候条件和路面的使用，特别是经过重量的负荷使用，导致路面随着时间的推移会发生老化或损失，例如在寒冷的气候条件下路面由于温度变化而反复收缩产生垂直的裂纹，形成冷断裂；在炎热的气候条件下发生软化，并且在重负荷的反复挤压下造成永久变形，形成车辙，同时在连续的机械应力的作用下使得路面出现疲劳现象，形成类似鳄鱼皮纹路的裂纹，形成疲劳断裂。

为强化沥青在使用过程中出现的问题，一般是使用高分子改性沥青或生产高分子改性沥青的方法，在本发明技术方案中，掺加橡胶、树脂、有机改性剂和无机改性剂，通过无机改性剂均匀分布于沥青中形成一定的空间网络结构，有机改性剂改变沥青化学组成，使沥青的性能得以改善。

在本发明技术方案中苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物在高温搅拌过程中吸收沥青中较短碳链，在溶胀过程中表面吸附沥青形成界面层，溶胀后的共聚物构成网络构架体系，对自由沥青的流动形成牵引和阻碍效果，从而显著提高了沥青的粘度，共聚物与沥青之间在分子量、极性、密度上的差异较大，使得共聚物虽然可以提高沥青的高低温性能以及流变性质，但是共聚物难以分散在沥青中，需要改善共聚物与沥青之间的相容性，根据共聚物在沥青中的溶胀机理和聚合物共混理论，补充陶瓷微球和玄武岩微球，微球的补充提高聚合物的溶胀程度，降低沥青相和共聚物相之间的界面张力，可以缩小聚合物在沥青中的分散粒径，同时发明人发现微球可以在沥青相中的软沥青质组分与聚合物中的苯乙烯相畴之间充当相界面，从而达到缩小分散粒径、强化网状结构的目的，可以有效改善改性沥青的物理、流变性质，通过本发明的第一次改性方案制备出的前驱体在热储存后几乎不发生离析，且具有优异的低温延度、弹性恢复以及抗老化性。

氯化聚乙烯是一种饱和高分子材料，通过聚乙烯内引入了氯原子，使聚乙烯通过分子间的作用力，与其他的高分子材料具有很好的相容性，在本发明技术方案中，氯化聚乙烯作为连接中间体，将前驱体的各个组分很好的接枝在一起，氯化聚乙烯良好的柔韧性，可以对前驱体物理性能进行进一步强化，尤其对前驱体的抗冲击性能有着良好的补强，由于引入氯离子使得氯化聚乙烯具备较高的阻燃性，降低沥青在使用过程中可能出现的安全隐患。在本发明技术方案中氯化聚乙烯的添加量需要控制，当沥青中氯化聚乙烯含量过高时，其会与沥青中的无机微球形成结块，影响沥青内部结构稳定，同时减小沥青的可使用温度范围；沥青中氯化聚乙烯含量过低时无法做到对沥青内部组分的有效接枝，无法全面改良沥青性能，因此，本发明氯化聚乙烯中含氯量的设置，在保证其余其他材料通过分子间作用力结合的同时，使其具有适当的柔韧性，进一步提高SBS改性沥青的耐候性和抗冲击能力，羧甲基纤维作为结构稳定剂，可以捕捉氯化聚乙烯在加热过程中脱氯形成的氯化氢，进而可以提高氯化聚乙烯的稳定性，在沥青的制备和使用过程中，可以在沥青内部形成网状结构结合沥青增加其热稳定性、坚韧性，确保沥青各个组分的稳定性，避免发生热分解和氧化分解现象，羧甲基纤维作为作为联结剂还能够在沥青表面形成紫外吸收层，羧甲基纤维中邻位羟基与氧原子和氮原子形成螯合环，在吸收紫外线后，发生分子的热振动，内在氢键破坏，氢键断裂发生分子异构，分子内结构发生热振动，氢键破坏，螯合环打开，分子内结构发生变化，将有害的紫外光变为无害的热能放出，另外，分子中的羰基会被吸收的紫外光能所激发，产生互变异构现象也会消耗紫外光能，阻止紫外线进入到沥青的分子内部，避免沥青因受到紫外线的影响而发生变质和老化等问题，从而保护了材料。

陶瓷微球和玄武岩微球主要应用于现代工业基础材料制造领域，因其强度和熔点，同时可以在沥青材料中参与内结构的构建。在本发明技术方案中聚合物与树脂由于自身性质不同，与羧甲基纤维之间的界面结合力也不同，导致了沥青材料的力学稳定性受到较大影响，于是本发明添加微珠起到填充材料空洞、粘结纤维和传递应力的作用，在陶瓷微球的协助下聚合物与树脂各自组成的二维网格结构与沥青中的碳长链形成较为稳定的空间三维网，能够有效分散应力，抑制沥青裂纹的发展，能够显著提高沥青的综合路用性能，但是单种微球掺杂的性能总会有局限性，通过其他微球混杂支撑、混合铺层可以结合产生新的性能优势，玄武岩微球具有更好的耐磨性与更广的使用温度，且在生产使用过程中具有成本低、绿色、可持续等优点，同时具备较强的准静态力学性能，能够显著提升沥青的低温韧性，玄武岩微球表面呈化学惰性，更为粗糙，与树脂基体之间的界面结合力较低，这会弱化微球与纤维之间产生的“摩擦锁定”，对基体性能的增强效果，优化界面接触，增强应力传递性能，最终提高沥青整体的力学性能。在本发明技术方案中掺杂微球颗粒在沥青中具有明显的应变率效应，内三维网格结构动态压缩模量、强度随应变率的增加而提高，断裂应变随应变率的增加而降低，若树脂网格碎裂后仍有较大的变形空间，依然能够承受高强度的应力变化，宏观表现为出现形变损伤依旧不会产生由于反复的重负荷下形成的永久变形。

本发明的有益效果是：

(1)本发明将树脂和橡胶添入基质沥青溶胀后，树脂和橡胶之间在微珠和纤维作用下互相粘连，形成一定的网络结构，沥青由近似匀质体变成了树脂、橡胶、沥青等共同组成的多相连续结构共混体系，不易发生开裂、变形；

(2)本发明制备的沥青中表面吸附沥青形成界面层，溶胀后构成网络构架体系，对自由沥青的流动形成阻尼作用，从而显著提高了橡胶沥青的粘度；

(3)本发明制备的沥青内结构构建稳定的空间三维结构，能够有效分散应力，抑制沥青裂纹的发展，延长沥青的使用寿命。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如无特殊说明，本发明实施例所用原料均为市售或本领域技术人员可获得的原料；如无特殊说明，本发明实施例所用方法均为本领域技术人员所掌握的方法。

实施例1

一种沥青的制备方法，所述方法包括：

(1)将石油沥青、粒径大小为100目的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、粒径大小为150目的陶瓷微球和玄武岩微球(质量比1：0.8)混合物，混合均匀，在温度为125℃条件下搅拌40min，以4000r/min的速度剪切90min，以140℃的温度溶胀发育40min，前驱体组分如下：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(％)	微球混合物(％)	石油沥青(％)
			38.00	13.00	To100

(2)将前驱体、粒径大小为100目的氯化聚乙烯树脂、饱和羧甲基纤维素水溶液、99.95％metals basis升华硫，混合均匀，在温度为125℃条件下搅拌40min，以4000r/min的速度剪切60min，以140℃的温度溶胀发育40min，制得沥青粗品；

氯化聚乙烯树脂(％)	羧甲基纤维(％)	升华硫(％)	前驱体(％)
				13.00	8.00	4.00	To100

(3)将沥青粗品在功率为800W的微波装置中，微波活化120s，制得沥青。

对所制得的沥青进行如下性能检测，具体表征结果如下。

沥青低温劈裂检测：将制备的沥青采用马歇尔击实法成型的圆柱体试件，在5℃环境下放置10h，取出试件立即使用T0716用50mm/min的加载速率进行劈裂试验，得到试验的最大荷载，计算劈裂强度比，具体公式如下。

R_T＝0.006287×R_T/h

式中:

R_T——劈裂抗拉强度，MPa；

R_T——试件的试验荷载的最大值，N；

h——试件的试验高度，mm。

沥青冻融劈裂检测：参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)中的要求，将试验所需的试件分为两组，其中一组进行冻融循环，结束后一同放入25℃的恒温水箱中保存2h，浸泡完成后进行劈裂试验，计算冻融劈裂强度比，具体公式如下。

R_T1＝0.006287×R_T1/h₁

R_T2＝0.006287×R_T2/h₂

冻融劈裂强度比＝(R_T2/R_T1)×100％

式中:

R_T1——未进行冻融循环的第一组试件的劈裂抗拉强度，MPa；

R_T2——经受冻融循环的第二组试件的劈裂抗拉强度，MPa；

R_T1——第一组试件的试验荷载的最大值，N；

R_T2——第二组试件的试验荷载的最大值，N；

h₁——第一组试件的试验高度，mm；

h₂——第二组试件的试验高度，mm。

沥青密度检测：参考《公路工程沥青及沥混合料试验规程》JTG E20-2011，进行固态沥青密度与相对密度试验。

沥青软化点检测：取沥青试样25g，置于瓷蒸发皿中，在140～160℃加热，待试样熔化后用铁丝搅拌，直到熔样表面无气泡为止，将熔化沥青倒入经预热的铜环中，使沥青稍高于环边，用温热的刮刀刮去多余沥青，沥青面和铜环面平齐，冷至室温。在环的中央放一只钢球(直径9.53mm，重3.5±0.05g)，把铜环放在软化点测定仪金属架的圆孔中，架的中央有一孔插温度计。先在测定仪中注入水(或甘油的水溶液)，置于电炉上加热，将金属架放人测定仪中，以5℃/min升温，试样随温度升高逐渐软化，在钢球重力下下垂，当下垂沥青接触到金属架底板时(下垂距离为25.4nm)立即记取温度，此温度为环球法软化点。取两个试样结果的平均值。

沥青弹性恢复检测：参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTGE20-2011》T0662-2000的方法进行试验，计算弹性恢复率，具体公式如下。

D＝(10-X)/10×100％

式中：

D——试样的弹性恢复率，％；

X——试样的残留长度，cm。

低温劈裂(MPa)	冻融劈裂强度比(％)	密度(g/cm³)	软化点(℃)	弹性恢复率(％)
					2.852	91.24	1.13	83.6	98.6

沥青车辙检测：将沥青制成标准的试件(尺寸为300mm×300mm×50mm)，在60℃的规定温度下以一个轮压为0.7Mpa的实心橡胶轮胎在标准的试件上行走测量试件在变形稳定时期，形成1mm变形需要行走的次数，即动稳定度，以次/mm表示。进一步在此基础上，继续试验，并计算、记录形成3mm变形、5mm和10mm变形时发生每mm形变所需的行走次数，分别记为动稳定度*、动稳定度**和动稳定度***，以次/mm表示。结果如下表所示。

动稳定度(次/mm)	动稳定度*(次/mm)	动稳定度**(次/mm)	动稳定度***(次/mm)
				2853	2931	2896	2681

从上述的表征结果来看，本发明沥青在形变≤5mm内时动稳定度极高，具有非常优异的抗车辙性能，尤其在3mm形变范围内，甚至动稳定度是随之上升的，而当形变进一步增大，则表现出与常规沥青所不同的现象，常规沥青通常要求10mm形变范围内动稳定度≥2450次，且其并未出现随着沥青形变而产生较大的动稳定度波动的情况，可见其车辙试验过程中沥青的形变可能是由损耗和弹性形变两部分构成的，且损耗可能占据主要部分，因而其动稳定度波动小，而本发明沥青具有更高的结构稳定性，不易产生较为明显的摩擦损耗，尤其在前3mm的范围内，由弹性形变构成形变的主要原因，因而在前3mm车辙试验中反而出现动稳定度检测结果上升的现象，而随着达到弹性形变极限后逐渐产生摩擦损耗，进而动稳定度快速下降，但仍能够基本满足其动稳定度≥2450次/mm的基本要求。而本发明沥青具有极高的弹性恢复率，在达到损耗前若给予其充足时间，能够进一步延长使用寿命，可见本发明沥青在实际公路使用过程中具备非常优异的使用效果。

实施例2

一种沥青的制备方法，所述方法包括：

(1)将石油沥青、粒径大小为150目的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、粒径大小为200目的陶瓷微球和玄武岩微球(质量比1:1)混合物，混合均匀，在温度为145℃条件下搅拌30min，以4500r/min的速度剪切75min，以150℃的温度溶胀发育30min，前驱体组分如下：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(％)	微球混合物(％)	石油沥青(％)
			40.00	15.00	To100

(2)将前驱体、粒径大小为150目的氯化聚乙烯树脂、pH为7的饱和羧甲基纤维水溶液、具体是规格为99.95％metals basis的升华硫，混合均匀，在温度为145℃条件下搅拌230min，以4500r/min的速度剪切75min，以150℃的温度溶胀发育30min，制得沥青粗品；

氯化聚乙烯树脂(％)	羧甲基纤维(％)	升华硫(％)	前驱体(％)
				15.50	8.50	5.60	To100

(3)将沥青粗品在功率为9000W的微波装置中，微波活化90s，制得沥青。

对所制得的沥青进行如下性能检测，具体表征结果如下。

R_T＝0.006287×R_T/h

式中:

R_T——劈裂抗拉强度，MPa；

R_T——试件的试验荷载的最大值，N；

h——试件的试验高度，mm。

R_T1＝0.006287×R_T1/h₁

R_T2＝0.006287×R_T2/h₂

冻融劈裂强度比＝(R_T2/R_T1)×100％

式中:

R_T1——未进行冻融循环的第一组试件的劈裂抗拉强度，MPa；

R_T2——经受冻融循环的第二组试件的劈裂抗拉强度，MPa；

R_T1——第一组试件的试验荷载的最大值，N；

R_T2——第二组试件的试验荷载的最大值，N；

h₁——第一组试件的试验高度，mm；

h₂——第二组试件的试验高度，mm。

沥青密度检测：参考《公路工程沥青及沥混合料试验规程》JTG E20-2011，进行沥青密度与相对密度试验。

沥青软化点检测：取沥青试样25g，置于瓷蒸发皿中，在140～160℃加热，待试样熔化后用铁丝搅拌，直到熔样表面无气泡为止，将熔化沥青倒入经预热的铜环中，使沥青稍高于环边，用温热的刮刀刮去多余沥青，沥青面和铜环面平齐，冷至室温。在环的中央放一只钢球(直径9.53mm，重3.5±0.05g)，把铜环放在软化点测定仪金属架的圆孔中，架的中央有一孔插温度计。先在测定仪中注入水(或甘油的水溶液)，置于电炉上加热，将金属架放人测定仪中，以5℃/min升温，试样随温度升高逐渐软化，在钢球重力下下垂，当下垂沥青接触到金属架底板时(下垂距离为25.4nm)立即记取温度，此温度为环球法软化点。取两个试样结果的平均值。(80～90℃)

D＝(10-X)/10×100％

式中：

D——试样的弹性恢复率，％；

X——试样的残留长度，cm。

低温劈裂(MPa)	冻融劈裂强度比(％)	密度(g/cm³)	软化点(℃)	弹性恢复率(％)
					2.933	91.55	1.14	84.7	98.7

动稳定度(次/mm)	动稳定度*(次/mm)	动稳定度**(次/mm)	动稳定度***(次/mm)
				2864	2935	2899	2683

本发明沥青具有极高的弹性恢复率，在达到损耗前若给予其充足时间，能够进一步延长使用寿命，可见本发明沥青在实际公路使用过程中具备非常优异的使用效果。

实施例3

一种沥青的制备方法，所述方法包括：

(1)将石油沥青、粒径大小为200目的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、粒径大小为300目的陶瓷微球和玄武岩微球(质量比1:1.2)混合物，混合均匀，在温度为160℃条件下搅拌20min，以5000r/min的速度剪切60min，以160℃的温度溶胀发育20min，制得前驱体，前驱体组分如下：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(％)	微球混合物(％)	石油沥青(％)
			42.00	17.00	To100

(2)将前驱体、粒径大小为200目的氯化聚乙烯树脂、pH为8的饱和羧甲基纤维水溶液、具体是规格为99.95％metals basis的升华硫，混合均匀，在温度为160℃条件下搅拌20min，以5000r/min的速度剪切60min，以160℃的温度溶胀发育20min，制得沥青粗品；

氯化聚乙烯树脂(％)	羧甲基纤维(％)	升华硫(％)	前驱体(％)
				17.00	10.00	6.00	To100

(3)将沥青粗品在功率为1000W的微波装置中，微波活化60s，制得沥青。

对所制得的沥青进行如下性能检测，具体表征结果如下。

R_T＝0.006287×R_T/h

式中:

R_T——劈裂抗拉强度，MPa；

R_T——试件的试验荷载的最大值，N；

h——试件的试验高度，mm。

R_T1＝0.006287×R_T1/h₁

R_T2＝0.006287×R_T2/h₂

冻融劈裂强度比＝(R_T2/R_T1)×100％

式中:

R_T1——未进行冻融循环的第一组试件的劈裂抗拉强度，MPa；

R_T2——经受冻融循环的第二组试件的劈裂抗拉强度，MPa；

R_T1——第一组试件的试验荷载的最大值，N；

R_T2——第二组试件的试验荷载的最大值，N；

h₁——第一组试件的试验高度，mm；

h₂——第二组试件的试验高度，mm。

D＝(10-X)/10×100％

式中：

D——试样的弹性恢复率，％；

X——试样的残留长度，cm。

低温劈裂(MPa)	冻融劈裂强度比(％)	密度(g/cm³)	软化点(℃)	弹性恢复率(％)
					2.905	91.62	1.12	84.5	98.6

动稳定度(次/mm)	动稳定度*(次/mm)	动稳定度**(次/mm)	动稳定度***(次/mm)
				2850	2929	2895	2680

分析实施例1、实施例2、实施例3的表征数据可以观察出本发明提供的沥青通过树脂、橡胶和纤维对沥青分子之间的连接作用来提升沥青的整体性能，具备较高的弹性恢复能力，不易发生开裂、变形，不易出现永久形变，冻融劈裂强度较高，沥青可在冬季和高原寒冷地区使用。

对比例1

一种沥青的制备方法，其具体制备方法同实施例2，仅对本发明特有的微球混合物进行改变，使用等量的玻璃微球替代玄武岩微球，进行沥青的制备，具体操作如下：

(1)将石油沥青、粒径大小为150目的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、粒径大小为200目的陶瓷微球和玻璃微球(质量比1:1)混合物，混合均匀，在温度为145℃条件下搅拌30min，以4500r/min的速度剪切75min，以150℃的温度溶胀发育30min，前驱体组分如下：

将所制得的沥青与实施例2相同的性能表征，具体表征结果如下。

低温劈裂(MPa)	冻融劈裂强度比(％)	密度(g/cm³)	软化点(℃)	弹性恢复率(％)
					2.093	78.4	1.04	88.4	67.8

动稳定度(次/mm)	动稳定度*(次/mm)	动稳定度**(次/mm)	动稳定度***(次/mm)
				2448	2521	2426	2333

从上述表征结果与实施例2对比发现，对比例所制备的沥青虽然在软化点温度上高于实施例制备沥青，但是弹性恢复率存在明显降低、抗车辙能力也有明显减弱，经过发明人观测可知，玄武岩微球改性的内空间三维具备更高的弹性模量，同时在疲劳载荷下具有较高的刚度保持能力和较好的阻尼性能。

对比例2

一种沥青的制备方法，其具体制备方法同实施例2，仅对本发明特有的微球混合物进行改变，使用等量的石墨微球替代陶瓷微球，进行沥青的制备，具体操作如下：

(1)将石油沥青、粒径大小为150目的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、粒径大小为200目的石墨微球和玄武岩微球(质量比1:1)混合物，混合均匀，在温度为145℃条件下搅拌30min，以4500r/min的速度剪切75min，以150℃的温度溶胀发育30min，前驱体组分如下：

低温劈裂(MPa)	冻融劈裂强度比(％)	密度(g/cm³)	软化点(℃)	弹性恢复率(％)
					2.163	87.52	1.03	86.1	77.52

动稳定度(次/mm)	动稳定度*(次/mm)	动稳定度**(次/mm)	动稳定度***(次/mm)
				2324	2471	2452	2257

从上述表征结果与实施例2对比发现，对比例制备的沥青弹性恢复能力，热稳定性都有明显降低，经过发明人观测，石墨微球表面十分光滑，具备较强的浸润能力，同时还会在内部发生位错，使得搭建的内空间三维结构无法固定，在沥青内部随应力变化而产生群体位移，导致沥青内部结构不稳定，与石墨微球相比，陶瓷微球表面较为粗糙，与树脂基体间的结合力较高，使沥青具有更高的拉伸、压缩、层间剪切强度，且具有更好的耐磨性。

对比例3

一种沥青的制备方法，其具体制备方法同实施例2，仅对本发明特有的微球混合物进行改变，使用等量的碳微球代替陶瓷微球、等量的玻璃微球代替玄武岩微球，进行沥青的制备，具体操作如下：

(1)将石油沥青、粒径大小为150目的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、粒径大小为200目的碳微球和玻璃微球(质量比1:1)混合物，混合均匀，在温度为145℃条件下搅拌30min，以4500r/min的速度剪切75min，以150℃的温度溶胀发育30min，前驱体组分如下：

低温劈裂(MPa)	冻融劈裂强度比(％)	密度(g/cm³)	软化点(℃)	弹性恢复率(％)
					2.343	75.51	1.09	77.2	87.9

动稳定度(次/mm)	动稳定度*(次/mm)	动稳定度**(次/mm)	动稳定度***(次/mm)
				2584	2624	2596	2532

从上述表征结果与实施例2对比发现，对比例制备的沥青在长时间抗车辙能力有提高，尤其在动稳定度***数据上，分析表明其在5～10mm的形变区间内每下压1mm所需的碾压次数更高，但是其他性能均有降低，经过发明人观测陶瓷微球和玄武岩微球形成较为稳定的空间三维网，能够有效分散应力，抑制沥青裂纹的发展，能够显著提高沥青的综合路用性能，具有明显的应变率效应，内三维网格结构动态压缩模量、强度随应变率的增加而提高，网格碎裂后仍有较大的变形空间，依然能够承受高强度的应力变化，有效地提高了复合材料对冲击能量的吸收能力，而本例所用的碳微球和玻璃微球构建了具备更高刚性的体系，导致其动稳定度表现十分平缓，变化区间小，但同样的，其主要以磨损形式产生损耗，并不具备本发明以弹性形变为主的形变形式。

对比例4

一种沥青的制备方法，其具体制备方法同实施例2，仅不对本发明特有的微波活化进行使用，进行沥青的制备，具体操作如下：

(2)将前驱体、粒径大小为150目的氯化聚乙烯树脂、pH为7的饱和羧甲基纤维水溶液、具体是规格为99.95％metals basis的升华硫，混合均匀，在温度为145℃条件下搅拌230min，以4500r/min的速度剪切75min，以150℃的温度溶胀发育30min，制得沥青。

低温劈裂(MPa)	冻融劈裂强度比(％)	密度(g/cm³)	软化点(℃)	弹性恢复率(％)
					1.957	84.26	1.07	78.7	72.9

动稳定度(次/mm)	动稳定度*(次/mm)	动稳定度**(次/mm)	动稳定度***(次/mm)
				2325	2412	2409	2304

从上述表征结果与实施例2对比发现，对比例制备的沥青各项性能均不如实施例，经过发明人观测，微波活化可以有效提高沥青的整体性能，微波活化的能量激活C＝C键，促使双键断裂，组成具备高活性的-CH₃键，提高空间三维网络支链联接能力，促进各组分与沥青的结合。在低温环境下活性的-CH₃键与橡胶、纤维和树脂的结合力保证沥青内部结构不会发生冷断裂，在高温条件下沥青的相位角变得更平滑且更相近，一定程度的消除了橡胶颗粒尺寸效应，保证沥青内部的多相连续三维空间结构结构共混体系不发生变形。

对比例5

某市售沥青与实施例2进行相同的性能表征，具体表征结果如下。

低温劈裂(MPa)	冻融劈裂强度比(％)	密度(g/cm³)	软化点(℃)	弹性恢复率(％)
					2.054	80.37	1.08	73.24	64.28

动稳定度(次/mm)	动稳定度*(次/mm)	动稳定度**(次/mm)	动稳定度***(次/mm)
				2842	2836	2631	2291

从上述表征结果与实施例2对比发现，市售沥青具备更高的抗车辙能力，但是经过实践操作发明人发现，市售沥青不具备抗紫外能力，市售沥青铺设的路面使用寿命明显低于本发明制备的沥青。

Claims

1.一种沥青的制备方法，其特征在于，

所述方法包括：

(3)对沥青粗品进行微波活化，即得到所述沥青。

2.根据权利要求1所述的一种沥青的制备方法，其特征在于，

步骤(1)所述橡胶为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；

3.根据权利要求1所述的一种沥青的制备方法，其特征在于，

步骤(1)所述无机改性剂为陶瓷微球和玄武岩微球混合物；

4.根据权利要求1或2或3所述的一种沥青的制备方法，其特征在于，

步骤(1)所述原料沥青为煤焦沥青和/或石油沥青；

5.根据权利要求1所述的一种沥青的制备方法，其特征在于，

步骤(2)所述有机改性剂为羧甲基纤维素水溶液；

步骤(2)所述交联剂为硫磺。

6.根据权利要求5所述的一种沥青的制备方法，其特征在于，

所述羧甲基纤维素水溶液为饱和羧甲基纤维素水溶液；

所述硫磺为结晶型硫磺。

7.根据权利要求1或5或6所述的一种沥青的制备方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的一种沥青的制备方法，其特征在于，

步骤(1)和步骤(2)所述高温搅拌均于125～160℃条件下进行，持续20～40min；

步骤(1)和步骤(2)所述剪切均以4000～5000rpm转速剪切60～90min；

9.根据权利要求1所述的一种沥青的制备方法，其特征在于，

步骤(3)所述微波活化过程将沥青粗品置于800～1000W功率微波条件下活化60～120s。

10.一种由权利要求1至9任一方法所制得的沥青。