一种SMA沥青混凝土改性剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种SMA沥青混凝土改性剂及其制备方法，涉及道路工程材料领域，包括：以SBS改性剂、助溶剂、增溶剂为组成成分的改性剂基本料；木质素纤维；以及交联剂和促进剂；其方法包括：将SBS改性剂、助溶剂、增溶剂在高温下混合，得到混合均匀的改性剂基本料；对改性沥青基本料进行第一降温处理后，加入木质素纤维，进行搅拌，得到混有木质素纤维的改性剂基本料；对所述混有木质素纤维的改性剂基本料进行第二降温处理后，加入交联剂和促进剂，混合均匀后，造粒得到SMA沥青混凝土改性剂。本发明专利技术制得的改性剂可以直接用于现场投放，解决了SBS改性沥青的储存离析和性能衰减问题，以及纤维投放的分散不均、容易出现油斑的施工缺陷。

SMA asphalt concrete modifier and preparation method thereof

The invention discloses a SMA asphalt modifier and preparation method thereof, relates to the field of road engineering materials, including: SBS modifier, solvent, solubilizing agent for the composition of the modifier basic material; lignin fibers; and a crosslinking agent and accelerant; the method includes: the SBS modifier solvent, solubilizing agent, mixed at high temperature, to obtain basic material mixing modification agent; the basic material of modified asphalt are the first cooling treatment after adding lignin fiber, stirring, get mixed agent basic material modified lignin fibers; the mixed surfactant modified basic material lignin fiber was second after cooling treatment, adding cross-linking agent and accelerant, mixing, granulating SMA modifier for asphalt concrete. The prepared modifier can be directly used for on-site delivery, to solve the problem of storage segregation and attenuation properties of SBS modified asphalt, and put the dispersion fibers is uneven, prone to defects in construction spot.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及道路工程材料领域，尤其涉及一种SMA沥青混凝土综合改性剂及其制备的沥青混凝土。
技术介绍
随着经济与社会的发展，对于道路工程的施工质量要求日益提高，沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)以其优良的抗车辙性能和抗滑性能得到了广泛的应用，目前已经成为高等级公路建设首选的路面材料之一。SMA是一种由沥青结合料、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合料。SMA混合料中沥青结合料的质量必须满足沥青玛蹄脂的需要，即具有较高的黏度和优异的高低温性能，目前常用SBS改性沥青。当前SBS改性沥青一般采取湿法制得，即预先在工厂将SBS改性剂与基质沥青经过溶胀、剪切、发育的方法制备成品SBS改性沥青，这不但增加了额外的运输和生产环节，而且成品SBS改性沥青属于热力学不稳定体系，在储存运输过程中必然会发生不同程度的改性剂离析分层、指标衰减等问题，对于不易改性的沥青，这种衰减格外显著。一般SBS改性沥青出厂后，平均要经过2天左右的运输和储存，如遇阴雨天气或其他管理变化导致无法施工，存放时间可能达到5天以上，在此期间改性沥青的性能指标已经发生严重衰减，甚至无法满足工程要求，给路面质量造成了一系列问题。因此目前常用的湿法制成的SBS改性沥青不仅增加了生产成本，造成了环境污染，降低了施工灵活性，还给路面质量带来了不良影响。纤维稳定剂是SMA混合料必须使用的材料，能够对混合料起到加筋、分散、稳定、增粘等作用，研究表明，随着纤维的加入，沥青混凝土的飞散及析漏明显改善。木质纤维素是天然木材经过化学处理得到的有机纤维，是SMA最常用的纤维稳定剂，目前木质素纤维分为絮状和颗粒状两种。絮状木质素纤维在存放过程中容易受潮变质，同时在加入过程中容易发生漂浮，因此必须将塑料包装好的整袋纤维直接投入拌合楼使用，拌合时塑料包装受热融化，纤维被集料分散到混合料中，但这样无法保证纤维混合均匀，因此铺筑的路面表面容易出现油斑等现象，而且塑料包装的加入给混合料的低温性能带来了不利影响。使用颗粒纤维时，造粒的过程中木质纤维素加热性能受损，不能发挥应有作用，另外在短暂的拌合时间内颗粒中的纤维难以分散均匀，造成了材料的浪费。因此如何将木质素纤维有效加入是合理使用SMA沥青混凝土急需解决的问题。目前在SMA沥青混合料生产领域已经出现直投式SBS改性技术，并在实体工程中得到应用，但处于技术上的困难(即SBS改性剂需要热造粒、木质素纤维需要冷造粒)，SBS改性剂与木质素纤维两种物质难以共同熔融造粒。在此情况下生产SMA，木质素纤维仍然需要以絮状或者颗粒的形式与SBS改性剂分别投放，这不仅增加了现场操作强度，且两种外加材料在拌和锅内短时间的均匀分散性降低，给混合料的性能指标造成不稳定性影响，因此迫切需要一种简洁有效的方法一次性解决外加改性剂的问题，实现纤维和SBS改性两种材料的简单和稳定投放、均匀分散，生产高品质的SMA沥青混合料。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的SBS改性剂与木质素纤维两种物质难以共同熔融造粒的技术问题，本专利技术提供一种SMA混合料改性剂及其制备方法，以及利用SMA混合料改性剂制备的SMA混合料。为了实现本专利技术的目的，本专利技术第一方面提供一种SMA沥青混凝土改性剂，其可在施工现场直接投放拌合使用，不需要进行溶胀、剪切和发育处理，其由：以SBS改性剂、助溶剂、增溶剂为组成成分的改性剂基本料；木质素纤维；以及交联剂和促进剂制备而成。其中，所述改性剂基本料还包括助溶剂。其中，所述SBS改性剂、增溶剂、木质素纤维、交联剂、促进剂、助溶剂的重量份配比为：优选的，所述SBS改性剂、增溶剂、木质素纤维、交联剂、促进剂、助溶剂的重量份配比为：其中，所述SBS改性剂为线性或星型的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的一种或复配。优选的但不限于，所述SBS改性剂的熔融指数大于2g/10min。其中，所述增溶剂为沥青、FCC油浆、糠醛抽出油、环烷油、石油常减压蒸馏的侧线油、废旧机油、回收地沟油的一种或复配。增溶剂的添加能够对SBS改性剂起到预溶胀作用，一方面在造粒时可以降低SBS改性剂造粒温度，另一方面在使用过程中能够促进发生交联反应。其中，所述助溶剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(简称EVA)。其中，所述助溶剂中的醋酸乙烯含量为15％-28％，熔融指数大于15g/10min。EVA具有优良的柔韧性及弹性，受其分子结构的影响其熔融指数相对较高，通过EVA的添加可以提高改性剂的熔融指数，不但可以降低造粒温度，还可以促进SBS与沥青的相容，当选用熔融指数大于6g/10min的SBS改性剂时，可以不添加助溶剂。其中，所述交联剂为硫磺。其中，所述硫磺可以是粉末状、片状或液体状态。其中，所述促进剂为乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、二苄基二硫代氨基甲酸锌、二硫化四苄基秋兰姆、硬脂酸、过氧化苯甲酰和氧化锌中的一种或几种，经过优化配比的促进剂能够促进改性剂交联反应的发生，促进形成稳定的网状结构。为实现本专利技术的目的，本专利技术第二方面提供一种制备第一方面的改性剂的方法，包括以下步骤：将SBS改性剂、增溶剂在高温下进行混合，得到混合均匀的改性剂基本料；对所述改性沥青基本料进行第一降温处理后，加入木质素纤维，进行搅拌，得到混有木质素纤维的改性剂基本料；对所述混有木质素纤维的改性剂基本料进行第二降温处理后，加入交联剂和促进剂，混合均匀后，造粒得到SMA沥青混凝土改性剂。其中，造粒方式可以采用螺杆等方式实现。其中，所述高温下进行混合的温度为64-192℃，优选为80-160℃，进一步优选为96-128℃。其中，所述高温下进行混合的时长为5min-60min，优选为10-50min，进一步优选为20min-30min。在上述时间及温度参数中，高温混合温度若过高，木质素纤维将会受热老化，其性质将发生变化；高温混合温度若过低，SBS改性剂难以预溶胀并分散，影响改性效果。混合时间过长，木质素纤维、SBS改性剂及增溶剂同样会在氧气的作用下发生老化反应，影响性能的正常发挥；混合时间不足会导致预溶胀和混合的均匀程度，因此专利技术经过大量试验，发现了能够满足既不使木质素纤维老化、又不使SBS改性剂分散的操作温度与时间，实现了木质素纤维与干法SBS改性的结合。其中，所述SBS改性剂与增溶剂的质量份比为：SBS改性剂15-40：增溶剂20-55。其中，所述SBS改性剂为线性或星型的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的一种或复配，优选但不限于熔融指数大于2g/10min的SBS改性剂。其中，所述增溶剂为沥青、FCC油浆、糠醛抽出油、环烷油、石油常减压蒸馏的侧线油、废旧机油、回收地沟油的一种或复配。特别是，所述第一降温处理温度为36-120℃，优选为45-100℃，进一步优选为54-80℃。其中，所述木质素纤维与所述改性沥青基本料的重量份配比为：木质素纤维15-40：SBS改性剂15-40：增溶剂20-55。其中，所述木质素纤维可为絮状或颗粒状存在。特别是，所述第二降温处理温度为12-60℃，优选为15-50℃，进一步优选为18-40℃。其中，所述交联剂和促进剂与所述SMA沥青混凝土改性剂的质量份配比，即交联剂和促进剂与木质素纤维、SBS改性剂、增溶剂的质量份配比为：交联剂0.2-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SMA沥青混凝土改性剂，其特征在于，其可在施工现场直接投放拌合使用，不需要进行溶胀、剪切和发育处理，其成分包括：以SBS改性剂、助溶剂、增溶剂为组成成分的改性剂基本料；木质素纤维；以及交联剂和促进剂。

【技术特征摘要】
1.一种SMA沥青混凝土改性剂，其特征在于，其可在施工现场直接投放拌合使用，不需要进行溶胀、剪切和发育处理，其成分包括：以SBS改性剂、助溶剂、增溶剂为组成成分的改性剂基本料；木质素纤维；以及交联剂和促进剂。2.如权利要求1所述的SMA沥青混凝土改性剂，其特征在于，所述SBS改性剂、助溶剂、增溶剂为组成成分的改性剂基本料是将SBS改性剂、助溶剂、增溶剂在80-160℃下进行混合，得到混合均匀的改性剂基本料。3.如权利要求1所述的SMA沥青混凝土改性剂，其特征在于，按重量份计，所述SBS改性剂、增溶剂、木质素纤维、交联剂、促进剂、助溶剂的配比为：4.如权利要求3所述的改性剂，其特征在于，所述木质素纤维是将改性剂基本料进行第一降温处理后加入。5.如权利要求4所述的改性剂，其特征在于，所述SMA沥青混凝土改性剂是将混有木质素纤维的改性剂基本料进行第二降温处理后，加入交联剂和促进剂，混合均匀后，造粒得到。6.一种制备权利要求1所述的改性剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将SBS改性剂、助溶剂、增溶剂在高温下进行混合，得到混合均匀的改性剂基本料；对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐国奇，徐令金，
申请(专利权)人：北京中路铺面技术有限公司，国路高科北京交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11