一种复合改性高粘高弹沥青及其制备方法技术

一种复合改性高粘高弹沥青及其制备方法，属于公路工程建设材料技术领域。本发明专利技术是针对高速公路薄层罩面养护技术的高质量要求，解决传统薄层技术在特殊路段及重大交通量路段路用性能薄弱的难题。提供一种复合改性高粘高弹沥青，该沥青其路用性能较SBS改性沥青有大幅提升，尤其是高温性能和耐久性能，适用于重载交通路段的薄层罩面维修养护工程。可提高混合料的抗剪强度，增强薄层罩面的水稳定性、抗裂性能，延长道路使用寿命，有助于推进预防性养护技术向高质量发展。

【技术实现步骤摘要】
一种复合改性高粘高弹沥青及其制备方法
本专利技术属于公路工程建设材料
，具体涉及一种复合改性高粘高弹沥青和复合改性高粘高弹沥青的制备方法。
技术介绍
随着交通运输事业的迅猛发展，人们对沥青路面品质提出更高的需求，高性能路面、多功能路面、特殊路面等应运而生。因此，改性沥青的发展也面临着更大挑战，普通改性沥青作为路面的结合料，存在粘度低、集料裹附厚度不足、在重载交通下路面耐久性不高等系列问题。近年来，高粘高弹改性沥青成为了研究热点，其广泛应用于大孔隙排水降噪路面、钢桥面的铺筑。研究实践表明：在相同级配和沥青用量的前提下，沥青胶结料的性能对沥青路面的使用质量、使用寿命起决定性作用。沥青胶结料的粘结性能，决定了混合料结构的强度、抵抗荷载的能力；而沥青胶结料的弹性恢复性能，决定了路面承受多次重复荷载作用下的变形恢复能力，即车辙病害和疲劳破坏的产生时间。可见，沥青胶结料的粘弹性直接影响了工程的质量、病害的产生时间、维修养护频率等。因此，研制一种复合改性高粘高弹沥青，全面提升沥青的整体性能，在重载交通量以及长大纵坡路段工程中具有广阔的应用前景和应用价值。项目通过添加改性剂、增粘剂、增弹剂、相容剂、助剂等材料，实现沥青的粘弹性能的提高，同时兼顾施工和易性，制备复合改性高粘高弹沥青。通过对沥青的组分分析、微观结构变化及铰链连接的分析，探究其改性机理。通过机理分析，完善复合改性高粘高弹沥青的配方及生产工艺。开发研制的高粘高弹沥青具有路用性能优良、存储稳定、生产工艺简单、生产成本较市场上同类产品可降低25％以上等优势。并且其路用性能较SBS改性沥青有大幅提升，可显著提高沥青混合料的抗剪强度，增强混合料的水稳定性、抗裂性能，延长道路使用寿命。项目研究成果适用于重载交通路段的薄层罩面维修养护工程，可有效解决传统超薄磨耗层技术在特殊路段及重大交通量路段路用性能薄弱的难题。也适用于对改性沥青有较高要求的特殊路段，可应用于桥面铺装、排水路面中，提升这些技术的路用性能和使用质量，有助于推进我省改性沥青技术、沥青路面养护技术的高质量发展。
技术实现思路
本专利技术是针对高速公路薄层罩面养护技术的高质量要求，解决传统薄层技术在特殊路段及重大交通量路段路用性能薄弱的难题。提供一种复合改性高粘高弹沥青，该沥青其路用性能较SBS改性沥青有大幅提升，尤其是高温性能和耐久性能，适用于重载交通路段的薄层罩面维修养护工程。可提高混合料的抗剪强度，增强薄层罩面的水稳定性、抗裂性能，延长道路使用寿命，有助于推进预防性养护技术向高质量发展。本专利技术通过大量的比例试验、性能分析与调试，最终确定通过以下技术方案来实现：本专利技术提供一种复合改性高粘高弹沥青，其60℃动力粘度可达到50000Pa.s以上，而135℃运动粘度小于3Pa.s，弹性恢复大于90％，5℃延度大于30cm；所述的复合改性高粘高弹沥青，其成分按重量百分比为：复合改性剂3～7％、增粘剂1～9％、增弹剂5～28％、相容剂0.5～6％、助剂0.2～2％、其它为基质沥青，均匀混合而成。本专利技术提供一种复合改性高粘高弹沥青的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量百分比选取各原材料：复合改性剂3～7％，增粘剂1～9％，增弹剂5～28％，相容剂0.5～6％，助剂0.2～2％，其它为基质沥青；(2)将定量基质沥青预热至170～190℃；(3)将增粘剂、增弹剂、相容剂加入预热的基质沥青中，保持温度为175～185℃，低速搅拌25～55min；(4)控制温度为170～190℃，分多次将定量复合改性剂加入上述混合物中，循环剪切10～40min；(5)控制一定温度，高速循环剪切0.5～2h，剪切速率控制在3500～6000r/min，剪切至添加材料均匀分散在基质沥青中，无明显颗粒为止；(6)温度控制在150～180℃，加入助剂，搅拌20～55min；(7)恒温发育一定时间，即可得到性能稳定的复合改性高粘高弹沥青。助剂加入后会发生化学反应，使得沥青性能更加稳定，但如果一次性加入会影响其与沥青的接触反应效果，很难达到良好的稳定效果，故建议将助剂分3等份，每隔3～5min加入一次，待搅拌均匀后再加入，这样可保证助剂与沥青的充分接触反应，效果更佳。所述的基质沥青为重交道路石油沥青，标号为70#或90#。所述的改性剂为复合改性剂SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)。所述的增粘剂MCS为树脂类增粘剂，有液态油性和块状固体，如松香树脂油、APAO无规聚丙烯。所述的增弹剂为胶粉、SiC晶须、脱硫橡胶颗粒中的一种或几种。所述的相容剂为糠醛抽出油，是一种溶剂提取法得到的含有芳香分和饱和分的高芳烃油，外观呈墨绿色。所述的助剂为具有长链烷基的聚酰胺类产品，外观呈棕色液体。本专利技术优点：本专利技术复合改性高粘高弹沥青具有良好的高低温性能、生产成本低、存储稳定性好等优点。60℃动力粘度可达到50000Pa.s以上，而135℃运动粘度小于3Pa.s，5℃延度大于30cm，保证优良的路用性能同时兼顾了施工和易性。弹性恢复大于90％，保证了混合料的低温抗裂性能、耐久性能。成本较目前市场上常用的同类产品可降低25％以上，最高可达40％，平抑了同类产品的高价市场。综述，复合改性高粘高弹沥青是一种性能优良的路用粘结材料，适用于重载交通路段的薄层罩面维修养护工程，可有效解决传统超薄磨耗层技术在特殊路段及重大交通量路段路用性能薄弱的难题；若替换传统薄层罩面的中的改性沥青，可显著提高混合料路用性能，有效防止病害的发生，提高路面使用质量，延长其使用寿命。也适用于对改性沥青有较高要求的特殊路段，如桥面铺装、排水路面等，提升这些技术的路用性能和使用质量。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，均属于本专利技术保护的范围。实施例1一种复合改性高粘高弹沥青，其成分按重量百分比为：2.7％的复合改性剂、0.9％的增粘剂、4.6％的增弹剂、0.5％的相容剂、0.2％的助剂、其它为基质沥青，均匀混合而成。上述复合改性高粘高弹沥青的制备，按照如下操作步骤进行：(1)按重量百分比选取各原材料：复合改性剂2.7％，增粘剂0.9％，增弹剂4.6％，相容剂0.5％，助剂0.2％，其它为基质沥青；(2)将90#基质沥青500g，预热至175℃；(3)将增粘剂5g、增弹剂25g、相容剂2.5g加入预热的基质沥青中，保持温度为185℃，低速搅拌35min；(4)控制温度为185℃，分多次将复合改性剂15g加入到上述混合物中，循环剪切40min；(5)温度控制在180℃，高速循环剪切2h，剪切速率控制在5000r/min，剪切至添加材料均匀分散在基质沥青中，无明显颗粒为止；(6)温度控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合改性高粘高弹沥青，其特征在于，其成分按重量百分比为：复合改性剂3～7％、增粘剂1～9％、增弹剂5～28％、相容剂0.5～6％、助剂0.2～2％、其它为基质沥青，均匀混合而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合改性高粘高弹沥青，其特征在于，其成分按重量百分比为：复合改性剂3～7％、增粘剂1～9％、增弹剂5～28％、相容剂0.5～6％、助剂0.2～2％、其它为基质沥青，均匀混合而成。


2.根据权利要求1所述的复合改性高粘高弹沥青，其特征在于，60℃动力粘度可达到50000Pa.s以上，135℃运动粘度小于3Pa.s，弹性恢复大于90％，5℃延度大于30cm。


3.根据权利要求1所述的复合改性高粘高弹沥青，其特征在于，其中复合改性剂的重量百分比为5％，增粘剂的重量百分比为5％，增弹剂的重量百分比为18％，助剂的重量百分比为1.5％。


4.权利要求1所述的复合改性高粘高弹沥青的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按重量百分比选取各原材料：复合改性剂3～7％，增粘剂1～9％，增弹剂5～28％，相容剂0.5～6％，助剂0.2～2％，其它为基质沥青；
(2)将定量基质沥青预热至170～190℃；
(3)将增粘剂、增弹剂、相容剂加入预热的基质沥青中，保持温度为175～185℃，低速搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴耀东，金塬上，黄硕磊，高立波，吴玉辉，任俊达，杨磊，刘楠，李卓琳，张茁峰，
申请(专利权)人：辽宁省交通科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21