CN101210086B - 沥青混凝土抗车辙改性剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种沥青混凝土使用的抗车辙改性剂。沥青混凝土抗车辙改性剂，其特征在于它由以下原料组成，各原料质量份配比为：再生低密度聚乙烯65～80份，增粘剂10～30份，活化橡胶粉0～5份；所述的增粘剂为石油树脂或松香树脂。本发明具有价格低廉、性能优异；能够提高沥青混凝土高温稳定性能、增加路面承载力，延长路面使用年限。

Description

沥青混凝土抗车辙改性剂
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及到沥青混凝土使用的抗车辙改性剂。
技术背景
车辙是行车道轮迹带上产生的永久变形，由轮迹的凹陷及两侧的***组成。根据车辙的不同形成过程，可将车辙分成三大类型：失稳型车辙、结构型车辙、磨耗型车辙。有关资料研究表明，目前最为严重的便是失稳型车辙。失稳型车辙是指当沥青混合料的高温稳定性不足时，沥青路面结构层在车轮荷载作用下，其内部材料因流动而产生横向位移而在轮迹处形成凹陷。
车辙的出现，严重影响了路面的使用寿命和服务质量，给路面及路面使用者带来了许多危害：影响路面的平整度，降低了行车舒适性；轮迹处沥青层厚度减薄，削弱了沥青及路面结构的整体强度，从而易于诱发各种病害，如网裂和水损坏等；雨天路表排水不畅，降低了路面的抗滑能力，甚至于会由于车辙积水而导致车辆漂滑，冬天车辙内存水凝结成冰，路面抗滑能力下降，影响高速行车的安全；车辆在超车或更换方向时失控，影响车辆操纵的稳定性。
随着车辙问题的越来越严重，人们尝试采用改性沥青、SMA路面，但仍未能很好的解决车辙问题。采用沥青混凝土抗车辙改性剂是近年来解决沥青路面车辙问题的一个新思路。沥青混凝土抗车辙改性剂为高分子聚合物，主要目的是改善沥青混凝土的高温稳定性能，使用少量便能获得很好的效果，国外已有成熟的产品。但国外产品价格昂贵，造成建设成本大幅度增加，无法大面积使用。
中国专利申请CN1887951(公开日20070103)“高等级沥青路面抗车辙外加剂”公布了一种抗车辙改性剂，该抗车辙外加剂由低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、石油沥青和藻硅土组成，该产品防水、耐磨性能好，成型速度快；其不足之处是：工艺过程复杂、成本较高。
发明内容
本发明旨在提供一种价格低廉、性能优异的沥青混凝土抗车辙改性剂。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：沥青混凝土抗车辙改性剂，其特征在于它由以下原料组成，各原料质量份配比为：
再生低密度聚乙烯    65～80份，
增粘剂              10～30份，
活化橡胶粉          0～5份；
所述的增粘剂为石油树脂或松香树脂。
所述的活化橡胶粉的质量份配比为：1～5份。
增粘剂采用石油树脂时，用量为10～25份；增粘剂采用松香树脂时，用量为15～30份。
上述沥青混凝土抗车辙改性剂的制备方法如下：
将再生低密度聚乙烯、增粘剂、活化橡胶粉按比例在常温下混合均匀后，投入双螺杆挤出机，开机共混温度控制140～160℃，混合物经挤出机挤出造粒，冷却至常温即得沥青混凝土抗车辙改性剂。
本发明的优点是：
1、以再生低密度聚乙烯为主要原料，价格低廉；
2、性能优异：再生低密度聚乙烯原料中加入的石油树脂或松香树脂可以增加沥青混凝土的粘性，活化橡胶粉的加入可以改善沥青混凝土的抗老化性和低温性能；低密度聚乙烯可以显著改善集料与沥青的粘结性能，同时扩大了沥青的粘弹性，在沥青混凝土中限制了沥青流动，降低了沥青的温度敏感性。该改性剂能够提高沥青混凝土高温稳定性能、增加路面承载力，延长路面使用年限。
沥青混凝土抗车辙改性剂作用机理如下：
1)、集料增粘作用，抗车辙改性剂拌和时首先与集料干拌，部分熔融于集料表面，提高了集料的粘结性，作用等同于对集料进行了预改性；
2)、沥青改性作用；抗车辙剂在湿拌和运输过程中，部分溶解或溶胀于沥青中，形成胶结作用，从而达到提高软化点温度、增加粘度、降低热敏性等沥青改性的作用；
3)、纤维加筋作用；聚合物形成的微结晶区具有相当的劲度，在拌和过程中部分拉丝成塑料纤维，在集料骨架内搭桥交联而形成纤维加筋作用；
4)、细集料骨架作用；抗车辙剂在施工中临时软化，然后这些颗粒在碾压过程中热成型，具有高粘附性的单一粒径细集料填充了集料骨架中的空隙，因而既增加了沥青混合料结构的骨架作用，同时又降低了成型路面的渗透性；
5)、变形恢复作用；抗车辙剂的弹性成分在较高温度时具有使路面的变形部分弹性恢复的功能，因而降低了成型沥青路面的永久变形。
本发明经实验室内试验研究，能够大幅度提高沥青混凝土高温稳定性能。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
以生产1000g沥青混凝土抗车辙改性剂为例，各原料用量如下(再生低密度聚乙烯、增粘剂、活化橡胶粉、均为市售商品)：
再生低密度聚乙烯(熔体流动速率0.3～0.8g/10min)    800g，
石油树脂(增粘剂)                                 150g，
活化橡胶粉                                       50g。
上述沥青混凝土抗车辙改性剂的制备方法如下：将上述再生低密度聚乙烯、石油树脂、活化橡胶粉在常温下混合均匀后，投入双螺杆挤出机，开机共混温度控制140℃，混合物经挤出机挤出造粒，冷却至常温即得本产品。
由于再生聚乙烯没有规范名称，故以国家标准指标熔体流动速率来定义使用的聚乙烯类型。采用熔体流动速率在0.3～0.8g/10min或者分子量在4～5万的再生聚乙烯效果比较好。
实施例2：
以生产1000g沥青混凝土抗车辙改性剂为例，各组分用量如下：
再生低密度聚乙烯(熔体流动速率0.6～0.8g/10min)    650g，
松香树脂                                         300g，
活化橡胶粉                                       50g。
上述沥青混凝土抗车辙改性剂的制备方法如下：将再生低密度聚乙烯、松香树脂、活化橡胶粉按比例在常温下混合均匀后，投入双螺杆挤出机，开机共混温度控制150℃，混合物经挤出机挤出，冷却至常温造粒即得产品。
实施例3：
以生产1000g沥青混凝土抗车辙改性剂为例，各组分用量如下：
再生低密度聚乙烯         700g，
松香树脂                 300g。
上述沥青混凝土抗车辙改性剂的制备方法如下：将再生低密度聚乙烯、松香树脂按比例在常温下混合均匀后，投入双螺杆挤出机，开机共混温度控制160℃，混合物经挤出机挤出造粒，冷却至常温即得沥青混凝土抗车辙改性剂。
本发明经实验室室内大量试验证明效果良好。试验按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)进行，技术指标按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)对比进行。
沥青混凝土抗车辙改性剂的使用方法如下：
在沥青混凝土热集料干拌时，将沥青混凝土抗车辙改性剂投放入搅拌器中，与集料混合料均匀，拌合温度需要提高10～15℃。沥青混凝土抗车辙改性剂使用量为沥青混凝土质量的0.2～0.6％，当用量为0.2～0.4％时，沥青混凝土石油比不变；当用量为0.5～0.6％时，沥青混凝土油石比提高0.05～0.01％。
1、高温车辙性能：
表1  沥青混合料车辙试验(表1-3中的抗车辙剂为本发明的沥青混凝土抗车辙改性剂)
项目 动稳定度(次/mm)    车辙深度(次/mm)
    沥青混凝土+0.0％抗车辙剂沥青混凝土+0.3％抗车辙剂沥青混凝土+0.5％抗车辙剂     2410732910692    2.4810.7740.674
2、抗水损坏性能：
表2  沥青混合料冻融劈裂试验
项目     冻融前劈裂强度(MPa)   冻融后劈裂强度(MPa) TSR(％)
    沥青混凝土+0.0％抗车辙剂沥青混凝土+0.3％抗车辙剂沥青混凝土+0.5％抗车辙剂     1.001.301.50     0.801.201.40     809293
3、低温抗裂性能：
表3  沥青混合料低温弯曲性能试验(-10℃)
    项目     弯拉强度(Mpa)     劲度模量(Mpa)     弯拉应变(με)
    沥青混凝土+0.0％抗车辙剂沥青混凝土+0.3％抗车辙剂沥青混凝土+0.5％抗车辙剂     13.714.815.8     95031115210539     142914891354
实施例4：
沥青混凝土抗车辙改性剂，它由以下原料组成，各原料质量份配比为：
再生低密度聚乙烯    65份，
石油树脂            10份。
上述沥青混凝土抗车辙改性剂的制备方法如下：
将再生低密度聚乙烯、石油树脂按比例在常温下混合均匀后，投入双螺杆挤出机，开机共混温度控制160℃，混合物经挤出机挤出造粒，冷却至常温即得沥青混凝土抗车辙改性剂。
实施例5：
沥青混凝土抗车辙改性剂，它由以下原料组成，各原料质量份配比为：
再生低密度聚乙烯    65份，
石油树脂            10份，
活化橡胶粉          1份；
上述沥青混凝土抗车辙改性剂的制备方法如下：
将再生低密度聚乙烯、石油树脂、活化橡胶粉按比例在常温下混合均匀后，投入双螺杆挤出机，开机共混温度控制140℃，混合物经挤出机挤出造粒，冷却至常温即得沥青混凝土抗车辙改性剂。
实施例6：
沥青混凝土抗车辙改性剂，它由以下原料组成，各原料质量份配比为：
再生低密度聚乙烯    80份，
松香树脂            30份，
活化橡胶粉          5份；
上述沥青混凝土抗车辙改性剂的制备方法如下：
将再生低密度聚乙烯、松香树脂、活化橡胶粉按比例在常温下混合均匀后，投入双螺杆挤出机，开机共混温度控制160℃，混合物经挤出机挤出造粒，冷却至常温即得沥青混凝土抗车辙改性剂。

Claims (2)

1.沥青混凝土抗车辙改性剂，其特征在于它由以下原料组成，各原料质量份配比为：
再生低密度聚乙烯           65～80份，
增粘剂                     10～30份，
活化橡胶粉                 0～5份；
所述的增粘剂为石油树脂或松香树脂，增粘剂为石油树脂时，用量为10～25份；增粘剂为松香树脂时，用量为15～30份。
2.根据权利要求1所述的沥青混凝土抗车辙改性剂，其特征在于：所述的活化橡胶粉的质量份配比为：1～5份。
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