CN109777134A - 一种高模量温拌沥青添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种高模量温拌沥青添加剂及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109777134A
CN109777134A CN201910095821.0A CN201910095821A CN109777134A CN 109777134 A CN109777134 A CN 109777134A CN 201910095821 A CN201910095821 A CN 201910095821A CN 109777134 A CN109777134 A CN 109777134A
Authority
CN
China
Prior art keywords
modulus
warm
additive
asphalt
mix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910095821.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109777134B (zh
Inventor
方四发
孙聪
程金梁
洪锦祥
熊子佳
肖铭钊
卢吉
郭鹏
尹炼
张宏斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sobute New Materials Co Ltd
Wuhan Municipal Construction Group Co Ltd
Original Assignee
Sobute New Materials Co Ltd
Wuhan Municipal Construction Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sobute New Materials Co Ltd, Wuhan Municipal Construction Group Co Ltd filed Critical Sobute New Materials Co Ltd
Priority to CN201910095821.0A priority Critical patent/CN109777134B/zh
Publication of CN109777134A publication Critical patent/CN109777134A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109777134B publication Critical patent/CN109777134B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/30Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明属于交通工程外加剂领域,涉及一种高模量温拌沥青添加剂的制备及其应用。所述添加剂以高模量温拌主剂、热塑性弹性体、植物油、交联剂、偶联剂、抗氧剂、抗老剂和增粘树脂为主要原料,通过单螺杆低温挤出造粒制备而成。本发明制备的高模量温拌添加剂可直接外投于混合料中,适用于对环保要求较高的高模量沥青路面工程及冬季低温施工环境;利用该高模量温拌沥青添加剂制备的沥青混合料具有高温性能突出、动态模量高、低温韧性好、抗水损害性能优异等特点,并可降低混合料拌合及摊铺碾压等施工温度20‑30℃,实现温拌效果,适合推广应用。

Description

一种高模量温拌沥青添加剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于交通工程外加剂领域,具体涉及一种高模量温拌沥青添加剂及其制备方法和应用。
背景技术
近年来,随着国民经济的飞速发展以及公路建设规模的不断扩大,随之而来出现的车辆超载、重载车的增加问题,使沥青路面损害日益严重。高模量沥青路面技术区别于传统的添加抗车辙剂提高路面抗车辙能力,是从路面整体结构设计出发,通过提升材料综合要求并减薄路面厚度以达到良好的工程和经济效益。
高模量沥青路面技术起源于上世纪的法国,对沥青混合料的15℃,10Hz动态模量提出了明确的要求。我国从2001年引入高模量技术,经过不断的摸索研究,在材料、施工工艺和技术指标方面也得到了不断的技术进步,且根据我国的气候特点提出了45℃,10Hz的高温动态模量大于2000MPa的要求,其中高温模量既能反应路面使用温度,又体现模量提高对路面结构的贡献。高模量沥青路面除了优异的抗车辙性能、抗水损、抗疲劳等综合性能也表现突出,在高速公路、长大纵坡、道路交叉口、桥面铺装等特殊路段具有广阔的应用前景。然而,随着工程环境的复杂,在市政、隧道等对环保安全要求高的区域,沥青发烟问题亟待解决;在冬季低温施工环境,正常的高模量沥青路面难以摊铺压实,因此特殊的工程应用环境都对高模量温拌技术提出了更高的要求。
目前,高模量沥青路面及温拌沥青技术主要都是通过沥青改性剂加以实现。中国专利CN103102707B公开了一种高模量沥青改性剂,由废旧塑料共混造粒制备而成,虽然成本较低、制备方法简单;但缺乏沥青混合料的相关实验及应用性能评价。CN104194366B公开了一种耐低温型高模量沥青改性剂及其制备方法,通过冷加工工艺克服了废塑料和橡胶共混加工工艺差异明显的难题,制备的改性剂高低温性能优异;但应用场合有限,难以适应低温施工环境。CN102976649B公开了一种废胶粉改性沥青用温拌剂及其制备方法,制备的温拌剂可明显降低胶粉改性沥青的粘度,降低施工温度;但对改性沥青的高温性能提升不大。CN107383907A公开了一种温拌高模量沥青改性剂、制备方法及其应用,通过聚合物颗粒裂解制备温拌高模量主剂,制备的改性剂在降低成型温度30℃的前提下仍然具有优异的综合性能;但是该专利中温拌高模量主剂的制备对设备的要求较高,且反应温度很高,反应难以控制。综上,虽然上述改性技术可在一定程度上解决沥青高模量或降低施工温度等问题,但难以同时满足高模量、温拌及综合的使用性能要求。
发明内容
本发明的主要目的在于,针对现有技术存在的不足,提供一种高模量温拌沥青添加剂,利用其改性所得沥青混合料高温性能突出、动态模量高、低温韧性好、抗水损害性能优,可表现出优异的综合性能,且设计的制备方法简单,适合推广应用。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种高模量温拌沥青添加剂,各组分及其所占重量份数包括:
优选的,所述高模量温拌主剂由聚乙烯粉剂与聚乙烯蜡、费托蜡、乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、油酸酰胺、硬脂酸单甘油酯中的至少三种混合制得,其中聚乙烯粉剂占高模量温拌主剂总质量的40-60%。
优选的,所述热塑性弹性体为线型SBS和星型SBS的混合物,其中线型SBS所占质量百分比为70-80%。
优选的,所述增粘树脂为松香树脂、石油树脂、萜烯树脂中的至少一种。
优选的,所述植物油为环氧植物油,可选用环氧大豆油、环氧玉米油、环氧菜籽油、环氧花生油中的至少一种。
优选的,所述偶联剂为氨基硅烷偶联剂,可选用单氨基硅烷偶联剂、双氨基硅烷偶联剂或三氨基硅烷偶联剂中的至少一种。
优选的,所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯。
优选的,所述抗老剂为蒙脱土、纳米二氧化硅、硅藻土中的至少一种。
优选的,所述交联剂为硫磺。
上述一种高模量温拌沥青添加剂的制备方法,包括如下步骤:
1)按配比称取各原料;
2)将称取的热塑性弹性体和植物油,置于卧式弹性体拌料机中常温搅拌进行充油处理,静置得到充油热塑性弹性体;
3)将称取的高模量温拌主剂、增粘树脂、偶联剂、抗氧剂、抗老剂、交联剂在搅拌机中进行混料;
4)将充油热塑性弹性体加入步骤3)所得混合粉料中,在搅拌机中进行拌合,然后加入单螺杆挤出机进行挤出造粒得所述高模量温拌沥青添加剂。
上述方案中,步骤2)中所述充油处理时间为1-3h;静置时间为4-8h。
上述方案中,所述挤出造粒采用的温度为40~100℃之间。
本发明还提供了一种高模量温拌沥青添加剂的应用,利用上述高模量温拌沥青添加剂制备改性沥青混合料,它包括高模量温拌沥青添加剂、SBS沥青、集料和矿粉,其中高模量温拌沥青添加剂所占质量百分比为0.2~0.4%。
上述一种改性沥青混合料的制备方法,它包括如下步骤:
将高模量温拌沥青添加剂、集料先在160~180℃拌锅中拌合,加入SBS沥青继续拌合,最后加入矿粉搅拌即得改性沥青混合料。其中所采用的AC20沥青混合料的油石比固定,所述高模量温拌沥青添加剂占混合料总质量的0.2-0.4%;集料、矿粉加热温度160~180℃左右,SBS沥青加热温度160℃,保证拌合出料温度为130~140℃左右。
而对于不加添加剂的基准混合料(将集料先在拌锅中拌合,加入SBS沥青继续拌合,最后加入矿粉搅拌得基准沥青混合料;其中所采用的AC20沥青混合料的油石比固定),其集料、矿粉的加热温度为180℃,SBS沥青加热温度160℃,保证拌合出料温度为160℃左右。
采用本发明所述高模量温拌沥青添加剂可降低混合料拌合及摊铺碾压等施工温度20-30℃;适用于对环保要求高的市政、隧道等施工项目及冬季低温施工环境。
本发明的原理为:
成分设计:本发明以高模量温拌主剂、热塑性弹性体、环氧植物油和混合反应助剂等为主要原料,通过单螺杆低温挤出造粒制备高模量温拌沥青添加剂:其中采用的聚乙烯、聚乙烯蜡等材料软化点高,组成的高模量温拌主剂有利于提高混合料高温性能和动态模量;季戊四醇硬脂酸酯、费托蜡等低熔点物质可明显降低沥青粘度,使拌合及摊铺碾压温度低于正常温度20-30℃;通过调节高熔点和低熔点组分的比例,可有效兼顾高温性能和温拌效果;采用的热塑性弹性体和环氧植物油具有优异的低温性,可发挥协同作用显著提升改性沥青的低温性能,并与高模量温拌主剂配合作用,兼顾高温性能和低温性能;此外环氧植物油上的部分环氧基可以与氨基硅烷偶联剂上的氨基在沥青拌合的高温条件下发生化学反应,实现沥青、改性剂与集料的高效粘附,进一步提升改性沥青的抗水损性能;蒙脱土、纳米二氧化硅等抗老剂的加入,可对沥青形成插层复合结构或纳米改性,可明显改善沥青的抗老化性能;交联剂的引入可进一步改善改性剂与沥青的相容性并提升改性沥青的高低温综合性能。
工艺改进:本发明所述添加剂通过对热塑性弹性体絮状及粉体颗粒提前充油处理,可以充分吸油溶胀,提高与沥青的相容性;采用低温挤出造粒工艺在原料体系中引入交联体系,进而保证在造粒加工过程不交联而在沥青改性阶段交联;同时控制交联剂的含量较低且不能加入交联促进剂,防止在沥青拌合过程中引起沥青粘度的增加,进一步实现在沥青运输及摊铺后的缓慢交联;此外,挤出设备采用单螺杆挤出造粒而非双螺杆挤出机,有效克服双螺杆挤出机在低温条件下加工时,材料塑化不充分,双螺杆之间的阻力比较大,难以保证正常挤出等问题。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1)本发明所得高模量温拌沥青添加剂有利于提升沥青混合料的综合性能,其高温性能突出、动态模量高、低温韧性好、抗水损性能优异;并可降低沥青发烟并扩展路面施工季节,实现温拌目的,有效兼顾高模量、温拌及综合使用性能要求。
2)本发明采用低温挤出造粒工艺,可有效实现沥青运输及摊铺后的缓慢交联,进一步改善所得沥青混合料的使用性能;且涉及的反应条件温和,具有显著的能耗效益。
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。
以下实施例中,沥青混合料试验中添加或不添加高模量温拌沥青添加剂不影响油石比,因此固定级配和油石比,变化高模量温拌沥青添加剂材料组成、掺量及拌合条件;其中,油石比定义为SBS沥青与集料和矿粉三者总质量的百分比,采用的SBS沥青由韩国SK提供,集料为玄武岩石料;矿粉为石灰石矿粉;油石比固定为4.6,具体级配信息见表1。
表1级配信息
不加添加剂的基准混合料的制备方法具体包括如下步骤:将集料先在拌锅中拌合30s,加入SBS沥青继续拌合90s,最后加入矿粉搅拌90s,即得基准沥青混合料。其中,采用的油石比为4.6;集料、矿粉加热温度为180℃,SBS沥青加热温度为160℃,并保证拌合出料温度为160℃左右。
实施例1
一种高模量温拌沥青添加剂,其制备方法包括如下步骤:
1)按配比称取各原料,各原料及其所占重量份数包括:高模量温拌主剂100份(其中聚乙烯粉剂50份、聚乙烯蜡10份、乙撑双硬脂酰胺15份、季戊四醇硬脂酸酯25份)、热塑性弹性体40份(线型SBS 28份、星型SBS12份)、环氧大豆油60份、萜烯树脂10份、单氨基硅烷偶联剂3份、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯抗氧剂1份、蒙脱土2份、硫磺0.5份;
2)将称取的热塑性弹性体和植物油,置于卧式弹性体拌料机中常温搅拌充油2h,然后静置6h,得充油热塑性弹性体;
3)将称取的高模量温拌主剂、偶联剂、抗氧剂、抗老剂、交联剂在低速搅拌机中混料5min;
4)将充油热塑性弹性体加入至第二步粉料中在低速搅拌机中搅拌5min,然后加入单螺杆挤出机在60℃低温条件下挤出造粒(挤出机螺杆长径比为20:1,螺杆转速为100rpm),得所述高模量温拌沥青添加剂。
应用例
将本实施例所得高模量温拌沥青添加剂应用于制备改性沥青混合料,具体包括如下步骤:将高模量温拌沥青添加剂、集料先在180℃拌锅中拌合30s,加入SBS沥青继续拌合90s,最后加入矿粉搅拌90s,即得改性沥青混合料。其中所采用的AC20沥青混合料的油石比为4.6,所述高模量温拌沥青添加剂占混合料总质量的0.25%(集料、矿粉加热温度180℃左右,SBS沥青加热温度160℃,保证拌合出料温度为130~140℃左右)。
将加高模量温拌沥青添加剂的混合料分别在130℃和140℃压实制备马歇尔试件并测试毛体积密度,不加高模量温拌添加剂的基准混合料在160℃击实制备马歇尔试件,对应的测试结果见表2。
表2实施例1所述添加剂改性沥青混合料的相关性能测试结果
测试项目 基准160℃成型 加添加剂140℃成型 加添加剂130℃成型
毛体积密度 2.405 2.409 2.404
马歇尔稳定度(KN) 14.5 16.6 14.9
浸水残留稳定度(%) 81.1 87.2 84.9
冻融劈裂(%) 75.9 84.5 80.3
动稳定度(次/mm) 4000 10000 8000
动态模量(45℃,10Hz,MPa) 1400 2390 2100
低温弯曲破坏应变(με) 1890 2500 2250
实施例2
一种高模量温拌沥青添加剂,其制备方法包括如下步骤:
1)按配比称取各原料,各原料及其所占重量份数包括:高模量温拌主剂100份(其中聚乙烯粉剂50份、乙撑双硬脂酰胺15份、油酸酰胺20份、硬脂酸单甘油酯15份)、热塑性弹性体80份(线型SBS 64份、星型SBS16份)、环氧花生油60份、石油树脂8份、双氨基硅烷偶联剂5份、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯2份、纳米二氧化硅3份、硫磺1.0份;
2)将称取的热塑性弹性体和植物油,置于卧式弹性体拌料机中常温搅拌充油3h,然后静置5h,得充油热塑性弹性体;
3)将称取的高模量温拌主剂、偶联剂、抗氧剂、抗老剂、交联剂在低速搅拌机中混料5min;
4)将充油热塑性弹性体加入至第二步粉料中在低速搅拌机中搅拌3min,然后加入单螺杆挤出机在80℃低温条件下挤出造粒(挤出机螺杆长径比为28:1,螺杆转速为50rpm),得所述高模量温拌沥青添加剂。
应用例
将本实施例所得高模量温拌沥青添加剂应用于制备改性沥青混合料,具体包括如下步骤:将高模量温拌沥青添加剂、集料先在170℃拌锅中拌合30s,加入SBS沥青继续拌合90s,最后加入矿粉搅拌90s,即得改性沥青混合料。其中所采用的AC20沥青混合料的油石比为4.6,所述高模量温拌沥青添加剂占混合料总质量的0.3%(集料、矿粉加热温度170℃左右,SBS沥青加热温度160℃,保证拌合出料温度为130~140℃左右)。
将加高模量温拌沥青添加剂的混合料分别在130℃和140℃压实制备马歇尔试件并测试毛体积密度,不加高模量温拌添加剂的基准混合料在160℃击实制备马歇尔试件,对应的测试结果见表3。
表3实施例2所述添加剂改性沥青混合料的相关性能测试结果
测试项目 基准160℃成型 加添加剂140℃成型 加添加剂130℃成型
毛体积密度 2.405 2.411 2.406
马歇尔稳定度(KN) 14.5 17.1 15.6
浸水残留稳定度(%) 81.1 88.2 85.1
冻融劈裂(%) 75.9 84.7 80.6
动稳定度(次/mm) 4000 11500 8500
动态模量(45℃,10Hz,MPa) 1400 2460 2100
低温弯曲破坏应变(με) 1890 2730 2370
实施例3
一种高模量温拌沥青添加剂,其制备方法包括如下步骤:
1)按配比称取各原料,各原料及其所占重量份数包括:高模量温拌主剂100份(聚乙烯粉剂60份、费托蜡10份、乙撑双硬脂酰胺5份、季戊四醇硬脂酸酯10份、油酸酰胺15份)、热塑性弹性体60份(线型SBS 45份、星型SBS15份)、环氧玉米油30份、环氧菜籽油50份、萜烯树脂10份、三氨基硅烷偶联剂3份、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯抗氧剂5份、硅藻土3份、硫磺1.5份;
2)将称取的热塑性弹性体和植物油,置于卧式弹性体拌料机中常温搅拌充油1h,然后静置7h,得充油热塑性弹性体;
3)将称取的高模量温拌主剂、偶联剂、抗氧剂、抗老剂、交联剂在低速搅拌机中混料4min;
4)将充油热塑性弹性体加入至第二步粉料中在低速搅拌机中搅拌5min,然后加入单螺杆挤出机在40℃低温条件下挤出造粒(挤出机螺杆长径比为25:1,螺杆转速为200rpm),得所述高模量温拌沥青添加剂。
应用例
将本实施例所得高模量温拌沥青添加剂应用于制备改性沥青混合料,具体包括如下步骤:将高模量温拌沥青添加剂、集料先在160℃拌锅中拌合30s,加入SBS沥青继续拌合90s,最后加入矿粉搅拌90s,即得改性沥青混合料。其中所采用的AC20沥青混合料的油石比为4.6,所述高模量温拌沥青添加剂占混合料总质量的0.2%(集料、矿粉加热温度160℃左右,SBS沥青加热温度160℃,保证拌合出料温度为130~140℃左右)。
将加高模量温拌沥青添加剂的混合料分别在130℃和140℃压实制备马歇尔试件并测试毛体积密度,不加高模量温拌添加剂的基准混合料在160℃击实制备马歇尔试件,对应的测试结果见表4。
表4实施例3所述添加剂改性沥青混合料的相关性能测试结果
测试项目 基准160℃成型 加添加剂140℃成型 加添加剂130℃成型
毛体积密度 2.405 2.407 2.403
马歇尔稳定度(KN) 14.5 16.1 14.5
浸水残留稳定度(%) 81.1 86.7 84.5
冻融劈裂(%) 75.9 83.6 80.5
动稳定度(次/mm) 4000 8900 7300
动态模量(45℃,10Hz,MPa) 1400 2300 1850
低温弯曲破坏应变(με) 1890 2610 2230
实施例4
一种高模量温拌沥青添加剂,其制备方法包括如下步骤:
1)按配比称取各原料,各原料及其所占重量份数包括:高模量温拌主剂100份(聚乙烯粉剂50份、聚乙烯蜡15份、乙撑双硬脂酰胺10份、季戊四醇硬脂酸酯25份)、热塑性弹性体50份(线型SBS 35份、星型SBS15份)、环氧大豆油50份、松香树脂5份、单氨基硅烷偶联剂3份、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯3份、蒙脱土1份、硫磺0.8份;
2)将称取的热塑性弹性体和植物油,置于卧式弹性体拌料机中常温搅拌充油2h,然后静置8h,得充油热塑性弹性体;
3)将称取的高模量温拌主剂、偶联剂、抗氧剂、抗老剂、交联剂在低速搅拌机中混料5min;
4)将充油热塑性弹性体加入至第二步粉料中在低速搅拌机中搅拌5min,然后加入单螺杆挤出机在65℃低温条件下挤出造粒(挤出机螺杆长径比为30:1,螺杆转速为100rpm),得所述高模量温拌沥青添加剂。
应用例
将本实施例所得高模量温拌沥青添加剂应用于制备改性沥青混合料,具体包括如下步骤:将高模量温拌沥青添加剂、集料先在180℃拌锅中拌合30s,加入SBS沥青继续拌合90s,最后加入矿粉搅拌90s,即得改性沥青混合料。其中所采用的AC20沥青混合料的油石比为4.6,所述高模量温拌沥青添加剂占混合料总质量的0.4%(集料、矿粉加热温度180℃左右,SBS沥青加热温度160℃,保证拌合出料温度为130~140℃左右)。
将加高模量温拌沥青添加剂的混合料分别在130℃和140℃压实制备马歇尔试件并测试毛体积密度,不加高模量温拌添加剂的基准混合料在160℃击实制备马歇尔试件,对应的测试结果见表5。
表5实施例4所述添加剂改性沥青混合料的相关性能测试结果
测试项目 基准160℃成型 加添加剂140℃成型 加添加剂130℃成型
毛体积密度 2.405 2.410 2.406
马歇尔稳定度(KN) 14.5 17.8 16.5
浸水残留稳定度(%) 81.1 86.3 84.9
冻融劈裂(%) 75.9 84.1 81.5
动稳定度(次/mm) 4000 13000 10000
动态模量(45℃,10Hz,MPa) 1400 2500 2250
低温弯曲破坏应变(με) 1890 2490 2210
实施例5
一种高模量温拌沥青添加剂,其制备方法包括如下步骤:
1)按配比称取各原料,各原料及其所占重量份数包括:高模量温拌主剂100份(聚乙烯粉剂45份、聚乙烯蜡10份、乙撑双硬脂酰胺10份、油酸酰胺35份)、热塑性弹性体60份(线型SBS 48份、星型SBS12份)、环氧菜籽油80份、松香树脂8份、三氨基硅烷偶联剂3份、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯抗氧剂3份、蒙脱土1份、硫磺0.5份;
2)将称取的热塑性弹性体和植物油,置于卧式弹性体拌料机中常温搅拌充油1.5h,然后静置6.5h,得充油热塑性弹性体;
3)将称取的高模量温拌主剂、偶联剂、抗氧剂、抗老剂、交联剂在低速搅拌机中混料4min;
4)将充油热塑性弹性体加入至第二步粉料中在低速搅拌机中搅拌4min,然后加入单螺杆挤出机在50℃低温条件下挤出造粒(挤出机螺杆长径比为25:1,螺杆转速为150rpm),得所述高模量温拌沥青添加剂。
应用例
将本实施例所得高模量温拌沥青添加剂应用于制备改性沥青混合料,具体包括如下步骤:将高模量温拌沥青添加剂、集料先在180℃拌锅中拌合30s,加入SBS沥青继续拌合90s,最后加入矿粉搅拌90s即得改性沥青混合料。其中所采用的AC20沥青混合料的油石比为4.6,所述高模量温拌沥青添加剂占混合料总质量的0.3%(集料、矿粉加热温度175℃左右,SBS沥青加热温度160℃,保证拌合出料温度为130~140℃左右)。
将加高模量温拌沥青添加剂的混合料分别在130℃和140℃压实制备马歇尔试件并测试毛体积密度,不加高模量温拌添加剂的基准混合料在160℃击实制备马歇尔试件,对应的测试结果见表6。
表6实施例5所述添加剂改性沥青混合料的相关性能测试结果
测试项目 基准160℃成型 加添加剂140℃成型 加添加剂130℃成型
毛体积密度 2.405 2.411 2.406
马歇尔稳定度(KN) 14.5 16.8 15.5
浸水残留稳定度(%) 81.1 86.1 84.5
冻融劈裂(%) 75.9 84.3 81.2
动稳定度(次/mm) 4000 10500 8000
动态模量(45℃,10Hz,MPa) 1400 2380 2190
低温弯曲破坏应变(με) 1890 2790 2490
实施例6
一种高模量温拌沥青添加剂,其制备方法包括如下步骤:
1)按配比称取各原料,各原料及其所占重量份数包括:高模量温拌主剂100份(聚乙烯粉剂55份、聚乙烯蜡5份、乙撑双硬脂酰胺25份、季戊四醇硬脂酸酯15份)、热塑性弹性体60份(线型SBS 42份、星型SBS18份)、环氧大豆油50份、石油树脂8份、双氨基硅烷偶联剂5份、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯4份、蒙脱土2份、硫磺1.5份;
2)将称取的热塑性弹性体和植物油,置于卧式弹性体拌料机中常温搅拌充油3h,然后静置6h,得充油热塑性弹性体;
3)将称取的高模量温拌主剂、偶联剂、抗氧剂、抗老剂、交联剂在低速搅拌机中混料5min;
4)将充油热塑性弹性体加入至第二步粉料中在低速搅拌机中搅拌3min,然后加入单螺杆挤出机在70℃低温条件下挤出造粒(挤出机螺杆长径比为28:1,螺杆转速为120rpm),得所述高模量温拌沥青添加剂。
应用例
将本实施例所得高模量温拌沥青添加剂应用于制备改性沥青混合料,具体包括如下步骤:将高模量温拌沥青添加剂、集料先在180℃拌锅中拌合30s,加入SBS沥青继续拌合90s,最后加入矿粉搅拌90s即得改性沥青混合料。其中所采用的AC20沥青混合料的油石比为4.6,所述高模量温拌沥青添加剂占混合料总质量的0.3%(集料、矿粉加热温度180℃左右,SBS沥青加热温度160℃,保证拌合出料温度为130~140℃左右)。
将加高模量温拌沥青添加剂的混合料分别在130℃和140℃压实制备马歇尔试件并测试毛体积密度,不加高模量温拌添加剂的基准混合料在160℃击实制备马歇尔试件,对应的测试结果见表7。
表7实施例6所述添加剂改性沥青混合料的相关性能测试结果
测试项目 基准160℃成型 加添加剂140℃成型 加添加剂130℃成型
毛体积密度 2.405 2.408 2.402
马歇尔稳定度(KN) 14.5 17.2 16.8
浸水残留稳定度(%) 81.1 87.1 85.2
冻融劈裂(%) 75.9 84.2 81.8
动稳定度(次/mm) 4000 11900 9000
动态模量(45℃,10Hz,MPa) 1400 2450 2175
低温弯曲破坏应变(με) 1890 2450 2180
上述测试结果表明:动稳定度、马歇尔稳定度、动态模量等数据分别说明所得改性沥青混合料具有良好的耐高温性能;低温弯曲破坏应变分别说明所得改性沥青混合料具有良好的低温韧性;浸水残留稳定度和冻融劈裂试验表明所得改性沥青混合料具有优异的抗水损性能;不同成型温度马歇尔试件的毛体积密度变化表明加入高模量温拌改性剂可降低成型温度20-30℃。
对比例1
一种沥青添加剂,其制备方法包括如下步骤:
1)按配比称取各原料,各原料及其所占重量份数包括:高模量温拌主剂100份(其中聚乙烯粉剂50份、乙撑双硬脂酰胺15份、油酸酰胺20份、硬脂酸单甘油酯15份)、石油树脂8份、双氨基硅烷偶联剂5份、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯2份、纳米二氧化硅3份、硫磺1.0份;
2)将称取的高模量温拌主剂、偶联剂、抗氧剂、抗老剂、交联剂在低速搅拌机中混料5min,然后加入单螺杆挤出机在80℃低温条件下挤出造粒(挤出机螺杆长径比为28:1,螺杆转速为50rpm),即得所述沥青添加剂。
应用例
将本对比例所得沥青添加剂应用于制备改性沥青混合料,具体包括如下步骤:将对比沥青添加剂、集料先在170℃拌锅中拌合30s,加入SBS沥青继续拌合90s,最后加入矿粉搅拌90s即得改性沥青混合料。其中所采用的AC20沥青混合料的油石比为4.6,所述对比沥青添加剂占混合料总质量的0.3%(集料、矿粉加热温度170℃左右,SBS沥青加热温度160℃,保证拌合出料温度为130~140℃左右)。
将添加本对比例所述沥青添加剂的混合料分别在130℃和140℃压实制备马歇尔试件并测试毛体积密度,不加对比添加剂的基准混合料在160℃击实制备马歇尔试件,对应的测试结果见表3。
表8对比例1所述添加剂改性沥青混合料的相关性能测试结果
测试项目 基准160℃成型 加添加剂140℃成型 加添加剂130℃成型
毛体积密度 2.405 2.412 2.407
马歇尔稳定度(KN) 14.5 16.5 14.6
浸水残留稳定度(%) 81.1 83.2 81.2
冻融劈裂(%) 75.9 79.7 78.6
动稳定度(次/mm) 4000 10000 8000
动态模量(45℃,10Hz,MPa) 1400 2310 2075
低温弯曲破坏应变(με) 1890 1930 1870
由表8可以看出,采用本对比例所得添加剂改性的沥青混合料虽可表现出一定的温拌效果,但高温性能、动态模量和抗水损性能存在一定程度的降低,且低温性能降低明显。
对比例2
一种沥青添加剂,其制备方法包括如下步骤:
1)按配比称取各原料,各原料及其所占重量份数包括:温拌主剂100份(乙撑双硬脂酰胺25份、季戊四醇硬脂酸酯75份)、热塑性弹性体50份(线型SBS 35份、星型SBS15份)、环氧大豆油50份、松香树脂5份、单氨基硅烷偶联剂3份、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯3份、蒙脱土1份、硫磺0.8份;
2)将称取的热塑性弹性体和植物油,置于卧式弹性体拌料机中常温搅拌充油2h,然后静置8h,得充油热塑性弹性体;
3)将称取的温拌主剂、偶联剂、抗氧剂、抗老剂、交联剂在低速搅拌机中混料5min;
4)将充油热塑性弹性体加入至第二步粉料中在低速搅拌机中搅拌5min,然后加入单螺杆挤出机在65℃低温条件下挤出造粒(挤出机螺杆长径比为30:1,螺杆转速为100rpm),得所述对比沥青添加剂。
应用例
将本对比实施例所得沥青添加剂应用于制备改性沥青混合料,具体包括如下步骤:将对比沥青添加剂、集料先在180℃拌锅中拌合30s,加入SBS沥青继续拌合90s,最后加入矿粉搅拌90s,即得改性沥青混合料。其中所采用的AC20沥青混合料的油石比为4.6,所述对比沥青添加剂占混合料总质量的0.4%(集料、矿粉加热温度180℃左右,SBS沥青加热温度160℃,保证拌合出料温度为130~140℃左右)。
将添加本对比例所得沥青添加剂的混合料分别在130℃和140℃压实制备马歇尔试件并测试毛体积密度,不加该添加剂的基准混合料在160℃击实制备马歇尔试件,对应的测试结果见表5。
表9对比例2所述添加剂改性沥青混合料的相关性能测试结果
测试项目 基准160℃成型 加添加剂140℃成型 加添加剂130℃成型
毛体积密度 2.405 2.412 2.406
马歇尔稳定度(KN) 14.5 15.1 14.0
浸水残留稳定度(%) 81.1 85.7 84
冻融劈裂(%) 75.9 83.9 82.1
动稳定度(次/mm) 4000 8100 6530
动态模量(45℃,10Hz,MPa) 1400 2100 1750
低温弯曲破坏应变(με) 1890 2195 2070
上述结果表明:采用本对比例所得添加剂改性的沥青混合料虽可表现出一定的温拌效果,但高温性能和动态模量有所下降。
综上,本发明所得高模量温拌沥青添加剂可兼顾沥青混合料的各方面性能,并可直接外投于混合料中,适用于对环保要求高的高模量沥青路面工程及冬季低温施工环境。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干改进和变换,都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高模量温拌沥青添加剂,各组分及其所占重量份数包括:
2.根据权利要求1所述的高模量温拌沥青添加剂,其特征在于,所述高模量温拌主剂由聚乙烯粉剂与聚乙烯蜡、费托蜡、乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、油酸酰胺、硬脂酸单甘油酯中的至少三种混合制得,其中聚乙烯粉剂占高模量温拌主剂总质量的40-60%。
3.根据权利要求1所述的高模量温拌沥青添加剂,其特征在于,所述热塑性弹性体为线型SBS和星型SBS的混合物,其中线型SBS所占质量百分比为70-80%。
4.根据权利要求1所述的高模量温拌沥青添加剂,其特征在于,所述增粘树脂为松香树脂、石油树脂、萜烯树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高模量温拌沥青添加剂,其特征在于,所述植物油为环氧植物油;所述偶联剂为氨基硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的高模量温拌沥青添加剂,其特征在于,所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯;所述抗老剂为蒙脱土、纳米二氧化硅、硅藻土中的至少一种;所述交联剂为硫磺。
7.权利要求1~6任一项所述高模量温拌沥青添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)按配比称取各原料;
2)将称取的热塑性弹性体和植物油,置于卧式弹性体拌料机中常温搅拌进行充油处理,静置得到充油热塑性弹性体;
3)将称取的高模量温拌主剂、增粘树脂、偶联剂、抗氧剂、抗老剂、交联剂在低速搅拌机中进行混料;
4)将充油热塑性弹性体加入步骤3)所得混合粉料中,在低速搅拌机中进行拌合,然后加入单螺杆挤出机进行挤出造粒得所述高模量温拌沥青添加剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述充油处理时间为1-3h。
9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述挤出造粒采用的温度为40~100℃之间。
10.权利要求1~6任一项所述的或权利要求7~9任一项所述制备方法制得高模量温拌沥青添加剂的应用,其特征在于,应用于制备改性沥青混合料中,其中高模量温拌沥青添加剂的添加量为改性沥青混合料总质量的0.2~0.4%。
CN201910095821.0A 2019-01-31 2019-01-31 一种高模量温拌沥青添加剂及其制备方法和应用 Active CN109777134B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910095821.0A CN109777134B (zh) 2019-01-31 2019-01-31 一种高模量温拌沥青添加剂及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910095821.0A CN109777134B (zh) 2019-01-31 2019-01-31 一种高模量温拌沥青添加剂及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109777134A true CN109777134A (zh) 2019-05-21
CN109777134B CN109777134B (zh) 2021-02-09

Family

ID=66503931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910095821.0A Active CN109777134B (zh) 2019-01-31 2019-01-31 一种高模量温拌沥青添加剂及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109777134B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109988388A (zh) * 2019-02-22 2019-07-09 湖南鑫长胜材料科技有限公司 一种彩色沥青及制备方法
CN110643186A (zh) * 2019-09-18 2020-01-03 湖南鑫长胜材料科技有限公司 一种沥青温拌剂及应用
CN111019362A (zh) * 2019-11-21 2020-04-17 中国水利水电第七工程局有限公司 一种沥青混合料温拌剂、制备方法和应用
CN111138874A (zh) * 2020-01-09 2020-05-12 国路高科(北京)工程技术研究院有限公司 一种颗粒状沥青干法改性剂及其制备方法
CN111334057A (zh) * 2020-03-31 2020-06-26 大连市政设施修建有限公司 层铺法沥青表面处治用特种沥青及其制备方法
CN112608610A (zh) * 2020-12-17 2021-04-06 江苏长路交通工程有限公司 一种耐低温型高模量沥青混合料专用添加剂及其制备方法
CN113004707A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 常州利尔德通新材料科技有限公司 一种用于高粘高弹沥青的添加剂及其制备方法和应用
CN113248809A (zh) * 2021-04-09 2021-08-13 重庆交通大学 一种增塑改性温拌剂、温拌沥青制备方法
CN113372040A (zh) * 2021-05-28 2021-09-10 崔凯 可交联聚乙烯xldpe改性沥青的实用性研究
CN114368924A (zh) * 2021-12-31 2022-04-19 杭州航弘建设科技有限公司 高模量沥青混凝土添加剂及其制备方法和应用
CN115637052A (zh) * 2022-08-16 2023-01-24 招商局重庆交通科研设计院有限公司 一种就地热再生用温拌再生剂及其制备方法
CN116355428A (zh) * 2023-03-23 2023-06-30 重庆市智翔铺道技术工程有限公司 一种矿物油基沥青改性剂及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2293174A (en) * 1994-09-15 1996-03-20 Exxon France Polymer-modified bitumen
CN102942793A (zh) * 2012-11-21 2013-02-27 江苏博特新材料有限公司 一种高模量的沥青改性剂、其制备方法及其应用
CN103773006A (zh) * 2012-10-17 2014-05-07 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 一种高模量沥青混合料添加剂及其制备方法
CN104194366A (zh) * 2014-09-12 2014-12-10 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种耐低温型高模量沥青改性剂及其制备方法
CN104559257A (zh) * 2015-01-07 2015-04-29 山西省交通科学研究院 一种筑路用高模量沥青颗粒及其制备方法
CN104629391A (zh) * 2015-02-11 2015-05-20 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 高弹性沥青改性组合物、改性剂、改性沥青、改性沥青混合料及制备方法
CN106519718A (zh) * 2016-11-11 2017-03-22 天津城建大学 一种高模量沥青添加剂
CN109735044A (zh) * 2019-02-01 2019-05-10 李振华 一种sbs预处理方法及改性沥青的生产方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2293174A (en) * 1994-09-15 1996-03-20 Exxon France Polymer-modified bitumen
CN103773006A (zh) * 2012-10-17 2014-05-07 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 一种高模量沥青混合料添加剂及其制备方法
CN102942793A (zh) * 2012-11-21 2013-02-27 江苏博特新材料有限公司 一种高模量的沥青改性剂、其制备方法及其应用
CN104194366A (zh) * 2014-09-12 2014-12-10 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种耐低温型高模量沥青改性剂及其制备方法
CN104559257A (zh) * 2015-01-07 2015-04-29 山西省交通科学研究院 一种筑路用高模量沥青颗粒及其制备方法
CN104629391A (zh) * 2015-02-11 2015-05-20 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 高弹性沥青改性组合物、改性剂、改性沥青、改性沥青混合料及制备方法
CN106519718A (zh) * 2016-11-11 2017-03-22 天津城建大学 一种高模量沥青添加剂
CN109735044A (zh) * 2019-02-01 2019-05-10 李振华 一种sbs预处理方法及改性沥青的生产方法

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ARAVIND KRISHNA SWAMY等: ""Effect of HDPEH polymer on viscoelastic properties of SBS modified asphalt"", 《CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS》 *
刘尚乐: "《聚合物沥青及其防水建筑材料》", 31 March 2003, 中国轻工业出版社 *
吴永芳: "《农村公路路面结构类型》", 30 November 2007, 云南大学出版社 *
张金升 等: "《道路沥青材料》", 31 January 2013, 哈尔滨工业大学出版社 *
彭振宇: ""添加剂对高模量沥青及其混合料性能的影响"", 《水利与建筑工程学报》 *
杨朋 等: ""PE和SBS复合改性沥青混合料路用性能"", 《中南大学学报(自然科学版)》 *
黄文润: "《硅烷偶联剂及硅树脂》", 31 August 2010, 四川科学技术出版社 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109988388A (zh) * 2019-02-22 2019-07-09 湖南鑫长胜材料科技有限公司 一种彩色沥青及制备方法
CN110643186A (zh) * 2019-09-18 2020-01-03 湖南鑫长胜材料科技有限公司 一种沥青温拌剂及应用
CN111019362A (zh) * 2019-11-21 2020-04-17 中国水利水电第七工程局有限公司 一种沥青混合料温拌剂、制备方法和应用
CN113004707A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 常州利尔德通新材料科技有限公司 一种用于高粘高弹沥青的添加剂及其制备方法和应用
CN113004707B (zh) * 2019-12-20 2022-07-05 常州利尔德通新材料科技有限公司 一种用于高粘高弹沥青的添加剂及其制备方法和应用
CN111138874A (zh) * 2020-01-09 2020-05-12 国路高科(北京)工程技术研究院有限公司 一种颗粒状沥青干法改性剂及其制备方法
CN114525038A (zh) * 2020-03-31 2022-05-24 大连市政设施修建有限公司 一种特种沥青及其制备方法和应用
CN111334057A (zh) * 2020-03-31 2020-06-26 大连市政设施修建有限公司 层铺法沥青表面处治用特种沥青及其制备方法
CN112608610A (zh) * 2020-12-17 2021-04-06 江苏长路交通工程有限公司 一种耐低温型高模量沥青混合料专用添加剂及其制备方法
WO2022126739A1 (zh) * 2020-12-17 2022-06-23 江苏中路工程技术研究院有限公司 一种耐低温型高模量沥青混合料专用添加剂及其制备方法
CN113248809A (zh) * 2021-04-09 2021-08-13 重庆交通大学 一种增塑改性温拌剂、温拌沥青制备方法
CN113372040A (zh) * 2021-05-28 2021-09-10 崔凯 可交联聚乙烯xldpe改性沥青的实用性研究
CN114368924A (zh) * 2021-12-31 2022-04-19 杭州航弘建设科技有限公司 高模量沥青混凝土添加剂及其制备方法和应用
CN115637052A (zh) * 2022-08-16 2023-01-24 招商局重庆交通科研设计院有限公司 一种就地热再生用温拌再生剂及其制备方法
CN116355428A (zh) * 2023-03-23 2023-06-30 重庆市智翔铺道技术工程有限公司 一种矿物油基沥青改性剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109777134B (zh) 2021-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109777134A (zh) 一种高模量温拌沥青添加剂及其制备方法和应用
CN101235172B (zh) 沥青路面橡塑复合抗车辙剂及其制备方法
WO2014129758A1 (ko) 새로운 중온 고점탄성 개질제의 조성물과 그 제조방법 그리고 중온 개질 신규 및 재생 아스팔트콘크리트 혼합물의 조성물과 그 제조방법
CN104194366B (zh) 一种耐低温型高模量沥青改性剂及其制备方法
CN104559234B (zh) 一种沥青降粘剂及沥青组合物
CN102020860B (zh) 一种热储存稳定的橡塑复合物改性沥青的制备方法
CN101085871B (zh) 一种采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青
CN103421222B (zh) 一种橡塑合金沥青改性剂
KR102119736B1 (ko) Sis, sebs, 재생아스팔트 순환골재 및 개선된 골재 입도의 미분말 골재를 포함하는 도로포장용 개질아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
CN104693819A (zh) 一种储存稳定、耐老化的复合sbs粒子沥青改性剂及其制备方法
CA2924666C (en) Pre-swelled ground tire rubber and methods of making and using the same
CN104672744A (zh) 一种直投式速溶型sbs改性剂及其制备方法和应用
CN103205040A (zh) 一种中温型橡胶沥青混合料改性剂及其制备方法
CN102942793A (zh) 一种高模量的沥青改性剂、其制备方法及其应用
CN102786805A (zh) 一种高抗水损害的沥青混合料改性剂及其制备和应用于路面铺设方法
CN101456700B (zh) 制备复合改性橡胶沥青混合料的方法
CN103289420A (zh) 一种沥青混合料外掺式改性剂
MXPA00010135A (es) Modificador para mejorar el compartimiento de las mezclas bituminosas usadas en la pavimentacion de carreteras.
CN106519718A (zh) 一种高模量沥青添加剂
CN103360774A (zh) 一种沥青化橡胶改性沥青及制备方法
CN101240093B (zh) 路面强力剂
WO2013060110A1 (zh) 一种温拌抗车辙的沥青混合料及其制备方法
CN104016612B (zh) 一种共混接枝改性制备沥青混凝土抗辙裂剂的方法
CN102964525A (zh) 一种道路沥青混合料抗车辙添加剂及其制备方法
CN101885867B (zh) 一种热塑性弹性体、其制备方法和用途以及一种复合改性沥青混合料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant