CN114015250A - 一种用于长寿命路面的橡胶改性沥青、其制备方法、制备设备与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于长寿命路面的橡胶改性沥青，以重量份计，掺量为内掺，包括以下组分：最大粒径不超过0.1mm的橡胶粉30‑35％，A组分胶凝材料4‑6％，B组分胶凝材料2‑3％，聚合物稳定剂3‑5％，基质沥青50‑55％，高模量弹性体3‑6％。本发明还公开了上述橡胶改性沥青的制备方法、制备设备以及含有上述橡胶改性沥青的长寿命路面沥青混合料。本发明还公开了上述橡胶改性沥青在制备长寿命路面中的应用。本发明的橡胶改性沥青，其黏聚力、粘韧性、疲劳损伤特性均得到提升，显著提高了沥青混合料的综合性能，从而提高了路面使用寿命，减少了后期养护成本，提高了路面行车舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及高等级路面改性沥青技术领域，特别是涉及一种用于长寿命路面的橡胶改性沥青、其制备方法、制备设备与应用。
背景技术
随着经济得快速发展，我国汽车使用量持续增大，路面承受的行车荷载逐年增长，沥青路面早期就出现了车辙，破损等病害，严重影响了沥青路面的使用年限。因此，如何能创设一种新的改性沥青，使其能应用于沥青路面，实现沥青路面长期保存，节约后期养护费用，提高路面行车舒适性，成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于长寿命路面的橡胶改性沥青及其制备方法、制备设备，使其能延长路面使用寿命，缓解路面维修带来的交通压力，为人们出行提供舒适、耐久的环境，从而克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于长寿命路面的橡胶改性沥青，以重量份计，掺量为内掺，包括以下组分：最大粒径不超过0.1mm的橡胶粉30-35％，A组分胶凝材料4-6％，B组分胶凝材料2-3％，聚合物稳定剂3-5％，基质沥青50-55％，高模量弹性体3-6％。
进一步地，所述橡胶粉32％，A组分胶凝材料5％，B组分胶凝材料2.5％，聚合物稳定剂3.5％，基质沥青53％，高模量弹性体4％。
进一步地，所述橡胶粉的粒径为0.1mm。
进一步地，所述橡胶粉为树脂橡胶粉，树脂橡胶粉采用精细破碎工艺。
进一步地，所述A组分胶凝材料为聚氨酯树脂或环氧树脂；和/或，所述B组分胶凝材料为固化剂；两者在生产过程中分开储存，相溶后可快速凝结，提升混合料强度。
进一步地，所述聚合物稳定剂为聚乙烯醇；和/或，所述基质沥青为普通90号基质沥青。
进一步地，所述高模量弹性体采用废旧的高分子材料制备，所述高分子材料为废旧塑料或轮胎。
本发明还提供了一种上述长寿命路面用橡胶改性沥青的制备方法，包括以下步骤：按比例，向155℃-165℃的基质沥青中加入橡胶粉充分剪切，逐步加入A组分胶凝材料、B组分胶凝材料，最后同时加入高模量弹性体和聚合物稳定剂，充分搅拌发育后制得。
本发明还提供了一种上述长寿命路面用橡胶改性沥青的制备设备，包括改性沥青制备罐、基质沥青存储加热罐、橡胶粉投料机、A组分胶凝材料泵入机、B组分胶凝材料泵入机、高模量弹性体投料机及聚合物稳定剂投料机；所述基质沥青存储加热罐、橡胶粉投料机、A组分胶凝材料泵入机、B组分胶凝材料泵入机、高模量弹性体投料机、聚合物稳定剂投料机均与改性沥青制备罐通过管道连通。
进一步地，所述A组分胶凝材料泵入机、B组分胶凝材料泵入机的出料管道合并后再连接改性沥青制备罐；和/或；所述高模量弹性体投料机、聚合物稳定剂投料机的出料管道合并后再连接改性沥青制备罐。
本发明还提供了一种长寿命路面沥青混合料，包含集料及上述的橡胶改性沥青。
本发明还提供了一种上述橡胶改性沥青在制备长寿命路面中的应用。
通过采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：
本发明用于长寿命路面的橡胶改性沥青，其黏聚力、粘韧性、疲劳损伤特性均得到提升，可使长寿命路面沥青混合料试件马歇尔稳定度大于16KN，标准飞散损失小于5％，动稳定度大于10000次/mm，疲劳寿命达到200万次以上，显著提高了沥青混合料的综合性能，从而提高了路面使用寿命，缓解了路面维修带来的交通压力，减少了施工成本以及后期养护成本，提高了路面行车舒适性，为人们出行提供了舒适、耐久的环境。同时，其制备工艺简单可行，方便实施，社会经济效益较好，不受施工现场环境干扰。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明用于长寿命路面的橡胶改性沥青的制备设备的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种用于长寿命路面的橡胶改性沥青，以重量份计，掺量为内掺，包括以下组分：0.1mm橡胶粉32％、A组分胶凝材料5％，B组分胶凝材料2.5％，聚合物稳定剂3.5％，基质沥青53％，高模量弹性体4％。
实施例2
一种用于长寿命路面的橡胶改性沥青，以重量份计，掺量为内掺，包括以下组分：0.1mm橡胶粉30％、A组分胶凝材料6％，B组分胶凝材料3％，聚合物稳定剂5％，基质沥青50％，高模量弹性体6％。
实施例3
一种用于长寿命路面的橡胶改性沥青，以重量份计，掺量为内掺，包括以下组分：0.1mm橡胶粉34％、A组分胶凝材料4％，B组分胶凝材料2％，聚合物稳定剂3％，基质沥青54％，高模量弹性体3％。
上述实施例1-3中的橡胶粉为树脂橡胶粉，橡胶粉的粒径为0.1mm。A组分胶凝材料为聚氨酯树脂，也可替换为环氧树脂；所述B组分胶凝材料为固化剂；聚合物稳定剂为聚乙烯醇；基质沥青为普通90号基质沥青；高模量弹性体采用废旧的高分子材料制备，为废旧塑料，也可替换为废旧轮胎。
如图1所示，上述实施例1-3的用于长寿命路面的橡胶改性沥青的制备设备包括改性沥青制备罐、基质沥青存储加热罐、橡胶粉投料机、A组分胶凝材料泵入机、B组分胶凝材料泵入机、高模量弹性体投料机及聚合物稳定剂投料机；其中，基质沥青存储加热罐、橡胶粉投料机均分别与改性沥青制备罐通过管道连通，A组分胶凝材料泵入机、B组分胶凝材料泵入机的出料管道合并后再连接改性沥青制备罐；高模量弹性体投料机、聚合物稳定剂投料机的出料管道合并后再连接改性沥青制备罐。
上述实施例1-3的制备方法为：
(1)将90号基质沥青在机制沥青存储加热罐中加热至165℃；
(2)将加热后的90号基质沥青泵入改性沥青制备灌中，充分搅拌均匀；
(3)向改性沥青制备灌中泵入0.1mm的树脂橡胶粉，在165℃下高速剪切180s，直至沥青中没有颗粒状物质为止；
(4)向改性沥青制备灌中泵入A组分胶凝材料，在165℃下高速搅拌30s，使其混合均匀；
(5)向改性沥青制备灌中泵入B组分胶凝材料，在165℃下高速搅拌60s，使其与A组分胶凝材料充分结合；
(6)最后同时向改性沥青制备灌中喷入聚合物稳定剂和高模量弹性体，在165℃下高速搅拌90s，然后发育1h即可。
对比例1
对比例1为SBS改性沥青。
试验例1
分别利用实施例1-3制备得到的橡胶改性沥青和对比例1的SBS改性沥青，制备长寿命路面沥青混合料。具体制备方法如下：
向含有集料的热料仓中泵入橡胶改性沥青、SBS改性沥青，搅拌60s，得到橡胶改性沥青混合料或SBS改性沥青混合料。
使用实施例1-3制备的橡胶改性沥青、对比例1的SBS改性沥青和试验例1制备的长寿命路面橡胶改性沥青混合料、SBS改性沥青混合料，分别按JTG E40-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》测得沥青及混合料的性能。沥青及混合料性能测试结果如表1，表2所示。
表1改性沥青性能
表2长寿命路面改性沥青混合料性能
从表1，表2可以看出，本发明实施例1-3制备的橡胶改性沥青，软化点最高达到了102℃，动力粘度均达到380000Pa·s以上，粘韧性均达到34N·m，黏聚力均在2J/cm2以上。制备得到的橡胶改性沥青各项指标均得到了明显提升。
本发明实施例1-3橡胶改性沥青制备的长寿命路面沥青混合料马歇尔稳定度大于16KN，标准飞散损失小于5％，60℃车辙试验动稳定度达到10000次/mm，最大达到12675次/mm，10℃低温弯曲破坏应变均大于3000με，疲劳寿命最大值达到2160680次。与道路领域常用的SBS改性沥青相比，显著提高了沥青混合料的综合性能，延长路面使用寿命。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对其作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种用于长寿命路面的橡胶改性沥青，其特征在于，以重量份计，掺量为内掺，包括以下组分：最大粒径不超过0.1mm的橡胶粉30-35％，A组分胶凝材料4-6％，B组分胶凝材料2-3％，聚合物稳定剂3-5％，基质沥青50-55％，高模量弹性体3-6％。
2.根据权利要求1所述的长寿命路面用橡胶改性沥青，其特征在于，所述橡胶粉32％，A组分胶凝材料5％，B组分胶凝材料2.5％，聚合物稳定剂3.5％，基质沥青53％，高模量弹性体4％。
3.根据权利要求1或2所述的长寿命路面用橡胶改性沥青，其特征在于，所述橡胶粉为树脂橡胶粉，所述橡胶粉的粒径为0.1mm。
4.根据权利要求1或2所述的长寿命路面用橡胶改性沥青，其特征在于，所述A组分胶凝材料为聚氨酯树脂或环氧树脂；
和/或，所述B组分胶凝材料为固化剂；
两者相溶后可快速凝结。
5.根据权利要求1或2所述的长寿命路面用橡胶改性沥青，其特征在于，所述聚合物稳定剂为聚乙烯醇；
和/或，所述基质沥青为普通90号基质沥青；
所述高模量弹性体采用废旧的高分子材料制备，所述高分子材料为废旧塑料或轮胎。
6.一种权利要求1-5任一项所述的长寿命路面用橡胶改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按比例，向155℃-165℃的基质沥青中加入橡胶粉充分剪切，逐步加入A组分胶凝材料、B组分胶凝材料，最后同时加入高模量弹性体和聚合物稳定剂，充分搅拌发育后制得。
7.一种权利要求1-5任一项所述的长寿命路面用橡胶改性沥青的制备设备，其特征在于，包括改性沥青制备罐、基质沥青存储加热罐、橡胶粉投料机、A组分胶凝材料泵入机、B组分胶凝材料泵入机、高模量弹性体投料机及聚合物稳定剂投料机；
所述基质沥青存储加热罐、橡胶粉投料机、A组分胶凝材料泵入机、B组分胶凝材料泵入机、高模量弹性体投料机、聚合物稳定剂投料机均与改性沥青制备罐通过管道连通。
8.根据权利要求7所述的长寿命路面用橡胶改性沥青的制备设备，其特征在于，所述A组分胶凝材料泵入机、B组分胶凝材料泵入机的出料管道合并后再连接改性沥青制备罐；和/或；所述高模量弹性体投料机、聚合物稳定剂投料机的出料管道合并后再连接改性沥青制备罐。
9.一种长寿命路面沥青混合料，包含集料，其特征在于，还包含权利要求1-5任一项所述的橡胶改性沥青或权利要求6制备方法制备得到的橡胶改性沥青。
10.一种橡胶改性沥青在制备长寿命路面中的应用，其特征在于，所述橡胶改性沥青为权利要求1-5任一项所述的橡胶改性沥青；
或所述橡胶改性沥青为权利要求6制备方法制备得到的橡胶改性沥青。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220208 |