[发明专利]改性沥青、该改性沥青的制备方法与沥青混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及道路用聚合物改性沥青领域，尤其涉及一种含有SBR/SBS的改性沥青及该改性沥青的制备方法，并涉及一种包含该改性沥青的混凝土。

背景技术

自1989年修建第一条高速公路以来，我国的高速公路得到了快速的发展，到2010年底已经达到了6.5万公里，仅次于美国，居世界第2位。高速公路的快速发展和建设加强了城市之间的联系，缩短了客货在途的时间，促进了不同地域的文化交流，增进了民族之间的团结，对整个国民经济的发展起到了重要的促进作用。

已修建的高速公路大多采用半刚性基层或水泥混凝土路面。半刚性基层材料对温度和湿度变化比较敏感，在其强度形成过程中以及运营期间会产生干缩裂缝和温缩裂缝。具有裂缝的基层在干、温收缩应力以及荷载进一步作用下，裂缝顶端产生较大应力并且集中，导致基层裂缝沿沥青面层底部向上反射直至贯通，形成反射裂缝。现场钻芯取样观察表明，裂缝中相当数量为半刚性基层先裂而导致沥青面层开裂的反射裂缝，尤其在温、湿变化剧烈地区，这一比例常常超过50％。但由于半刚性基层造价低、施工技术成熟，其将长期用于未来高速公路的建设。

水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好等优点，但其交通情况、技术状况和养护以及使用状况存在不少问题。早期修建的水泥混凝土路面大都到了或接近其使用年限，以致出现结构性破坏或功能性缺陷，严重影响了高速公路使用质量，急需维修改造。现阶段，随着高速公路交通量日益增加，轴载日益重载化，使得近期修建的水泥混凝土路面在通车后不到几年或更短时间出现不同程度的局部沉降、断板等结构性破坏。因此，大量早期和近期修建的水泥混凝土路面都将面临维修改造。目前公认的改善水泥混凝土路面使用性能最有效的方式是在旧水泥混凝土路面上加铺沥青层。然而，若直接于旧水泥混凝土路面上加铺沥青层将不可避免地出现反射裂缝。

发明内容

为减少新建高速公路路面以及改造的水泥混凝土路面因反射裂缝受损，提高高速公路的使用寿命，本发明提供一种弹性恢复能力和粘韧性好的改性沥青。

该改性沥青，以重量计，包括石油沥青100份，线型或星型SBS 4-6份，粉末SBR2-4份，相容剂5-10份和稳定剂0.30-0.50份。该石油沥青的环与球法软化点为42℃-52℃，25℃针入度为60-120，10℃延度为≥100cm。该SBS的数均分子量在90000-300000，其苯乙烯与丁二烯的比例为28∶72-40∶60。该粉末丁苯橡胶的粒度(目)≥40目，分子量20-30万，结合苯乙烯含量为25-40％，生胶门尼粘度ML₍₁₊₄₎100℃：45-60，橡胶含量≥90％；该相容剂为富含芳香分的石油馏分，其100℃运动粘度为35-50cst，芳香分含量85-95％，胶质含量5～15％，饱和分含量≤3％。该稳定剂为硫磺(S)、氧化锌(ZnO)、N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(CZ)和四甲基硫代过氧化二碳酸二酰胺(TMTD)混合物。

本发明还提供一种该改性沥青的制备方法。该制备方法包括：以重量计，混合100份该石油沥青和6-10份该相容剂，加热至140-190℃后搅拌5min-30min；加入4-6份线型或星型SBS于185-200℃搅拌溶胀30-120min；加入0.20-0.30份该稳定剂，于185-195℃下剪切研磨10-60min；降低温度至180℃±5℃，再加入2-4份该粉末丁苯橡胶，搅拌10～30min，加入0.10-0.20份稳定剂，于180℃±5℃下搅拌发育反应60min-150min。

本发明亦提供一种用于高速公路应力吸收中间层的沥青混凝土。该沥青混凝土包括集料、矿粉与前述改性沥青。

本技术方案提供的改性沥青选择SBS与粉末SBR橡胶复合改性基质沥青，配合特定的相容剂、稳定剂和制备工艺，使SBS分子与SBR分子在基质沥青中充分溶解、反应并最终形成互穿网路结构，由此使得该改性沥青具有较强的弹性恢复能力和粘韧性，进而使得采用该改性沥青制成的应力吸收中间层沥青混凝土的耐低温开裂性能和疲劳开裂性能得以提高，最终应力吸收中间层沥青混凝土抗反射裂缝的能力提高。

具体实施方式

以下将结合实施例详细说明本技术方案提供的改性沥青及其制备方法。

实施例1

本实施例提供一种改性沥青的制备方法。该方法包括以下步骤：

第一步：使用相容剂调和基质沥青。