[发明专利]一种基于天然沥青改性的高模量沥青及其制备方法与应用在审
申请号: | 201410536546.9 | 申请日: | 2014-10-11 |
公开(公告)号: | CN104725882A | 公开(公告)日: | 2015-06-24 |
发明(设计)人: | 洪锦祥;耿磊;张德育;蔡广楠;林俊涛;陈香;张苏龙;熊子佳 | 申请(专利权)人: | 江苏苏博特新材料股份有限公司 |
主分类号: | C08L95/00 | 分类号: | C08L95/00;C08L53/02;C08L51/00;C08K5/14;C08K5/3492;C08K5/1515;C04B24/36;C04B26/26;E01C19/08 |
代理公司: | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人: | 沈振涛 |
地址: | 210000 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 天然 沥青 改性 高模量 及其 制备 方法 应用 | ||
技术领域
本发明属于道路建筑材料领域,具体涉及一种基于天然沥青改性的高模量沥青及其混合料制备方法。
背景技术
目前,我国道路交通中重载交通现象较普遍,在重载交通下,沥青路面极易出现早期破坏,如高温车辙、裂缝、推挤、拥抱等病害。因此,如何有效的提高沥青混合料材料抗变形能力及结合料与集料间的粘结力,成为是否能解决路面早期病害的关键。
高模量沥青混合料(High Modulus Asphalt Concrete,简称HMAC)起源于上世纪60年代的法国,主要采用低标号硬质沥青作为主要粘结料,具有高沥青用量、低空隙率、劲度模量大、连续级配的特点。法国对高模量沥青混合料的定义是:动态模量(15℃,10HZ)≥14000MPa。法国采用的高模量沥青混合料主要有两种途径:一是采用低标号硬质沥青,主要采用针入度20左右的沥青;另一种是采用高模量添加剂。法国高模量沥青混合料有一套独立的系统,其已经形成了以旋转压实试验为基础的四水平设计方法,通过对不同水平的沥青混合料进行水稳定性试验、高温车辙试验、动态模量试验、疲劳试验来进行混合料设计,由此可见,法国高模量沥青混合料设计是基于路用性能的设计方法。
高模量沥青混合料因其劲度模量较高,因此具有优异的高温抗车辙性能,此外,在抗水损坏性能、抗疲劳性能、低温抗裂性能方面也具有良好的效果。由此可见,提高路面材料的模量,是解决路面车辙问题的有效技术手段。高模量沥青混合料的经济效益在于其能减薄路面厚度,尤其是在局部集料压碎值较低或是重载交通道路、长大纵坡、夏季炎热区、行车速度较低的十字路口、渠化交通时更能体现。
美国将高模量沥青混合料用于永久性路面的中面层,通过改性沥青来提高沥青混合料的模量,以增强路面的抗永久变形能力,达到提高路面耐久性的效果,这种做法也为我国开展高模量沥青混合料的研究提供了思路。
我国对高模量沥青混合料研究尚处于初级阶段,最早在粤赣高速公路长陡坡沥青路面铺筑了高模量改性沥青混合料试验段,试验结果表明,高模量改性沥青能显著提高混合料的抗车辙性能。自2005年以来,辽宁省交通科学研究院、华南理工大学、长安大学、东南大学、长沙理工大学、东北大学、重庆交通大学等单位先后对沥青高模量外加剂、高模量沥青混合料等方面的理论及材料开发进行了研究,研究认为,高模量沥青混合料除了具有良好的高温抗车辙性能,在抗水损坏性能、抗疲劳性能、低温性能方面也具有良好的效果。
虽然我国对高模量沥青及其混合料的研究取得了初步成果,但我国对于高模量沥青混合料研究的思路主要是通过掺加高模量外加剂来提高混合料的模量,而高模量外加剂方面主要以法国的PR.高模量添加剂为参照,在市场应用方面仍以法国PR系列高模量添加剂为主,由于进口高模量添加剂价格高,掺量高,造成生产成本上升,这导致了高模量沥青混合料在我国并没有得到大规模的应用推广。另外对高模量沥青混合料没有统一的界定标准和评价体系,这也导致了高模量沥青混合料在我国并没有得到大规模的应用推广。
发明内容
发明目的:为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种基于天然沥青改性的高模量沥青。
技术方案:本发明提供的一种基于天然沥青改性的高模量沥青,由天然沥青与SEBS改性剂、稳定剂、相容剂、基质沥青改性而成;所述天然沥青与基质沥青的重量比为(40~50):(50-60),SEBS改性剂为天然沥青和基质沥青总质量的1%~3%,稳定剂为天然沥青和基质沥青总质量的0.5%~1.0%,相容剂为天然沥青和基质沥青总质量的0.3%~0.5%。
作为优选,所述基质沥青为70#沥青、90#沥青或110#沥青。
作为另一种优选,所述天然沥青为湖沥青或岩沥青。
作为另一种优选,所述稳定剂为过氧化二异丙苯(DCP)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。
作为另一种优选,所述相容剂为MAH马来酸酐接枝相容剂。
本发明还提供了上述基于天然沥青改性的高模量沥青的制备方法,包括以下步骤:将基质沥青于130-150℃下加热1~2h,同时将破碎后的天然沥青在140℃~160℃下加热0.5h~1h至流动状态;将流动状态的天然沥青缓缓倒入加热后的基质沥青中,同时倒入SEBS改性剂、稳定剂和相容剂,150-170℃下利用高速剪切机剪切1.5~3h;产物于130-150℃下培育1~2h即得。
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