[发明专利]一种沥青改性剂、改性乳化沥青和改性沥青混合料及其各自制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子和道路材料技术领域，具体涉及一种沥青改性剂、含有该改性剂的改性乳化沥青和含有该改性沥青的沥青混合料及其各自的制备方法。

背景技术

乳化沥青是将通常高温使用的基质沥青，经过机械搅拌和化学稳定的方法，扩散到水中而液化成常温下粘度低、流动性好的一种液态沥青。乳化沥青在常温下即能与矿粉等集料混合，得到沥青混合料，从而克服热拌沥青产生有毒气体、污染环境的问题，尤其适用于隧道等通风条件差的施工环境。但乳化沥青存在如下问题：(1)破乳难以控制和凝固速度慢，给施工和开放交通带来麻烦和不便；(2)使用性能偏低，如裹覆和粘附力不够，沥青路面容易破裂，造成道路使用寿命短，增加道路维护成本。因此，为了满足道路施工的要求，有必要对普通沥青混合料进行改进，以期得到一种快速固化、早强的高性能沥青混合料。

现有技术中，主要通过对乳化沥青进行改性或/和添加固化剂，来改进沥青混合料的性能。一般常用的改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、环氧树脂、丙烯酸酯乳液、氯丁胶乳、环氧树脂和/或丁苯胶乳，常用的固化剂为硅酸盐水泥和/或石灰。例如申请号为CN200510041970.7，发明名称为“改性乳化沥青稀浆混合料修复沥青路面车辙及其施工方法”的中国发明专利申请，公开了以硅酸盐水泥和消石灰为固化剂，以阳离子丁苯聚合胶乳(PC-1468)或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为乳化沥青改性剂。申请号为CN201210336672.0，发明名称为“改性乳化沥青及制备方法、AC重交型混合料及其制备方法”的中国发明专利申请，以及申请号为CN201210336663.1的中国发明专利申请“改性乳化沥青及制备方法、SMA混合料及其制备方法”，公开了以胺盐型阳离子表面活性剂为改性剂，但是都没有使用固化剂。申请号为CN201010521004.6，发明名称为“一种胶粉改性乳化沥青及其制备方法”的中国发明专利申请，公开了以橡胶粉作为改性剂。申请号为CN201210014064.8的中国发明专利申请“一种用于改性半温拌的改性乳化沥青及其制备方法”、申请号为CN200910251571.1的中国发明专利申请“一种寒区常温拌合型沥青混凝土专用改性冷拌沥青”和申请号为CN200910251572.6的中国发明专利申请“一种热区常温拌合型沥青混凝土专用改性冷拌沥青”中都是采用星型液体SBS为改性剂。

但是上述改性剂或固化剂都存在一定的不足。SBS改性乳化沥青虽能改善高温和低温性能，但沥青混合料的粘结力未能改善。环氧树脂的加入会改善混合料的粘结性能；但混合料硬化后脆性大，且低温弯曲性能也有所下降。另外环氧树脂的价格高。丙烯酸酯乳液低温韧性差，高温发黏，耐水性差，需要做额外的改性才能使用。氯丁胶乳的最大弱点是耐寒性能低(最低-40℃)和储存稳定性差(仅半年)。在储存期间，氯丁乳胶不仅胶体性能发生变化，而且硫化胶膜性能也有所降低。丁苯橡胶改性乳化沥青对沥青的高温性能改善不明显，不宜在高温地区使用。而且国内生产的丁苯橡胶一般由阴离子乳化剂进行乳液聚合而成的，因此其不能与阳离子乳化剂直接相容，导致乳化沥青体积稳定性差。橡胶粉改性乳化沥青要求温度更严，产生较难闻气味和空气质量问题。普通硅酸盐水泥作固化剂，水化速度慢，混合料的早强性能不优越，大量的拌和水不能转化为固体结晶水，对后期道路性能也有一定影响。

可见，目前常用的改性剂、固化剂虽然能够在一定程度上提高乳化沥青剂沥青混合料的性能，但是仍无法完全满足城市主干道、高速公路等对修复时限和路面性能的较高要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沥青改性剂。通过设计的特定软、硬相组分及比例，本发明所述沥青改性剂与沥青形成半网络互穿结构，使改性乳化沥青的软化点高、粘结力强、韧性适当、刚韧平衡、稳定性好。在此基础上，本发明还提供一种含有上述改性乳化沥青和特定固化剂的沥青混合料。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种沥青改性剂，由组合物I和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物乳液组成，以所述沥青改性剂的总重量为基准，各组分的重量百分比分别为：

所述组合物I 50％～80％，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物乳液20％～50％；

优选的，以所述沥青改性剂的总重量为基准，各组分的重量百分比分别为：

所述组合物I 60％～70％，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物乳液30％～40％；