[发明专利]多尺度纳米材料复合改性沥青混合料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多尺度纳米复合改性沥青混合料及其制备方法，该混合料由矿料、基础沥青、稳定剂、丁苯橡胶、多尺度纳米材料等原料制成。本发明采用多尺度纳米复合材料及SBR对沥青进行复合改性处理，利用无机纳米粒子具有表面能缺陷少、非配对原子多、表面吸附力强等特点，使其能更好的与基础沥青发生结合，从而使得改性后的沥青具有较大的破坏荷载；本发明所用原料来源广泛、价格低廉，所制备得到沥青混合料路用性能优越，具有明显高于普通沥青混合料的高温、低温及水稳定性能。

技术领域

本发明涉及道路工程材料技术领域，具体涉及一种多尺度纳米复合改性沥青混合料及其制备方法。

背景技术

近几年由于国民经济的快速发展，我们国家对公路建设也越来越重视，沥青路面比之前的水泥路面有着诸多优点。沥青路面是属于柔性路面，具有行车舒适、噪声小、施工速度快、不扬尘、易修复等优点；而水泥路面是刚性路面，对路基有着很高的要求，路基变形之后路面极易发生破坏，一旦发生局部破坏，会影响行车舒适，也将对路面造成很大的影响。

虽然沥青路面有很多优点，但是随着近年来道路使用环境的日趋复杂性，交通量的增加及气候环境的恶化，使得沥青路面很难满足使用需求；而且沥青路面在服役的过程中受到温度、光、水及紫外线等作用而发生老化，导致沥青路面的低温抗裂性下降，进而沥青的弹性也会降底，影响其路用性能。

现有的沥青路面不能同时兼顾高温、低温以及水稳定性对路面造成的损害。因此，开发一种新型复合改性沥青混合料能够兼顾解决路面高低温及水稳定性等病害，对今后道路工程建设的发展具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种多尺度纳米材料改性沥青混合料及其制备方法，旨在兼顾满足沥青混合料的路用性能的同时减少沥青路面的高、低温病害及水损坏。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种多尺度纳米材料复合改性沥青混合料，由下列重量份的原料制成：

矿料90～110份、基础沥青3～9份、稳定剂0.12～0.28份、丁苯橡胶（SBR）0.12～0.28份、多尺度纳米材料0.15～0.45份；

所述多尺度纳米材料包括：

纳米碳酸钙改性剂0.15～0.30份、纳米氧化锌0.15～0.38份、纳米二氧化钛改性剂0.09～0.25份、纳米二氧化硅改性剂0.06～0.20份。

所述纳米碳酸钙改性剂的制备方法如下：

先将偶联剂用乙醇进行稀释，再将纳米碳酸钙和改善剂加入其中，然后在45～55℃的条件下搅拌15～25 min，最后于105℃下烘干去除乙醇，得纳米碳酸钙改性剂，其中纳米碳酸钙、偶联剂和改善剂的质量比为1：0.050～0.07：0.01～0.02。

所述纳米氧化锌改性剂的制备方法如下：

先将偶联剂用乙醇进行稀释，再将纳氧化锌和改善剂加入其中，然后在60～80℃的条件下搅拌35～45 min，最后于105℃下烘干去除乙醇，得纳米氧化锌改性剂，其中纳米氧化锌、偶联剂和改善剂的质量比为1：0.050～0.07：0.01～0.02。

所述纳米二氧化钛改性剂的制备方法如下：

先将偶联剂用乙醇进行稀释，再将纳米二氧化钛和改善剂加入其中，然后在45～55℃的条件下搅拌15～25 min，最后于105℃下烘干去除乙醇，得纳米二氧化钛改性剂，其中纳米二氧化钛、偶联剂和改善剂的质量比为1：0.010～0.015：0.01～0.02。

所述纳米二氧化硅改性剂的制备方法如下：