本发明涉及沥青混合料
技术领域：
，具体是一种环保型温拌沥青混合料及其制备方法。
背景技术：
：沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称，按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料。按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。按公称最大粒径的大小可分为特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式、砂粒式沥青混合料。现如今的沥青混合料在拌和过程中，会在短时间内急剧发生热老化，对沥青混合料的综合性能造成较大影响，给我们的实际应用带来不便。针对该问题，我们设计了一种环保型温拌沥青混合料及其制备方法，这是我们亟待解决的技术问题之一。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种环保型温拌沥青混合料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保型温拌沥青混合料，所述沥青混合料各组分原料包括：以重量计，预处理沥青10-15份、集料80-90份、矿粉5-8份、硅灰2-3份、粉煤灰2-3份、改性温拌剂3-7份、第一添加料8-12份、第二添加料8-10份。较优化的方案，所述第一添加料各组分原料包括：以重量计，丙烯酸30-40份、氢氧化钠10-15份、丙烯酰胺30-45份、聚乙二醇甲基丙烯酸5-8份、引发剂2-3份、交联剂1-2份、环己烷10-15份、分散剂3-5份。较优化的方案，所述第二添加料各组分原料包括：以重量计，蒙脱土8-10份、硝酸铝10-12份、抗坏血酸1-2份、双氧水5-8份。较优化的方案，所述改性温拌剂各组分原料包括：以重量计，温拌料5-8份、无机硅铝酸盐6-8份、改性沸石10-15份、表面活性剂4-6份、稳定剂2-3份、降粘剂2-3份、抗老化剂2-3份。较优化的方案，所述分散剂包括司盘60和司盘80，所述司盘60和司盘80的质量比为1：1；所述交联剂为甲叉双丙烯酰胺，所述引发剂为亚硫酸氢钠、过硫酸钾混合溶液。较优化的方案，所述预处理沥青由sbs改性沥青、多聚磷酸制备得到。较优化的方案，所述改性沸石由沸石、氢氧化钠、十八胺制备得到。较优化的方案，所述温拌料为sasobi，所述抗老化剂为rd，所述稳定剂为聚丙烯腈纤维；所述降粘剂为ltr。较优化的方案，一种环保型温拌沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：1)准备物料；2)改性温拌剂的制备：a)取沸石，氢氧化钠溶液溶解，搅拌，过滤，烘干，再置于十八胺的乙醇溶液中，继续搅拌，干燥，得到改性沸石；b)取表面活性剂和温拌料，混合搅拌，再加入稳定剂、降粘剂和抗老化剂，继续搅拌，得到物料a；c)取物料a，再加入改性沸石、无机硅铝酸盐，混合搅拌，得到改性温拌剂；3)预处理沥青的制备：取sbs改性沥青，加热至170-175℃，脱水后添加多聚磷酸，混合搅拌，保温溶胀，再置于高速剪切机下剪切，得到预处理沥青；4)取丙烯酸、氢氧化钠，在冰水浴下混合中和，搅拌，再加入丙烯酰胺、聚乙二醇甲基丙烯酸、引发剂和交联剂，继续搅拌，得到物料b；5)取环己烷、分散剂，混合，搅拌，再加入集料，继续搅拌，加入物料b，加热至75-78℃，反应，得到物料c；6)取物料c，加入蒙脱土，搅拌，再加入硝酸铝，继续搅拌30-40min，加入抗坏血酸，继续搅拌，再加入双氧水，反应，加入预处理沥青和改性温拌剂，120-125℃下搅拌，再加入矿粉、硅灰和粉煤灰，继续搅拌，得到沥青混合料。较优化的方案，包括以下步骤：1)准备物料；2)改性温拌剂的制备：a)取沸石，氢氧化钠溶液溶解，搅拌1-1.2h，过滤，80-82℃烘干，再置于十八胺的乙醇溶液中，继续搅拌30-40min，80-85℃干燥，得到改性沸石；b)取表面活性剂和温拌料，混合搅拌10-12min，搅拌温度为120-130℃，再加入稳定剂、降粘剂和抗老化剂，继续搅拌10-12min，搅拌温度为180-190℃，得到物料a；c)取物料a，再加入改性沸石、无机硅铝酸盐，混合搅拌20-30min，得到改性温拌剂；3)预处理沥青的制备：取sbs改性沥青，加热至170-175℃，脱水后添加多聚磷酸，添加速率为5g/s，混合搅拌30-35min，搅拌速率为500r/min，保温溶胀25-30min，再置于高速剪切机下剪切45-50min，剪切速率为4800-5000r/min，得到预处理沥青；4)取丙烯酸、氢氧化钠，在冰水浴下混合中和，搅拌10-15min，再加入丙烯酰胺、聚乙二醇甲基丙烯酸、引发剂和交联剂，继续搅拌20-30min，得到物料b；5)取环己烷、分散剂，混合，在74-76℃下搅拌20-30min，搅拌转速为400-500r/min，再加入集料，继续搅拌15-20min，加入物料b，加热至75-78℃，反应3-3.5h，得到物料c；6)取物料c，加入蒙脱土，搅拌1-1.2h，再加入硝酸铝，继续搅拌30-40min，加入抗坏血酸，继续搅拌10-15min，再加入双氧水，反应1-1.2h，加入预处理沥青和改性温拌剂，120-125℃下搅拌3-5min，再加入矿粉、硅灰和粉煤灰，继续搅拌2-3min，得到沥青混合料。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备沥青混合料时，先进行改性温拌剂的制备，包括改性沸石、无机硅铝酸盐、表面活性剂等组分，其中沸石是一种含水多孔性硅铝酸盐，其内部结构为三维硅(铝)氧四面体，四面体排列形成晶体骨架，表面分布着大量通道与孔穴，孔穴和通道的存在使得天然沸石能够吸附并保有水分，能够作为温拌剂，使沥青持续发泡，但现如今沸石中含有大量的杂质，其表面的通道和孔穴堵塞，导致其含水量较低，作为温拌剂使用时效果较差；因此本申请对沸石进行表面改性，先通过氢氧化钠溶液浸泡沸石表面的孔穴和通道，利用氢氧化钠溶解通道中堵塞的凝胶或杂质，提高通道和空腔之间的连通性和比表面积，进一步提高沸石的吸水量；氢氧化钠处理后，又利用十八胺对其表面进行改性，制备得到改性沸石，此时十八胺可以化学结合的方式吸附在沸石表面，使得改性沸石与沥青等组分之间的粘附性得到改善。本发明温拌剂中还添加了温拌料，温拌料选择sasobi，sasobit温拌料可以使沥青的软化点得到提高，抗车辙性能变好，但其会导致沥青的抗老化性能降低，因此在改性温拌剂中添加抗老化剂，保证沥青混合料的整体性能；本发明中无机硅酸铝盐的含水量为18-23％，在沥青混合料拌和过程中，可释放水分，使得沥青作用发泡，降低沥青粘度，起到良好的温拌效果；本发明中通过将改性沸石、无机硅铝酸盐、温拌料、抗老化剂等组分混合，制备得到复合改性温拌剂，该温拌剂能够发挥优异的温拌作用。本发明中制备得到预处理沥青，通过在sbs改性沥青中添加多聚磷酸反应，此时沥青组分中的沥青质增加，沥青质胶团量增加，沥青的黏度增加，制备得到的沥青混合料抵抗剪切变形的能力提高，高温稳定性得到改善；同时多聚磷酸会与沥青质胶团中的某些组分发生酯化反应，sbs粒子与多聚磷酸共同发生交联作用，使得沥青混合料的整体性能得到提高；多聚磷酸还可以与sbs改性沥青中的亚砜基发生反应，进一步改善沥青混合料的抗老化性能。本发明在制备沥青混合料时，先采用反相悬浮聚合法，以聚乙二醇二丙烯酸酯为交联剂，过硫酸钾、亚硫酸氢钠为引发剂，单体丙烯酰胺、聚乙二醇甲基丙烯酸会发生共聚，形成吸水微球(第一添加料)，该吸水微球具有较优异的吸水性能，可吸水膨胀，且耐高温性能优异；吸水微球制得后，再加入集料，混合搅拌后得到物料c，接着本发明又添加了蒙脱土、硝酸铝、抗坏血酸等组分，此时蒙脱土可均匀分散在剩余的丙烯酸、丙烯酰胺中，并进行插层聚合反应，丙烯酸和丙烯酰胺单体向有机蒙脱土的层间迁移并插入层间，再在引发剂作用下发生原位聚合，生成以蒙脱土为活性中心的交联结构；后续在添加预处理沥青和改性温拌剂，制备得到沥青混合料。在该制备过程中，由于在拌和过程中沥青会水化放热，此时沥青混合料的温度较高，而沥青混合料在拌和过程中会与氧气接触，此时沥青中的烃类分子会受热裂解产生初始自由基，初始自由基会与空气存在的氧分子结合并生成过氧化物，过氧化物在吸收一定量的能量之后又会发生分解反应，再次产生新的具有活性的自由基，在这一连锁反应中会加快沥青的老化，因此为了避免该情况的发生，本申请中利用蒙脱土、丙烯酰胺、丙烯酸等组分制备的以蒙脱土为活性中心的交联结构，该交联网络结构具有较优异的防渗透作用，在拌和过程中能够对拌和料进行保护，减少氧气与拌和料的接触，降低沥青老化速度，提高沥青混合料的综合性能。同时改性温拌剂中改性沸石会在高温环境下释放出水分，由于改性沸石表面存在大量的孔穴和通道，具有一定的吸附性，而沥青混合料中还存在大量的吸水微球，该吸水微球可吸水膨胀，并被改性沸石吸附结合，进一步提高沥青混合料的紧密性，使得沥青混合料的力学性能得到提高。本发明公开了一种环保型温拌沥青混合料及其制备方法，工艺设计合理，组分配比适宜，通过对温拌剂、sbs改性沥青进行预处理，协同改善沥青混合料的拌和性能和稳定性，能够明显降低改性沥青混合料的拌和、施工温度，提高改性沥青与集料之间的粘结作用力，有效提高沥青混合料的力学性能和耐老化性能，高温抗车辙性能、低温抗疲劳性能及抗水损害性能优异，具有较高的实用性。具体实施方式下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1：s1：准备物料；s2：改性温拌剂的制备：取沸石，氢氧化钠溶液溶解，搅拌1h，过滤，80℃烘干，再置于十八胺的乙醇溶液中，继续搅拌30min，80℃干燥，得到改性沸石；取表面活性剂和温拌料，混合搅拌10min，搅拌温度为120℃，再加入稳定剂、降粘剂和抗老化剂，继续搅拌10min，搅拌温度为180℃，得到物料a；取物料a，再加入改性沸石、无机硅铝酸盐，混合搅拌20min，得到改性温拌剂；s3：预处理沥青的制备：取sbs改性沥青，加热至170℃，脱水后添加多聚磷酸，添加速率为5g/s，混合搅拌30min，搅拌速率为500r/min，保温溶胀25min，再置于高速剪切机下剪切45min，剪切速率为4800r/min，得到预处理沥青；s4：取丙烯酸、氢氧化钠，在冰水浴下混合中和，搅拌10min，再加入丙烯酰胺、聚乙二醇甲基丙烯酸、引发剂和交联剂，继续搅拌20min，得到物料b；s5：取环己烷、分散剂，混合，在74℃下搅拌20min，搅拌转速为400r/min，再加入集料，继续搅拌15min，加入物料b，加热至75℃，反应3h，得到物料c；s6：取物料c，加入蒙脱土，搅拌1h，再加入硝酸铝，继续搅拌30min，加入抗坏血酸，继续搅拌10min，再加入双氧水，反应1h，加入预处理沥青和改性温拌剂，120℃下搅拌3min，再加入矿粉、硅灰和粉煤灰，继续搅拌2min，得到沥青混合料。本实施例中，沥青混合料各组分原料包括：以重量计，预处理沥青10份、集料80份、矿粉5份、硅灰2份、粉煤灰2份、改性温拌剂3份、第一添加料8份、第二添加料8份。第一添加料各组分原料包括：以重量计，丙烯酸30份、氢氧化钠10份、丙烯酰胺30份、聚乙二醇甲基丙烯酸5份、引发剂2份、交联剂1份、环己烷10份、分散剂3份。第二添加料各组分原料包括：以重量计，蒙脱土8份、硝酸铝10份、抗坏血酸1份、双氧水5份；改性温拌剂各组分原料包括：以重量计，温拌料5份、无机硅铝酸盐6份、改性沸石10份、表面活性剂4份、稳定剂2份、降粘剂2份、抗老化剂2份。分散剂包括司盘60和司盘80，所述司盘60和司盘80的质量比为1：1；所述交联剂为甲叉双丙烯酰胺，所述引发剂为亚硫酸氢钠、过硫酸钾混合溶液；温拌料为sasobi，所述抗老化剂为rd，所述稳定剂为聚丙烯腈纤维；所述降粘剂为ltr。实施例2：s1：准备物料；s2：改性温拌剂的制备：取沸石，氢氧化钠溶液溶解，搅拌1.1h，过滤，81℃烘干，再置于十八胺的乙醇溶液中，继续搅拌35min，83℃干燥，得到改性沸石；取表面活性剂和温拌料，混合搅拌11min，搅拌温度为125℃，再加入稳定剂、降粘剂和抗老化剂，继续搅拌11min，搅拌温度为185℃，得到物料a；取物料a，再加入改性沸石、无机硅铝酸盐，混合搅拌25min，得到改性温拌剂；s3：预处理沥青的制备：取sbs改性沥青，加热至172℃，脱水后添加多聚磷酸，添加速率为5g/s，混合搅拌33min，搅拌速率为500r/min，保温溶胀28min，再置于高速剪切机下剪切48min，剪切速率为4900r/min，得到预处理沥青；s4：取丙烯酸、氢氧化钠，在冰水浴下混合中和，搅拌12min，再加入丙烯酰胺、聚乙二醇甲基丙烯酸、引发剂和交联剂，继续搅拌25min，得到物料b；s5：取环己烷、分散剂，混合，在75℃下搅拌25min，搅拌转速为450r/min，再加入集料，继续搅拌18min，加入物料b，加热至76℃，反应3.2h，得到物料c；s6：取物料c，加入蒙脱土，搅拌1.1h，再加入硝酸铝，继续搅拌35min，加入抗坏血酸，继续搅拌14min，再加入双氧水，反应1.1h，加入预处理沥青和改性温拌剂，124℃下搅拌4min，再加入矿粉、硅灰和粉煤灰，继续搅拌2.5min，得到沥青混合料。本实施例中，沥青混合料各组分原料包括：以重量计，预处理沥青12份、集料85份、矿粉7份、硅灰2.5份、粉煤灰2.5份、改性温拌剂5份、第一添加料10份、第二添加料9份。第一添加料各组分原料包括：以重量计，丙烯酸35份、氢氧化钠12份、丙烯酰胺38份、聚乙二醇甲基丙烯酸7份、引发剂2.5份、交联剂1.5份、环己烷12份、分散剂4份。第二添加料各组分原料包括：以重量计，蒙脱土9份、硝酸铝11份、抗坏血酸1.5份、双氧水7份；改性温拌剂各组分原料包括：以重量计，温拌料7份、无机硅铝酸盐7份、改性沸石12份、表面活性剂5份、稳定剂2.5份、降粘剂2.5份、抗老化剂2.5份。分散剂包括司盘60和司盘80，所述司盘60和司盘80的质量比为1：1；所述交联剂为甲叉双丙烯酰胺，所述引发剂为亚硫酸氢钠、过硫酸钾混合溶液；温拌料为sasobi，所述抗老化剂为rd，所述稳定剂为聚丙烯腈纤维；所述降粘剂为ltr。实施例3：s1：准备物料；s2：改性温拌剂的制备：取沸石，氢氧化钠溶液溶解，搅拌1.2h，过滤，82℃烘干，再置于十八胺的乙醇溶液中，继续搅拌40min，85℃干燥，得到改性沸石；取表面活性剂和温拌料，混合搅拌12min，搅拌温度为130℃，再加入稳定剂、降粘剂和抗老化剂，继续搅拌12min，搅拌温度为190℃，得到物料a；取物料a，再加入改性沸石、无机硅铝酸盐，混合搅拌30min，得到改性温拌剂；s3：预处理沥青的制备：取sbs改性沥青，加热至175℃，脱水后添加多聚磷酸，添加速率为5g/s，混合搅拌35min，搅拌速率为500r/min，保温溶胀30min，再置于高速剪切机下剪切50min，剪切速率为5000r/min，得到预处理沥青；s4：取丙烯酸、氢氧化钠，在冰水浴下混合中和，搅拌15min，再加入丙烯酰胺、聚乙二醇甲基丙烯酸、引发剂和交联剂，继续搅拌30min，得到物料b；s5：取环己烷、分散剂，混合，在76℃下搅拌30min，搅拌转速为500r/min，再加入集料，继续搅拌20min，加入物料b，加热至78℃，反应3.5h，得到物料c；s6：取物料c，加入蒙脱土，搅拌1.2h，再加入硝酸铝，继续搅拌40min，加入抗坏血酸，继续搅拌15min，再加入双氧水，反应1.2h，加入预处理沥青和改性温拌剂，125℃下搅拌5min，再加入矿粉、硅灰和粉煤灰，继续搅拌3min，得到沥青混合料。本实施例中，沥青混合料各组分原料包括：以重量计，预处理沥青15份、集料90份、矿粉8份、硅灰3份、粉煤灰3份、改性温拌剂7份、第一添加料12份、第二添加料10份。第一添加料各组分原料包括：以重量计，丙烯酸40份、氢氧化钠15份、丙烯酰胺45份、聚乙二醇甲基丙烯酸8份、引发剂3份、交联剂2份、环己烷15份、分散剂5份。第二添加料各组分原料包括：以重量计，蒙脱土10份、硝酸铝12份、抗坏血酸2份、双氧水8份；改性温拌剂各组分原料包括：以重量计，温拌料8份、无机硅铝酸盐8份、改性沸石15份、表面活性剂6份、稳定剂3份、降粘剂3份、抗老化剂3份。分散剂包括司盘60和司盘80，所述司盘60和司盘80的质量比为1：1；所述交联剂为甲叉双丙烯酰胺，所述引发剂为亚硫酸氢钠、过硫酸钾混合溶液；温拌料为sasobi，所述抗老化剂为rd，所述稳定剂为聚丙烯腈纤维；所述降粘剂为ltr。实验：1、取实施例1-3制备的沥青混合料样品，分别根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(jtj052-2000)对实施例1-3制备的沥青混合料样品进行检测，检测数据如下表所示：项目实施例1实施例2实施例3软化点/℃676667马歇尔稳定度/kn9.69.59.62、取实施例1-3制备的沥青混合料样品，分别按照《沥青混合料车辙试验》(t0719-1993)对各实施例和对比例制得的沥青混合料动稳定度进行检测，检测条件为60±1℃，试轮压力0.7±0.05mpa；按照《沥青及沥青混合料试验规程》(t0729-2000)对各实施例和对比例制得的沥青混合料的水稳定性进行检测。项目实施例1实施例2实施例3稳定度/kn(浸水马歇尔实验)7.17.37.2残留稳定度/％(浸水马歇尔实验)87.586.487.3劈裂强度/mpa(马歇尔冻融劈裂实验)0.850.840.85动稳定度，次/mm706072307180结论：本发明工艺设计合理，组分配比适宜，有效提高沥青混合料的力学性能和耐老化性能，高温抗车辙性能、低温抗疲劳性能及抗水损害性能优异，具有较高的实用性。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。当前第1页12