一种适用于热带沥青路面的专用改性沥青及其制备方法与流程

1.本发明属于道路沥青材料技术领域，具体涉及一种适用于热带沥青路面的专用改性沥青。


背景技术：

2.柬埔寨位于东南亚中南半岛南部，面积为181,035平方公里。西部及西北部与泰国接壤，东北部与老挝交界，东部及东南部与越南相邻。因此柬埔寨位于热带，属于热带季风气候，属低纬度国家，受季风气候影响广泛，其最大特点为一年四季都是夏季，四季不分明，也就是没有春夏秋冬，而是分为雨季和旱季。柬埔寨年平均气温29-30℃，最高温度可达42℃，5-10月为雨季，11月—次年4月为旱季，受地形和季风影响，各地降水量差异较大，象山南端可达5400毫米，金边以东约1000毫米。因此柬埔寨热带高温多雨天气对沥青路面要求特别高，其沥青路面主要表现为车辙、推移、坑塘等病害严重，因此传统改性沥青难以适应于常年高温多雨的天气，亟须开发一种新型高性能抗车辙、抗水损的改性沥青，相比于普通沥青能够有效缓解路面在高行车荷载条件下的车辙病害问题和水损病害，提高沥青路面的服务能力，有效延长路面的使用寿命，提高社会经济效益。


技术实现要素：

3.鉴于以上方面，本专利提供种适用于热带沥青路面专用改性沥青制备方法及其应用，该技术采用环氧树脂、塑料改性剂、弹性体改性剂、降粘剂复合改性沥青，使所制备的改性沥青在满足基本指标要求的同时，粘度下降，利于拌和。该改性沥青pg等级满足pg82-22要求，具备优异的高低温性能，储存稳定性优异，48h离析不足2℃，高温稳定性好，抗变形能力较优，且制备工艺并不复杂，适合进行工业化生产。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
4.一种适用于热带沥青路面的专用改性沥青，其特征在于，包括如下重量份的组分：
5.[0006][0007]
一种适用于热带沥青路面的专用改性沥青的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0008]
s1、按所述重量份称取各组分；
[0009]
s2、加热所述基质沥青到流动状态后搅拌预热至170-185℃加入高分子弹性体改性剂，剪切1h得到预混物。
[0010]
s3、向预混物加入所述橡胶油，搅拌0.5h；
[0011]
s4、加入抗氧化剂，搅拌0.5h，加入稳定剂，调低改性沥青温度至175℃
±
5℃搅拌发育4-5h。
[0012]
s5、降温至150℃加入特种固化剂，特种沥青颗粒、降粘剂及塑料颗粒，搅拌发育4h，即得所述样品a。
[0013]
s6、在加工混合料前或者测试前将双酚a和非双酚a环氧树脂添加到样品a中搅拌均匀即制的热带沥青路面专用改性沥青。
[0014]
作为本发明的进一步改进，所述高分子弹性体改性剂为一种高分子聚合物，诸如sbr改性剂，线性sbs改性剂，星型sbs改性剂、sebs改性剂、sis改性剂、seps改性剂、氯丁橡胶(cr)的其中一种或多种复配而成。
[0015]
作为本发明的进一步改进，所述双酚a环氧树脂为npel128、e51、e44、e39、e20及e12中的一种。
[0016]
作为本发明的进一步改进，所述非双酚a环氧树脂为双(2，3-环氧基环戊基)醚(err-0300)、2，3-环氧基环戊基环戊基醚(erla-0400)、乙烯基环己烯二环氧化物(erl-4206)、二异戊己二烯二环氧化物(erl-4269)、3，4-环氧基-6-甲基环己基甲酸-3
’4’‑
环氧基-6
’‑
甲基环己基甲酯(erl-4201)、3，4-环氧基环己基甲酸-3
’4’‑
环氧基环己基甲酯(erl-4221)、己二酸二(3，4-环氧基-6-甲基环己基甲酯)(erl-4289)、二环戊二烯二环氧化物(ep-207)中的一种。
[0017]
作为本发明的进一步改进，所述特种固化剂为十八胺、十六胺、油胺、eo为5的十八胺聚氧乙烯醚1805、eo为10的十八胺聚氧乙烯醚1810、eo为15的十八胺聚氧乙烯醚1815、eo为20的十八胺聚氧乙烯醚1820、eo为5的油胺聚氧乙烯醚1805、eo为10的油胺聚氧乙烯醚1810、eo为15的油胺聚氧乙烯醚1815、eo为20的油胺聚氧乙烯醚1820中的一种或者多种混合，有效成分高于95％。
[0018]
作为本发明的进一步改进，所述抗氧化剂为茶多酚(tp)、生育酚、黄酮类、丁基羟
基茴香醚(bha)、二丁基羟基甲苯(bht)、叔丁基对苯二酚(tbhq)等。
[0019]
作为本发明的进一步改进，所述特种沥青颗粒为30#沥青、20#沥青、0#沥青、氧化沥青、磺化沥青、生物沥青、湖沥青、岩沥青、煤沥青等。
[0020]
作为本发明的进一步改进，所述稳定剂为硫磺，黄色或淡黄色，颗粒状，熔点119℃，融于沥青有刺鼻气味产生。
[0021]
作为本发明的进一步改进，所述橡胶油为8-12号橡胶油、8-24号橡胶油、8-44号橡胶油、糠醛抽出油等，其闪点大于220℃，安全性高，芳烃含量大于等于80％。
[0022]
作为本发明的进一步改进，所述降粘剂为美德维什维克dat、sasobit、霍尼韦尔7686、霍尼韦尔7183、霍尼韦尔7608等。
[0023]
作为本发明的进一步改进，所述塑料颗粒为lldpe、ldpe、hdpe、eva、pp等。
[0024]
作为本发明的进一步改进，所述70#沥青为sk#70沥青、壳牌70#沥青、gs70沥青、克拉玛依70#沥青、伊朗70#沥青、双龙70#沥青、泰州中海油70#沥青等。
[0025]
采用上述技术方案，能够实现以下技术效果：
[0026]
(1)该改性沥青引入了环氧树脂、环氧树脂可较大程度上提升沥青的高温性能，改善沥青的低温性能，且增加沥青的粘韧性和弹性，提升抗车辙能力。
[0027]
(2)高分子弹性体改性剂溶胀效果的好坏对于改性沥青的性能有很大影响，橡胶油一方面能够促进高分子弹性体改性剂的溶胀，使改性剂更好的分散于沥青中，与沥青形成稳定的空间网状结构，大幅提升沥青的高低温性能。
[0028]
(3)添加的硫磺稳定剂能够稳定改性剂-沥青的空间网状结构，使沥青软化点上升，也可使沥青的储存稳定性能更佳；添加的抗氧化剂能够一定程度上降低沥青在制备、运输及拌和过程中的老化效果，使沥青在拌和后拥有较好的老化后指标，保证沥青混合料成型后的各方面性能。
[0029]
(4)添加的沥青颗粒和塑料颗粒在体系中起到十分重要的作用，加入沥青后，提升沥青的粘度，并且与沥青混溶后，沥青针入度降低，软化点增加，粘度增加，且沥青混合料的抗剪切能力和抗车辙能力大幅度提高，成本较低，经济效益好。
[0030]
(5)本发明制备的沥青结合不同材料的特性，扬长补短，充分发挥各材料的性能。使本发明制备的沥青具备以下优势：135℃运动粘度低，60℃动力粘度高；135℃粘度不足3.5pa
·
s，60℃动力粘度≥400000pa
·
s，无需提升拌和温度及碾压遍数，施工和易性佳；抗车辙性能好，抗永久变形能力强，高温稳定性能优异的同时低温性能较佳；生产制备工艺连续，无需额外发育时间，降低能耗；无需添加其他生产设备，易于工业化具有经济性和实用性。
[0031]
说明书附图
[0032]
图1为实施例中所用ac-13级配曲线。
具体实施方式
[0033]
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的高强度改性沥青及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
[0034]
本发明提供了一种适用于热带沥青路面的专用改性沥青，包括如下重量份的组分：
[0035][0036][0037]
本发明还提供了一种适用于热带沥青路面的专用改性沥青的制备方法，包括如下步骤：
[0038]
s1、按所述重量份称取各组分；
[0039]
s2、加热所述基质沥青到流动状态后搅拌预热至170-185℃加入高分子弹性体改性剂，剪切1h得到预混物。
[0040]
s3、向预混物加入所述橡胶油，搅拌0.5h；
[0041]
s4、加入抗氧化剂，搅拌0.5h，加入稳定剂，调低改性沥青温度至175℃
±
5℃搅拌发育4-5h。
[0042]
s5、降温至150℃加入特种固化剂，特种沥青颗粒、降粘剂及塑料颗粒，搅拌发育4h，即得所述样品a。
[0043]
s6、在加工混合料前或者测试前将双酚a和非双酚a环氧树脂添加到样品a中搅拌均匀即制的热带沥青路面专用改性沥青。
[0044]
其中，所述高分子弹性体改性剂为一种高分子聚合物，诸如sbr改性剂，线性sbs改性剂，星型sbs改性剂、sebs改性剂、sis改性剂、seps改性剂、氯丁橡胶(cr)的其中一种或多种复配而成；所述双酚a环氧树脂为npel128、e51、e44、e39、e20及e12中的一种；所述非双酚a环氧树脂为双(2，3-环氧基环戊基)醚(err-0300)、2，3-环氧基环戊基环戊基醚(erla-0400)、乙烯基环己烯二环氧化物(erl-4206)、二异戊己二烯二环氧化物(erl-4269)、3，4-环氧基-6-甲基环己基甲酸-3
’4’‑
环氧基-6
’‑
甲基环己基甲酯(erl-4201)、3，4-环氧基环己基甲酸-3
’4’‑
环氧基环己基甲酯(erl-4221)、己二酸二(3，4-环氧基-6-甲基环己基甲酯)(erl-4289)、二环戊二烯二环氧化物(ep-207)中的一种；所述特种固化剂为十八胺、十六胺、油胺、eo为5的十八胺聚氧乙烯醚1805、eo为10的十八胺聚氧乙烯醚1810、eo为15的十八胺聚氧乙烯醚1815、eo为20的十八胺聚氧乙烯醚1820、eo为5的油胺聚氧乙烯醚1805、eo为10的油胺聚氧乙烯醚1810、eo为15的油胺聚氧乙烯醚1815、eo为20的油胺聚氧乙烯醚1820中的一种或者多种混合，有效成分高于95％；所述抗氧化剂为茶多酚(tp)、生育酚、黄酮类、丁基羟基茴香醚(bha)、二丁基羟基甲苯(bht)、叔丁基对苯二酚(tbhq)等；所述特种
沥青颗粒为30#沥青、20#沥青、0#沥青、氧化沥青、磺化沥青、生物沥青、湖沥青、岩沥青、煤沥青等；所述稳定剂为硫磺，黄色或淡黄色，颗粒状，熔点119℃，融于沥青有刺鼻气味产生；所述橡胶油为8-12号橡胶油、8-24号橡胶油、8-44号橡胶油、糠醛抽出油等，其闪点大于220℃，安全性高，芳烃含量大于等于80％；所述降粘剂为美德维什维克dat、sasobit、霍尼韦尔7686、霍尼韦尔7183、霍尼韦尔7608等；所述塑料颗粒为lldpe、ldpe、hdpe、eva、pp等；所述70#沥青为sk#70沥青、壳牌70#沥青、gs70沥青、克拉玛依70#沥青、伊朗70#沥青、双龙70#沥青、泰州中海油70#沥青等.
[0045]
为了进一步说明本发明，下面结合具体实施例对本发明提供的高强度改性沥青及其制备方法进行详细的描述，但不应将其理解为对本发明保护范围的限定。
[0046]
下属实施例中所用ac-13级配如图1和表1：
[0047]
表1
[0048]
材料名称10-155-103-50-3矿粉用量31159.539.55
[0049]
实施例1
[0050]
原材料比例：
[0051][0052][0053]
改性沥青制备：
[0054]
s1、按所述重量份称取各组分；
[0055]
s2、加热所述泰州中海油70#沥青到流动状态后搅拌预热至170-185℃加入sbr改性剂，剪切1h得到预混物。
[0056]
s3、向预混物加入所述8-12号橡胶油，搅拌0.5h；
[0057]
s4、加入二丁基羟基甲苯(bht)，搅拌0.5h，加入硫磺，调低改性沥青温度至175℃
±
5℃搅拌发育4-5h。
[0058]
s5、降温至150℃加入十八胺，30#沥青、霍尼韦尔7686及lldpe，搅拌发育4h，即得所述样品a。
[0059]
s6、在加工混合料前或者测试前将双酚a环氧树脂npel128和ep-207添加到样品a中搅拌均匀即制的热带沥青路面专用改性沥青。
[0060]
ac-13沥青混合料制备：
[0061]
取100份的表1级配的ac-13沥青混合料加热到180℃，4.9份沥青加热到160℃，在拌缸中拌合均匀后出料温度为165℃，170℃下保温30min后成型试件测试沥青混合料性能。
[0062]
表2实施例1制备的改性沥青技术指标
[0063][0064][0065]
表3实施例1制备的ac-13沥青混合料技术指标
[0066]
实验项目单位实验数据技术指标空隙率％4.44-6马歇尔稳定度kn53.6≥8流值0.1mm18.515-40残留稳定度％95.3≥85
冻融劈裂强度比(tsr)％92.9≥80动稳定度(60℃)次/mm＞40000≥3000动稳定度(70℃)次/mm19638/
[0067]
实施例2
[0068]
原材料比例：
[0069][0070][0071]
改性沥青制备：
[0072]
s1、按所述重量份称取各组分；
[0073]
s2、加热所述双龙70#沥青到流动状态后搅拌预热至170-185℃加入线性sbs改性剂，剪切1h得到预混物。
[0074]
s3、向预混物加入所述8-24号橡胶油，搅拌0.5h；
[0075]
s4、加入叔丁基对苯二酚(tbhq)，搅拌0.5h，加入硫磺，调低改性沥青温度至175℃
±
5℃搅拌发育4-5h。
[0076]
s5、降温至150℃加入特种十六胺，20#沥青、sasobit及ldpe，搅拌发育4h，即得所述样品a。
[0077]
s6、在加工混合料前或者测试前将双酚a环氧树脂e51和erl-4221添加到样品a中搅拌均匀即制的热带沥青路面专用改性沥青。
[0078]
ac-13沥青混合料制备：
[0079]
取100份的表1级配的ac-13沥青混合料加热到180℃，4.9份沥青加热到160℃，在拌缸中拌合均匀后出料温度为165℃，170℃下保温30min后成型试件测试沥青混合料性能。
[0080]
表4实施例2制备的改性沥青技术指标
[0081][0082][0083]
表5实施例2制备的ac-13沥青混合料技术指标
[0084]
实验项目单位实验数据技术指标空隙率％4.74-6马歇尔稳定度kn51.8≥8流值0.1mm21.715-40残留稳定度％98.4≥85冻融劈裂强度比(tsr)％94.5≥80动稳定度(60℃)次/mm38873≥3000动稳定度(70℃)次/mm16924/
[0085]
实施例3
[0086]
原材料比例：
[0087][0088]
改性沥青制备：
[0089]
s1、按所述重量份称取各组分；
[0090]
s2、加热所述伊朗70#沥青到流动状态后搅拌预热至170-185℃加入星型sbs改性剂，剪切1h得到预混物。
[0091]
s3、向预混物加入所述8-44号橡胶油，搅拌0.5h；
[0092]
s4、加入二丁基羟基甲苯(bht)，搅拌0.5h，加入硫磺，调低改性沥青温度至175℃
±
5℃搅拌发育4-5h。
[0093]
s5、降温至150℃加入油胺，0#沥青、霍尼韦尔7608及pp，搅拌发育4h，即得所述样品a。
[0094]
s6、在加工混合料前或者测试前将双酚a环氧树脂e44和erl-4201添加到样品a中搅拌均匀即制的热带沥青路面专用改性沥青。
[0095]
ac-13沥青混合料制备：
[0096]
取100份的表1级配的ac-13沥青混合料加热到180℃，4.9份沥青加热到160℃，在拌缸中拌合均匀后出料温度为165℃，170℃下保温30min后成型试件测试沥青混合料性能。
[0097]
表6实施例3制备的改性沥青技术指标
[0098][0099][0100]
表7实施例3制备的ac-13沥青混合料技术指标
[0101]
实验项目单位实验数据技术指标空隙率％4.34-6马歇尔稳定度kn48.9≥8流值0.1mm16.215-40残留稳定度％99.6≥85冻融劈裂强度比(tsr)％97.3≥80动稳定度(60℃)次/mm＞40000≥3000动稳定度(70℃)次/mm18568/
[0102]
实施例4
[0103]
原材料比例：
[0104][0105]
改性沥青制备：
[0106]
s1、按所述重量份称取各组分；
[0107]
s2、加热所述克拉玛依70#沥青到流动状态后搅拌预热至170-185℃加入sebs改性剂，剪切1h得到预混物。
[0108]
s3、向预混物加入所述糠醛抽出油，搅拌0.5h；
[0109]
s4、加入丁基羟基茴香醚(bha)，搅拌0.5h，加入硫磺，调低改性沥青温度至175℃
±
5℃搅拌发育4-5h。
[0110]
s5、降温至150℃加入十八胺聚氧乙烯醚1805，氧化沥青、霍尼韦尔7183及eva，搅拌发育4h，即得所述样品a。
[0111]
s6、在加工混合料前或者测试前将双酚a环氧树脂e39和erl-4269添加到样品a中搅拌均匀即制的热带沥青路面专用改性沥青。
[0112]
ac-13沥青混合料制备：
[0113]
取100份的表1级配的ac-13沥青混合料加热到180℃，4.9份沥青加热到160℃，在拌缸中拌合均匀后出料温度为165℃，170℃下保温30min后成型试件测试沥青混合料性能。
[0114]
表8实施例4制备的改性沥青技术指标
[0115][0116][0117]
表9实施例4制备的ac-13沥青混合料技术指标
[0118]
实验项目单位实验数据技术指标空隙率％4.54-6马歇尔稳定度kn47.2≥8流值0.1mm19.615-40残留稳定度％98.3≥85冻融劈裂强度比(tsr)％93.5≥80动稳定度(60℃)次/mm36894≥3000动稳定度(70℃)次/mm11378/
[0119]
实施例5
[0120]
原材料比例：
[0121][0122]
改性沥青制备：
[0123]
s1、按所述重量份称取各组分；
[0124]
s2、加热所述gs70沥青到流动状态后搅拌预热至170-185℃加入高sis改性剂，剪切1h得到预混物。
[0125]
s3、向预混物加入所述8-12号橡胶油，搅拌0.5h；
[0126]
s4、加入黄酮，搅拌0.5h，加入硫磺，调低改性沥青温度至175℃
±
5℃搅拌发育4-5h。
[0127]
s5、降温至150℃加入十八胺聚氧乙烯醚1815，磺化沥青、霍尼韦尔7686及hdpe，搅拌发育4h，即得所述样品a。
[0128]
s6、在加工混合料前或者测试前将双酚a环氧树脂e20和erl-4206添加到样品a中搅拌均匀即制的热带沥青路面专用改性沥青。
[0129]
ac-13沥青混合料制备：
[0130]
取100份的表1级配的ac-13沥青混合料加热到180℃，4.9份沥青加热到160℃，在拌缸中拌合均匀后出料温度为165℃，170℃下保温30min后成型试件测试沥青混合料性能。
[0131]
表10实施例5制备的改性沥青技术指标
[0132][0133][0134]
表11实施例5制备的ac-13沥青混合料技术指标
[0135]
实验项目单位实验数据技术指标空隙率％4.74-6马歇尔稳定度kn46.2≥8流值0.1mm21.315-40残留稳定度％98.1≥85冻融劈裂强度比(tsr)％94.9≥80动稳定度(60℃)次/mm38614≥3000动稳定度(70℃)次/mm17322/
[0136]
实施例6
[0137]
原材料比例：
[0138][0139]
改性沥青制备：
[0140]
s1、按所述重量份称取各组分；
[0141]
s2、加热所述壳牌70#沥青到流动状态后搅拌预热至170-185℃加入seps改性剂，剪切1h得到预混物。
[0142]
s3、向预混物加入所述8-24号橡胶油，搅拌0.5h；
[0143]
s4、加入生育酚，搅拌0.5h，加入硫磺，调低改性沥青温度至175℃
±
5℃搅拌发育4-5h。
[0144]
s5、降温至150℃加入十八胺聚氧乙烯醚1820，湖沥青、sasobit及lldpe，搅拌发育4h，即得所述样品a。
[0145]
s6、在加工混合料前或者测试前将双酚a环氧树脂e12和erla-0400添加到样品a中搅拌均匀即制的热带沥青路面专用改性沥青。
[0146]
ac-13沥青混合料制备：
[0147]
取100份的表1级配的ac-13沥青混合料加热到180℃，4.9份沥青加热到160℃，在拌缸中拌合均匀后出料温度为165℃，170℃下保温30min后成型试件测试沥青混合料性能。
[0148]
表12实施例6制备的改性沥青技术指标
[0149][0150][0151]
表13实施例6制备的ac-13沥青混合料技术指标
[0152]
实验项目单位实验数据技术指标空隙率％4.64-6马歇尔稳定度kn46.2≥8流值0.1mm16.915-40残留稳定度％98.6≥85冻融劈裂强度比(tsr)％893.2≥80动稳定度(60℃)次/mm＞40000≥3000动稳定度(70℃)次/mm19534/
[0153]
实施例7
[0154]
原材料比例：
[0155][0156]
改性沥青制备：
[0157]
s1、按所述重量份称取各组分；
[0158]
s2、加热所述sk#70沥青到流动状态后搅拌预热至170-185℃加入氯丁橡胶(cr)，剪切1h得到预混物。
[0159]
s3、向预混物加入所述8-44号橡胶油，搅拌0.5h；
[0160]
s4、加入茶多酚(tp)，搅拌0.5h，加入硫磺，调低改性沥青温度至175℃
±
5℃搅拌发育4-5h。
[0161]
s5、降温至150℃加入油胺聚氧乙烯醚1820，岩沥青、美德维什维克dat及hdpe，搅拌发育4h，即得所述样品a。
[0162]
s6、在加工混合料前或者测试前将双酚a环氧树脂npel128和err-0300添加到样品a中搅拌均匀即制的热带沥青路面专用改性沥青。
[0163]
ac-13沥青混合料制备：
[0164]
取100份的表1级配的ac-13沥青混合料加热到180℃，4.9份沥青加热到160℃，在拌缸中拌合均匀后出料温度为165℃，170℃下保温30min后成型试件测试沥青混合料性能。
[0165]
表14实施例7制备的改性沥青技术指标
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表15实施例7制备的ac-13沥青混合料技术指标
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实验项目单位实验数据技术指标空隙率％4.34-6马歇尔稳定度kn43.8≥8流值0.1mm18.615-40残留稳定度％91.7≥85冻融劈裂强度比(tsr)％88.4≥80动稳定度(60℃)次/mm31728≥3000动稳定度(70℃)次/mm9614/
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以上所述，其仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术
人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。