一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹沥青、sma沥青混合料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，具体设及一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹 渐青与SAM混合料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着国家经济腾飞，交通运输的行业规模也随之不断增大，对道路材料的综合性 能（耐久性、使用性及功能性）也提出了更高的要求。近些年来，国内外研究机构相继开发 出多种改性类渐青材料，W提升道路渐青及渐青混合料的材料性能。
[0003] 其中，由于SBS (苯己締-了二締-苯己締嵌段共聚物）与橡胶粉对渐青粘弹性能 的提升效果最为明显，目前基于SBS或橡胶粉的渐青改性技术的研究比较深入。SBS可通 过在渐青中分散而形成高分子网络，降低渐青温度敏感性。然而，国内外研究结果表明，SBS 在渐青的渗量存在极限值（约8% )，超过该渗量后，改性渐青体系发生相反转，使其性能发 生明显降低，该因素导致SBS对渐青的粘弹性能提升幅度有限。此外，橡胶粉可明显提升改 性渐青的弹性，但由于在渐青的橡胶颗粒储存稳定性差，在施工中必须采用专口设备"现改 现用"，不仅对橡胶渐青的应用工艺提出了更严格的要求，而且离析后的橡胶渐青对路面材 料的性能也造成负面影响。
[0004] 目前，有研究采用SBS与橡胶复合改性的技术，使渐青的粘弹性能得到了进一步 的提升，然而也存在明显的技术局限性；首先，为确保复合改性渐青中的橡胶粉不发生严重 离析，其渗量仅能达到5~10%左右；其次，由于采用多种改性组分，导致渐青的粘度明显 提高，在渐青混凝±中应用则存在压实度难W保证的问题，因此目前SBS-橡胶粉复合改性 渐青仅主要用于应力吸收层或减振阻巧结构中。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于提供一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹渐青与SAM渐青混 合料及其制备方法，采用橡胶颗粒的表面活化技术，并针对渐青材料进行组分匹配优化， 得到具有高粘高弹性能的渐青，应用于制备渐青混合料可有效提高渐青混合料的耐老化性 能、低温性能、高温性能和抗疲劳性能等。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于橡胶颗粒表面改性的高 粘高弹渐青，它W基质渐青、活化橡胶粉、耐候组分、增粘组分、增塑组分、增容组分和交联 组分为原料制备而成，各组分之间的质量比为；基质渐青；活化橡胶粉；耐候组分；增粘组 分；增塑组分；增容组分：交联组分=100: (15~20) : (4~6) : (2~4) : (1~3) : (1~ 5) : (0. 1 ~1)。
[0007] 上述方案中，所述活化橡胶粉由橡胶粉和表面活化组分W 100:巧~30)的质量比 经表面活化而成，具体制备步骤为；将橡胶粉在40~60°C的揽拌锅中揽拌30~120s ;然后 分=次加入表面活化组分，每次加入量为表面活化组分总质量的10~70%，每次揽拌5~ 20min，加入的量取决于揽拌锅底无过多表面活化组分流下，同时橡胶颗粒无严重粘结成团 现象；最后，关闭揽拌锅温度，使揽拌锅温度降低为室温，在此阶段持续揽拌30~60min后， 得所述的活化橡胶粉。
[0008] 上述方案中，所述的橡胶粉为40目或80目斜交胎硫化橡胶粉。
[0009] 上述方案中，所述表面活化组分为芳香基橡胶油、环烷基橡胶油和脂肪姪溶剂油 中的一种或几种按任意配比混合。
[0010] 上述方案中，所述基质渐青为70#或90#重交石油渐青；耐候组分为线型苯己 締-了二締-苯己締嵌段共聚物；增粘组分为帖締树脂、松香树脂、C9石油树脂和巧石油树 脂中的一种或几种按任意比例混合；增塑组分为临苯二甲酸二了醋或临苯二甲酸二辛脂； 增容组分为慷醒抽出油、减二线抽出油、减=线抽出油、芳姪油中的一种或几种按任意比例 混合；交联组分为硫横或过氧化二异丙苯。
[0011] 上述一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹渐青的制备方法，包括如下步骤： 1)按基质渐青；活化橡胶粉；耐候组分；增粘组分；增塑组分；增容组分：交联组分= 100: (15~20) : (4~6) : (2~4) : (1~3) : (1~5) : (0. 1~1)的质量比称取各原料；2)将 基质渐青加热至160~170°C，开启高速剪切机；逐渐将转速提升至2000~3000r/min，然 后加入耐候组分，持续剪切10~20min ;保持剪切转速不变，加入增粘组分，持续剪切3~ 5min ;然后提升剪切速度至5000~6000r/min，加入活化橡胶粉、增塑组分、增容组分，持续 高速剪切20~40min ;降低剪切速度至3000~4000r/min，加入交联组分，持续剪切20~ 40min 上剪切过程控制温度在185~200°C之间；3)剪切过程完成后，将样品至于135~ 145°C的烘箱中溶胀发育30~60min ;从烘箱中取出样品，冷却后即得所述的基于橡胶颗粒 表面改性的高粘高弹渐青。
[0012] 一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹渐青混合料，它W粗集料、细集料、填料、 纤维、高粘高弹渐青和粘度调控组分为原料制备而成，各组分之间的质量比为；粗集料： 细集料；填料；纤维；高粘高弹渐青；粘度调控组分=75: (10~15):巧~12) : (0. 2~ 0. 4):化.0 ~6. 5):化~10)。
[0013] 上述方案中，所述粘度调控组分为娃侣酸钢或横酸化聚苯己締。
[0014] 上述方案中，所述高粘高弹渐青为上述的基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹渐 青；粗集料为玄武岩或辉绿岩集料，压碎值< 10%;细集料为石灰岩、玄武岩或辉绿岩集料； 填料为石灰岩矿粉或岩浆岩中的强基性岩磨细得到的矿粉；纤维为聚丙締膳纤维或聚醋纤 维。其中细集料、填料、纤维、高粘高弹渐青构成高劲度渐青胶浆，粗集料构成集料骨架。
[0015] 优选的，所述粗集料、细集料、填料的合成级配范围如表1所示：
[0016] 表1高粘高弹渐青混合料优选级配范围
[0017] 尺寸/mm 19 16 13.2 9.5 4 75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 通过宇/ SMA-13 100 100 88-100 55-巧 20-26 16-22 15-22 12-20 12-化 12-15 10-12 SMA-16 100 88-100 72-85 50-65 20-24 15-20 14-18 13-16 12-15 11-14 10-12
[0018] 上述一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹渐青混合料的制备方法，包括W下步 骤；1)按粗集料：细集料；填料；纤维；高粘高弹渐青；粘度调控组分=75: (10~15):巧~ 。）：（0. 2~0. 4) : (6. 0~6. 5):化~10)的质量比称取各原料试将粗集料、细集料在 190~200°C烘箱中加热5~她，将高粘高弹渐青在160~170°C烘箱中加热3~化；3)依 次将粗集料、细集料、高粘高弹渐青、填料、纤维和粘度调控组分加入160~170°C的揽拌锅 中，揽拌90~180s，得所述高粘高弹SMA渐青混合料；然后在160~170°C下礙压成型，得 高粘高弹SMA渐青混凝±。
[0019] 本发明的有益效果为：
[0020] 1)本发明通过橡胶颗粒的表面活化技术，使橡胶颗粒在渐青体系中所形成的表面 溶胀过渡层厚度增加，提升橡胶粉在渐青胶体结构中的储存稳定性；并通过合理的引入增 容组分、交联组分等物质，对渐青的胶体结构进行调控，形成SBS分子链与橡胶粉表面交联 的复合弹性网络，并削弱高温下渐青中的聚合物大分子间偶极取向力，增加分子链移动性， 实现对渐青模量的调控，促进改性剂的均匀分散，使渐青的粘弹性能得到综合的显著提升， 克服了传统橡胶粉高渗量（> 15wt% )的条件下，渐青无法稳定储存问题。
[0021] 2)本发明提出了一种新的高粘高弹渐青混合料的矿料级配范围，与普通的渐青 混凝±相比，具有高矿粉渗量、高纤维渗量、高渐青渗量的高劲度渐青胶浆和大孔隙集料骨 架的特点，同时将经橡胶粉表面活化后的高粘高弹渐青作为胶结料，使制得的渐青混凝上 (高粘高弹SMA渐青混合料）的耐老化性能、低温性能、高温性能、抗水稳定性能和抗疲劳性 能等均得到综合提升。
[0022] 3)本发明通过在高粘高弹渐青混凝±制备过程中引入粘度调控组分，显著降低了 渐青混凝±的压实难度，实现了在常规路面施工礙压温度范围内，高粘高弹渐青混凝±的 摊铺与礙压施工，解决了 SBS-橡胶粉复合改性渐青应用于渐青混凝±极易存在的压实度 不足的问题。
[0023] 4)本发明提高了橡胶粉的渗量，具有显著的环保意义，并可有效提高道路材料的 使用性能与耐久性能，具有显著的经济与社会效益。
【具体实施方式】
[0024] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明