本發(fā)明涉及公路交通施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種極端高溫重載條件下抗車轍的改性瀝青及其制備方法。

背景技術(shù)：

中國(guó)援建的巴基斯坦n5公路南段修復(fù)項(xiàng)目地處巴基斯坦東南部，為混合交通，雙向四車道瀝青路面。巴基斯坦交通管理比較開放，不限載、不限重，多拉慢跑情況比較普遍。巴基斯坦南部屬熱帶，有明顯的季風(fēng)氣候特點(diǎn)，最低氣溫在5℃左右，最高氣溫在55℃左右，高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，日溫差小，16cm?23cm瀝青路面溫度高達(dá)80℃左右；多年平均年降水量在100mm～200mm，雨季短、雨量小。當(dāng)?shù)貫r青路面使用普通基質(zhì)瀝青混合料鋪筑，高溫重載下的瀝青路面在短期內(nèi)多出現(xiàn)較深車轍，影響行車交通安全和通過量，產(chǎn)生的車轍用銑刨機(jī)銑除車轍埂后維持通車，降低了路面厚度，運(yùn)行一段時(shí)間再進(jìn)行基質(zhì)瀝青混合料加鋪，增加瀝青路面溫度儲(chǔ)存；形成路面早期破壞。由于目前還沒有瀝青改性的方法能使改性后的瀝青軟化點(diǎn)溫度達(dá)到90℃以上，解決高溫重載下瀝青抗車轍問題是中國(guó)援建巴基斯坦南部公路瀝青路面項(xiàng)目及今后一帶一路、中巴經(jīng)濟(jì)走廊瀝青路面成敗的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種耐高溫，不易老化，抗車轍能力強(qiáng)，特別適用于早晚溫差大和氣候干熱的地區(qū)的改性瀝青及其制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種極端高溫重載條件下抗車轍的改性瀝青，其由以下重量百分比的材料組成：

材料ａ：基質(zhì)瀝青94.4%?95.43%；

材料ｂ：sbs與sbr混合料4.2～5%；

材料ｃ：復(fù)合交聯(lián)劑0.3～0.5%；

材料ｄ：復(fù)合穩(wěn)定劑0.07～0.1%。

優(yōu)選的是，所述復(fù)合交聯(lián)劑由有機(jī)礦物質(zhì)和硫化交聯(lián)劑組成，按重量比有機(jī)礦物質(zhì)：硫化交聯(lián)劑=1:0.6～1.2。

優(yōu)選的是，所述復(fù)合穩(wěn)定劑由石油樹脂與防老劑組成，按重量比石油樹脂：防老劑=1:0.4～0.6。

優(yōu)選的是，所述sbs與sbr混合料按重量比例為sbs：sbr=1:02～0.4。

制備如上所述改性瀝青的方法，其由以下步驟組成：

（1）基質(zhì)瀝青升溫至170℃?180℃；

（2）升溫后的基質(zhì)瀝青與材料ｂ和ｃ按比例加入生產(chǎn)配料罐攪拌混合，獲得初步混合料；

（3）通過膠體磨研磨加工初步混合料，使材料ｂ和ｃ磨細(xì)并充分溶在瀝青中；

（4）將材料d加入經(jīng)過膠體磨研磨后的初步混合料中，形成改性瀝青混合料；

（5）將改性瀝青混合料注入改性瀝青攪拌罐，發(fā)育4-6小時(shí)即得改性瀝青；

（6）發(fā)育好后的改性瀝青繼續(xù)保持低速攪拌，隨時(shí)供瀝青拌和站拌料。

優(yōu)選的是，所述材料ｂ、ｃ經(jīng)膠體磨研磨后的細(xì)度為10~20μm。

優(yōu)選的是，所述初步混合料采用膠體磨研磨3-4遍，并定期抽檢研磨后的細(xì)度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）本發(fā)明的改性瀝青在大于120℃以上時(shí)，其粘度與基質(zhì)瀝青基本相近，易于同拌合料混合、攤鋪和碾壓。

(2）本發(fā)明提供的改性瀝青在路面溫度達(dá)85℃時(shí)，仍保持與基質(zhì)瀝青高出一倍以上的粘度，低溫時(shí)仍保持較大的形變能力，同時(shí)溫度敏感性降低，耐久不易老化。

(3）本發(fā)明的改性瀝青抗車轍能力有極為明顯的提高，即使路面溫度90℃時(shí)，抗車轍能力較基質(zhì)瀝青混合料提高5倍以上。低溫抗裂性也有顯著提高，在-15℃時(shí)的溫度應(yīng)力只有原瀝青混合料的一半。

（4）抗滑性的試驗(yàn)表明，本發(fā)明的改性瀝青與礦料的粘附性有明顯改善，耐磨性有明顯提高且摩擦系數(shù)的衰降較為緩慢。

（5）本發(fā)明鋪筑的瀝青鋪路面，能防止早期破壞，減少維修養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)公路使用壽命，有效降低運(yùn)營(yíng)成本，總體建設(shè)與運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用有很大節(jié)省。

（6）本發(fā)明的改性瀝青是解決高溫重載條件下抗車轍瀝青路面的新技術(shù)。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種極端高溫重載條件下抗車轍的改性瀝青，其由以下重量百分比的材料組成：

ａ：基質(zhì)瀝青94.4%?95.43%；

ｂ：sbs與sbr混合料4.2～5%；

ｃ：復(fù)合交聯(lián)劑0.3～0.5%；

ｄ：復(fù)合穩(wěn)定劑0.07～0.1%。

所述復(fù)合交聯(lián)劑由有機(jī)礦物質(zhì)和硫化交聯(lián)劑組成，有機(jī)礦物質(zhì)：硫化交聯(lián)劑=1:0.6～1.2。

所述復(fù)合穩(wěn)定劑由石油樹脂與防老劑組成，石油樹脂：防老劑=1:0.4～0.6。

所述sbs與sbr混合料組成比例為sbs：sbr=1:02～0.4。

實(shí)施例一

制備極端高溫重載條件下抗車轍的改性瀝青的具體步驟：采用以下重量百分比的材料：

ａ：基質(zhì)瀝青95.43%；

ｂ：sbs與sbr混合料4.2%；

ｃ：復(fù)合交聯(lián)劑0.3%；

ｄ：復(fù)合穩(wěn)定劑0.07%。

所述復(fù)合交聯(lián)劑由有機(jī)礦物質(zhì)和硫化交聯(lián)劑組成，有機(jī)礦物質(zhì)：硫化交聯(lián)劑=1:0.6。

所述復(fù)合穩(wěn)定劑由石油樹脂與防老劑組成，石油樹脂：防老劑=1:0.4。

所述sbs與sbr混合料組成比例為sbs：sbr=1:02。

將上述材料按以下步驟進(jìn)行操作：

（1）基質(zhì)瀝青升溫至170℃；

（2）升溫后的基質(zhì)瀝青與材料ｂ、ｃ按比例加入生產(chǎn)配料罐攪拌混合，獲得初步混合料；

（3）通過膠體磨研磨加工初步混合料，使材料ｂ、ｃ磨細(xì)并充分溶在瀝青中；

（4）將材料d加入經(jīng)過膠體磨研磨后的初步混合料中，形成改性瀝青混合料；

（5）將改性瀝青混合料注入改性瀝青攪拌罐，發(fā)育4小時(shí)即得改性瀝青；

（6）發(fā)育好后的改性瀝青繼續(xù)保持低速攪拌。

所述材料ｂ、ｃ經(jīng)膠體磨研磨后的細(xì)度為10μm。

所述初步混合料采用膠體磨研磨3遍，并定期抽檢研磨后的細(xì)度。

將制備獲得的改性瀝青進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表1。

通過sbs與sbr混合料的制備采取預(yù)處理與共混工藝相結(jié)合，將sbs與sbr制成高分子合金，通過隔離造粒技術(shù)，解決了造粒結(jié)后的團(tuán)聚現(xiàn)象，使sbs與sbr混合料在瀝青中的分散均勻，質(zhì)量穩(wěn)定。

復(fù)合交聯(lián)劑是將一種多環(huán)孔有機(jī)礦物與硫化交聯(lián)劑一起制成復(fù)合交聯(lián)劑，不但使sbs有限的雙鍵和sbr的雙鍵與基質(zhì)瀝青所帶的少量活性基團(tuán)形成三者互穿的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其有機(jī)礦物環(huán)孔的嵌套作用使瀝青飽和長(zhǎng)鏈分子形成物理交聯(lián)點(diǎn)，限制了過長(zhǎng)的飽和分子鏈的相對(duì)滑移，形成可滑移的交聯(lián)點(diǎn)，制成有化學(xué)交聯(lián)也有物理交聯(lián)的織構(gòu)態(tài)，賦予瀝青碾壓后具有彈性恢復(fù)性，同時(shí)，多環(huán)孔有機(jī)礦物還可吸附瀝青中的蠟質(zhì)油份，大大改善了瀝青的車轍性能和耐熱性能。

復(fù)合穩(wěn)定劑是采用復(fù)配技術(shù)，制成高溫干熱專用復(fù)合穩(wěn)定劑，賦予高分子瀝青具有優(yōu)良溫度穩(wěn)定性、耐久性和抗紫外線。

基質(zhì)瀝青分子鏈?zhǔn)菐倭炕钚曰鶊F(tuán)的飽和長(zhǎng)鏈分子，sbs為軟硬鏈段的嵌段共聚物，引入少量帶雙鍵的sbr橡膠，三者形成可交織在一起的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，減少分子中過長(zhǎng)飽和鏈的相對(duì)滑移，同時(shí)加入環(huán)狀有機(jī)礦物助劑，形成可活動(dòng)的交聯(lián)點(diǎn)，同時(shí)吸附瀝青中的蠟質(zhì)油份，改善了耐熱性，增強(qiáng)了彈性恢復(fù)性。實(shí)質(zhì)上本發(fā)明是采用以sbs為基材，與sbr進(jìn)行并用改性，綜合了sbs改性和sbr改性的優(yōu)點(diǎn)，并摻入多組份改性反應(yīng)劑，使基質(zhì)瀝青同高分子聚合物形成交聯(lián)及交織的空間網(wǎng)絡(luò)織構(gòu)，同時(shí)再添加耐熱氧、抗紫外線、有機(jī)礦物質(zhì)等作為穩(wěn)定劑，便改性后的瀝青具有良好的耐高溫性、抗紫外線、耐久性和彈性恢復(fù)大等特點(diǎn)，特別適用于早晚溫差大和氣候干熱的地區(qū)，體現(xiàn)了良好的綜合改性效果。

實(shí)施例二

制備極端高溫重載條件下抗車轍的改性瀝青的具體步驟：采用以下重量百分比的材料：

ａ：基質(zhì)瀝青94.4%；

ｂ：sbs與sbr混合料5%；

ｃ：復(fù)合交聯(lián)劑0.5%；

ｄ：復(fù)合穩(wěn)定劑0.1%。

所述復(fù)合交聯(lián)劑由有機(jī)礦物質(zhì)和硫化交聯(lián)劑組成，有機(jī)礦物質(zhì)：硫化交聯(lián)劑=1:1.2。

所述復(fù)合穩(wěn)定劑由石油樹脂與防老劑組成，石油樹脂：防老劑=1:0.6。

所述sbs與sbr混合料組成比例為sbs：sbr=1:0.4。

將上述材料按以下步驟進(jìn)行操作：

（1）基質(zhì)瀝青升溫至180℃；

（2）升溫后的基質(zhì)瀝青與材料ｂ、ｃ按比例加入生產(chǎn)配料罐攪拌混合，獲得初步混合料；

（3）通過膠體磨研磨加工初步混合料，使材料ｂ、ｃ磨細(xì)并充分溶在瀝青中；

（4）將材料d加入經(jīng)過膠體磨研磨后的初步混合料中，形成改性瀝青混合料；

（5）將改性瀝青混合料注入改性瀝青攪拌罐，發(fā)育6小時(shí)即得改性瀝青；

（6）發(fā)育好后的改性瀝青繼續(xù)保持低速攪拌。

所述材料ｂ、ｃ經(jīng)膠體磨研磨后的細(xì)度為20μm。

所述初步混合料采用膠體磨研磨4遍，并定期抽檢研磨后的細(xì)度。

將采用本發(fā)明技術(shù)方案制備獲得的改性瀝青進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表1。

表1：

由上表各實(shí)施例和目前采用的一般瀝青參數(shù)(50號(hào)）的各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)比較說明，本發(fā)明具有耐高溫性、抗紫外線、耐久性和彈性恢復(fù)大等特點(diǎn)，特別適用于早晚溫差大和氣候干熱的地區(qū)公路鋪設(shè)使用。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。