澆筑式瀝青結(jié)合料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于橋面鋪裝材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種澆筑式瀝青結(jié)合料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高速路網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展、橋梁尤其大跨徑的增多，使中國成為世界橋梁大國。橋 梁結(jié)構(gòu)使用壽命至少100年，橋面鋪裝設(shè)計壽命一般15~20年，橋梁多為咽喉要道，使用 頻繁，實際使用壽命往往更短。由于鋼板熱導(dǎo)性能好，鋼橋面與水泥混凝土橋面相比，夏季 要高5~KTC、冬季要低-5~-KTC、高低溫跨度大，要求鋪裝材料具有更優(yōu)等的高溫性能 及優(yōu)良的柔性；同時動態(tài)下鋼板反復(fù)變形大，對鋪裝層與鋼板的粘結(jié)力和變形協(xié)同性要求 也更高。
[0003] 澆筑式瀝青混凝土作為鋼橋面鋪裝的優(yōu)選結(jié)構(gòu)材料，不用壓路機碾壓自行流動密 實成型，具有三高的特點：油石比高（約7~10% )、拌合溫度高（180~220°C )、礦粉含量 高（20~30% )。其較高的瀝青和細集料含量使得粗集料處于懸浮狀態(tài)，并與鋼板薄層過 度，一般厚度為4~5cm，在級配偏細的情況下，瀝青結(jié)合料對鋼橋面鋪裝的使用壽命致關(guān) 重要。改性瀝青配方通常是在瀝青中添加 SBS或SBR等高聚物提高瀝青的高低溫性能，如 果改性瀝青抗低溫變形或抗疲勞性能需要進一步提高則需在提高SBS或SBR等高聚物參量 的同時、通過添加石油系軟化劑、脂肪油系軟化劑等材料方可在一定程度上解決、同時軟化 劑會降低瀝青的感溫性，這種大眾化的配方可滿足高速公路的鋪裝要求，但用于鋼橋面這 種大變形的柔性結(jié)構(gòu)上一般很快發(fā)生瀝青混合料的車轍與開裂。在日本，澆筑式瀝青結(jié)合 料一般采用天然瀝青與道路瀝青AH-30#配合使用，天然瀝青的配合比達到25~30 %，而通 常所得的瀝青產(chǎn)品高低溫性能很難同時達到最優(yōu)。在德國，主要采用PmB25A號改性瀝青， 在交通量大的路段，抗疲勞性能和抗車轍能力面臨壓力。不論是日本，還是德國，均采用低 標號基質(zhì)瀝青為基礎(chǔ)進行配合或改性，而中國國內(nèi)少有低標號基質(zhì)瀝青出售，而且天然瀝 青又受到產(chǎn)地限制，費用較高。
[0004] 專利CN101974236B是成分為100份基瀝、2~15份高聚物、4~15份補強劑、 0. 05~0. 5份穩(wěn)定劑的饒筑瀝青組合物，其中補強劑和高聚物是提高瀝青高低溫性能的 物質(zhì)，因組分中沒有降低粘度的成分，高參量組分會使改性瀝青的粘度增大，需要230~ 250°C高溫拌合，當溫度高于230°C時SBS等高聚物會分解而使結(jié)合料的性能部分喪失、降 低品質(zhì)；專利CN103613327A是采用廢舊塑料改性劑配置的澆筑式瀝青混凝土橋面鋪裝材 料，其成分為：基質(zhì)瀝青70%、廢舊塑料6%、SBS5%、湖瀝青19%。有益效果是提高橋面鋪 裝高溫環(huán)境下的動穩(wěn)定度和降低流動性能。廢舊塑料是粘附性能較差的改性劑；另外廢舊 塑料6%和湖瀝青19%都能增強高溫性能；僅靠5%的SBS摻量維持低溫柔韌性，改性劑在 高低溫性能的匹配上欠均衡。所以澆筑式瀝青結(jié)合料的配方和工藝的合理性是制約鋼橋面 鋪裝材料發(fā)展的技術(shù)難度和關(guān)鍵點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適合于鋼橋面鋪裝，對鋼板變形有良好追從 性，在保證改性瀝青高溫性能的情況下，大大提高抗低溫變形能力和抗疲勞性能的澆筑式 瀝青結(jié)合料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種澆筑式瀝青結(jié)合料，包括以下重量百分比的原料制 成：基質(zhì)瀝青77~86%、5855.5~6.0%、5152.0~2.4%4￥八0.5~1.0%、5八1(1.5~ 1. 8%、PE賭2. 0~3. 0%、穩(wěn)定劑0. 5~0. 8%、預(yù)制混合瀝青2~8%。所述預(yù)制混合瀝 青的制備方法如下：將基質(zhì)瀝青44~46重量份、巖瀝青52~54重量份和乳化瀝青1~2 重量份于100~120°C調(diào)和、預(yù)混、沉淀、過濾，濾液即為預(yù)制混合瀝青。
[0007] 本發(fā)明所述基質(zhì)瀝青為70號或90號石油瀝青，均符合中國《公路瀝青路面施工 技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)道路石油瀝青的技術(shù)要求。優(yōu)選A級70號或A級90號石油瀝 青，芳香分含量大于50,膠體指數(shù)IC為0. 22~0. 38。
[0008] 本發(fā)明所述SBS (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）為線型SBS或星型SBS， 線型SBS重均分子量為10~15萬、星型SBS重均分子量為20~30萬。
[0009] 本發(fā)明所述SIS (苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物）為線型SIS或星型SIS， 線型SIS重均分子量為10~12萬、星型SIS重均分子量為22~24萬。
[0010] 本發(fā)明所述的EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物），其密度為0. 93~0. 95g/cm3、熔融 指數(shù)為5~lOg/K^min、VA含量為14~30 % ;
[0011] 本發(fā)明所述的SAK是一種溫拌改性劑，在常溫下是一種白色固體粉末，熔點在 l〇〇°C左右，可有效改善瀝青混合料的高溫性能，抗水損害能力。具體可以是上海誠鴻道路 新材料有限公司生產(chǎn)的SAK改性劑。
[0012] 本發(fā)明所述的PE蠟，即聚乙烯蠟，其分子量為8000、密度為970g/cm3、熔點為 127°C、軟化點為140°C、粘度為8000。
[0013] 本發(fā)明所述的穩(wěn)定劑的制備方法為：將木質(zhì)素纖維10~50重量份、金屬皂10~ 55重量份、硬脂酰胺15~35重量份和硫磺5~15重量份投入混合器中，在30~80°C研 磨0. 5~I. 5h，制得穩(wěn)定劑；所述穩(wěn)定劑的粒度小于60目。
[0014] 本發(fā)明所述預(yù)制混合瀝青中，巖瀝青溶解度大于50% ;乳化瀝青為陽離子乳化瀝 青。
[0015] 本發(fā)明還提供了上述澆筑式瀝青結(jié)合料的制備方法，包括以下步驟：
[0016] 1)制備預(yù)制混合瀝青：將基質(zhì)瀝青44~46重量份、巖瀝青52~54重量份和乳 化瀝青1~2重量份于100~120°C調(diào)和、預(yù)混、沉淀、過濾，濾液即為預(yù)制混合瀝青；
[0017] 2)配料：稱量以下重量百分比的原料：基質(zhì)瀝青77~86%、SBS 5. 5~6.0%、 SIS 2. 0 ~2. 4%、EVA 0· 5 ~I. 0%、SAK 1. 5 ~I. 8%、PE 蠟 2. 0 ~3. 0%、穩(wěn)定劑 0· 5 ~ 0. 8%和預(yù)制混合瀝青2~8% ;
[0018] 3)將步驟2)中的基質(zhì)瀝青升溫至180~210°C，然后打入工作罐中；
[0019] 4)往工作罐中加入SBS、SIS、EVA粒料，攪拌均勻，過膠體磨高速剪切3次，獲得混 合料；
[0020] 5)將混合料打入發(fā)育罐，向發(fā)育罐中加入SAK、PE蠟粉料，攪拌0. 5~I. 5h，然后 加入穩(wěn)定劑，在165~185°C發(fā)育2~3h，最后加入預(yù)制混合瀝青攪拌0. 5~lh，即得。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0022] 1、本發(fā)明的澆筑式瀝青結(jié)合料中聚合物均能改善瀝青的高溫性能，綜合改性后瀝 青的高溫性能可顯著提高；再加上預(yù)制混合瀝青的加強作用，進一步有效防止在高溫動態(tài) 條件下瀝青層與橋面之間推移、擁包、開裂等現(xiàn)象的發(fā)生。
[0023] 2、本發(fā)明的澆筑式瀝青結(jié)合料中EVA粘結(jié)力強，與SAK、PE蠟同屬于能改善高低溫 性能的溫拌劑，可使高劑量聚合物改性瀝青粘度下降，滿足澆筑式瀝青混凝土自行流動密 實成型的施工要求。
[0024] 3、本發(fā)明的澆筑式瀝青結(jié)合料中穩(wěn)定劑是由木質(zhì)素纖維、金屬皂、硬脂酰胺和硫 磺組成，這種穩(wěn)定劑可使柔性路面結(jié)構(gòu)具有自行恢復(fù)的功能，增強澆筑瀝青結(jié)合料的粘附 性、延伸性和抗裂性。
[0025] 4、本發(fā)明的澆筑式瀝青結(jié)合料中SIS為熱塑性彈性體，膠粘劑中基礎(chǔ)材料，粘性 強，粘結(jié)各類異材，并與SBS、SAK、EVA聚合物共同改善瀝青低溫柔韌性和回彈性。
[0026] 5、本發(fā)明的澆筑式瀝青結(jié)合料中天然瀝青的用量較小，而且不需要采用低標號基 質(zhì)瀝青，大大降低了生產(chǎn)成本。
[0027] 6、本發(fā)明配方復(fù)雜、工藝簡單，可在現(xiàn)有的改性瀝青生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上不增加投資， 易于實施推廣。
【具體實施方式】
[0028] 以下具體實施例對本發(fā)明作進一步闡述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0029] 實施例1
[0030] IOOkg瀝青結(jié)合料中含有以下原料：90號石油瀝青77kg、線型SBS 6. 0kg、線型 SIS 2. 4kg、EVA I. 0kg、SAK I. 8kg、PE 賭 3. 0kg、穩(wěn)定劑 0· 8kg、預(yù)制混合瀝青 8kg ;
[0031] 制備方法：
[0032] 1)預(yù)制混合瀝青的制備：將基質(zhì)瀝青44kg、巖瀝青52kg和乳化瀝青Ikg于100°C 調(diào)和、預(yù)混、沉淀、過濾，濾液即為預(yù)制混合瀝青；
[0033] 2)穩(wěn)定劑的制備：將木質(zhì)素纖維10kg、金屬阜10kg、硬脂酰胺15kg和硫磺5kg投 入混合器中，在30°C研磨0. 5h，制得穩(wěn)定劑；所述穩(wěn)定劑的粒度小于60目；
[0034] 3)將77kg 90號石油瀝青升溫至180°C，然后打入工作罐中；
[0035] 4)往工作罐中加入線型SBS 6.