一種高性能改性瀝青路面材料的製作方法
2023-06-01 01:48:01 2
本發明屬於道路工程技術領域，具體涉及一種改性瀝青路面材料。
背景技術：
交通是制約國民經濟發展的一個重要因素。隨著我國國民經濟的迅速發展，公路交通也隨之迅速發展。以往，我國鋪設公路的主要材料是普通道路瀝青，這種瀝青存在低溫脆裂、高溫流淌，對應變值適應性和耐疲勞性差等缺點。由於公路長期受水和空氣中溼氣的作用，瀝青會分解並喪失對砂和集料的粘結力，使路面使用壽命很短。
目前國外公路大多採用改性瀝青作為鋪路材料。這些改性瀝青具有良好的耐久性、抗磨性、高溫不軟化、低溫抗開裂性能，可成倍地延長路面使用壽命。國內一些高等級公路也採用改性瀝青用為鋪路材料，但主要還是採用國外進口改性瀝青。
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚生成熱塑性丁苯橡膠(SBS)或熱塑性橡膠SIS改性瀝青已佔全部改性瀝青四分之三以上。目前熱塑性丁苯橡膠SBS或熱塑性橡膠SIS改性瀝青主要使用兩類摻配方法，一是固態摻入法，即把熱塑性丁苯橡膠SBS或熱塑性橡膠SIS通過加熱與高速剪切，穩定分散在瀝青中；另一種方法是使用有機溶劑把熱塑性丁苯橡膠SBS或熱塑性橡膠SIS溶解後再摻入。現有的改性瀝青使用的熱塑性丁苯橡膠SBS或熱塑性橡膠SIS一般為固體顆粒，通常用來改性瀝青的生產方法如下：在高溫下，將固體熱塑性丁苯橡膠SBS摻入熱熔化的瀝青中，通過膠體磨或高速剪切的方法形成共混的瀝青/熱塑性丁苯橡膠SBS體系。這種改性瀝青加工方法存在易引起材料的老化；加工成本高；加工好的改性瀝青熱貯存穩定性不好，質量不穩定，主要表現在軟化點低，易老化等方面。因此，有必要提供一種穩定性好，質量穩定，加工成本低的SBS改性瀝青路面材料。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題克服現有技術的不足，提供一種穩定性好，質量穩定，加工成本低的改性瀝青路面材料。
為解決以上技術問題，本發明採取如下技術方案：
一種高性能改性瀝青路面材料，其以重量計包括下列組分：基質瀝青100重量份；廢舊輪胎橡膠粉10～30重量份；丁苯橡膠SBR2～8重量份；熱塑性丁苯橡膠水性膠乳3～15重量份；橡膠油0.3-5重量份；穩定劑0.1～0.5重量份，其中熱塑性丁苯橡膠水性膠乳由SBS20％-60％，表面活性劑0.1％-30％，羥丙基甲基纖維素0.1％-20％，電解質0.1％-10％以及其餘為水組成。
進一步地，所述表面活性劑是壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚或二者的混合物。
進一步地，所述電解質為氯化鈉、氯化鉀及氯化鈣中的一種或多種的組合。
優選地，所述熱塑性丁苯橡膠水性膠乳由SBS 20％-40％，表面活性劑5％-15％，羥丙基甲基纖維素5％-10％，電解質3％-8％以及其餘為水組成。
進一步地，所述的熱塑性丁苯橡膠水性膠乳通過以下步驟製備得到：
1)將SBS加入有機溶劑中，加熱到70℃-75℃，並攪拌，使SBS變成溶液狀態；
2)乳化：在剪切速度：2500轉/分-3000轉/分下向該溶液慢慢加入溶有表面活性劑、電解質的水溶液，然後，將轉速調到高速剪切：7500轉/分-8000轉/分熱塑性橡膠顆粒破碎到1微米以下，通過乳化得到乳液狀熱塑性橡膠液體；
3)回收乳液狀熱塑性橡膠液體中的有機溶劑，就得到熱塑性丁苯橡膠水性膠乳。
優選地，高性能改性瀝青路面材料以重量份計包括下列組分：基質瀝青100重量份；廢舊輪胎橡膠粉15～25重量份；丁苯橡膠SBR3～6重量份；熱塑性丁苯橡膠水性膠乳5～10重量份；橡膠油1-3重量份；穩定劑0.1～0.2重量份。
由於採取以上技術方案，本發明與現有技術相比具有如下優點：
本發明採用特定的液體熱塑性丁苯橡膠SBS來代替傳統的SBS固體用來生產改性瀝青路面材料，液體熱塑性丁苯橡膠SBS很容易與其他組分混合均勻，簡化了改性瀝青生產工藝，節約了設備投資，同時避免了高溫加工過程中材料的老化，同時本發明的改性瀝青路面材料性能更加穩定。
具體實施方式
下面結合具體的實施例對本發明做進一步詳細的說明，但本發明不限於以下實施例。
實施例1：
本例提供一種熱塑性丁苯橡膠水性膠乳，其由SBS 20％，表面活性劑10％，羥丙基甲基纖維素10％，電解質3％以及其餘為水組成。其中，表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚，電解質為氯化鈉。
熱塑性丁苯橡膠水性膠乳的製備過程如下：
1)首先將熱塑性丁苯橡膠SBS固體加入到盛有氯丙烷的反應器中，加溫升至70℃，並在300-400轉/分的轉速下攪拌，使熱塑性丁苯橡膠SBS完全溶解，然後加入壬基酚聚氧乙烯醚，獲得液態混合物；
2)在盛有水的反應器中，緩慢加入羥丙基甲基纖維素，並攪拌至全部溶解，然後，加入壬基酚聚氧乙烯醚，再向上述溶液中加入氯化鈉，攪拌至完全溶解；
3)先向步驟1)所得液態混合物中加入步驟2)所得溶液，啟動高速剪切乳化裝置，邊剪切邊慢慢加入步驟2)所得溶液，在3000轉/分的轉速下，剪切15分鐘，然後，8000轉/分的轉速下剪切8分；
4)在80℃、0.07MPa的壓力下蒸餾，回收其中的氯丙烷，即得熱塑性丁苯橡膠水性膠乳。
實施例2：
本例提供一種熱塑性丁苯橡膠水性膠乳，其由SBS 40％，表面活性劑12％，羥丙基甲基纖維素6％，電解質3％以及其餘為水組成。其中，表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚，電解質為氯化鈉。熱塑性丁苯橡膠水性膠乳的製備同實施例1。
實施例3：
本例提供一種改性瀝青路面材料，以重量計包括下列組分：基質瀝青100重量份；廢舊輪胎橡膠粉10重量份；丁苯橡膠SBR8重量份；實施例1所得熱塑性丁苯橡膠水性膠乳15重量份；橡膠油5重量份；穩定劑0.1重量份。
改性瀝青路面材料的製備方法為：先按照常規的混合料製備工藝(將基質瀝青加入到攪拌罐中，加熱至180℃，陸續加入SBR和橡膠油，攪拌30分鐘，加入橡膠粉，繼續加熱至180℃並攪拌30分鐘，開啟剪切機對物料進行剪切一個小時，加入穩定劑繼續攪拌一個小時，得到混合料，然後噴入熱塑性丁苯橡膠水性膠乳，攪拌均勻，即得。本例所得改性瀝青路面材料與傳統SBS改性瀝青路面材料相比，性能更加穩定，加工成本顯著降低。
實施例4：
本例提供一種改性瀝青路面材料，以重量計包括下列組分：基質瀝青100重量份；廢舊輪胎橡膠粉20重量份；丁苯橡膠SBR 5重量份；實施例1所得熱塑性丁苯橡膠水性膠乳10重量份；橡膠油5重量份；穩定劑0.1重量份。
改性瀝青路面材料的製備方法為：先按照常規的混合料製備工藝(將基質瀝青加入到攪拌罐中，加熱至180℃，陸續加入SBR和橡膠油，攪拌30分鐘，加入橡膠粉，繼續加熱至180℃並攪拌30分鐘，開啟剪切機對物料進行剪切一個小時，加入穩定劑繼續攪拌一個小時，得到混合料，然後噴入熱塑性丁苯橡膠水性膠乳，攪拌均勻，即得。本例所得改性瀝青路面材料與傳統SBS改性瀝青路面材料相比，性能更加穩定，加工成本顯著降低。
實施例5：
本例提供一種改性瀝青路面材料，以重量計包括下列組分：基質瀝青100重量份；廢舊輪胎橡膠粉10重量份；丁苯橡膠SBR 5重量份；實施例2所得熱塑性丁苯橡膠水性膠乳8重量份；橡膠油5重量份；穩定劑0.1重量份。
改性瀝青路面材料的製備方法為：先按照常規的混合料製備工藝(將基質瀝青加入到攪拌罐中，加熱至180℃，陸續加入SBR和橡膠油，攪拌30分鐘，加入橡膠粉，繼續加熱至180℃並攪拌30分鐘，開啟剪切機對物料進行剪切一個小時，加入穩定劑繼續攪拌一個小時，得到混合料，然後噴入熱塑性丁苯橡膠水性膠乳，攪拌均勻，即得。本例所得改性瀝青路面材料與傳統SBS改性瀝青路面材料相比，性能更加穩定，加工成本顯著降低。
以上對本發明做了詳盡的描述，其目的在於讓熟悉此領域技術的人士能夠了解本發明的內容並加以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍，凡根據本發明的精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。