一种高粘度复合改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高粘度复合改性沥青及其制备方法，以质量百分比计，包括以下组分：基质沥青84.7%~86.2%，高粘剂11.1%~12.0%，纳米蒙脱土2.5%~3.4%。本发明专利技术在普通高粘度改性沥青中掺加具有纳米层状结构的蒙脱土，利用纳米蒙脱土作为改性剂时会被插层的特点，显著提高普通高粘度改性沥青的阻隔性能，使阳光、空气和雨水等外部因素的渗透和扩散路径变曲折，从而大幅度改善其抗热氧、水和紫外光老化性能，同时普通高粘度改性沥青的其他路用性能并未降低，高温抗车辙、储存稳定性、抗疲劳等性能得到了不同程度的改善。

A High Viscosity Composite Modified Asphalt and Its Preparation Method

The invention discloses a high viscosity composite modified asphalt and a preparation method thereof, which comprises the following components in mass percentage: base asphalt 84.7%~86.2%, high viscosity agent 11.1%~12.0%, nano-montmorillonite 2.5%~3.4%. The invention adds montmorillonite with nano-layered structure into ordinary high-viscosity modified asphalt, and uses nano-montmorillonite as modifier to intercalate, which can significantly improve the barrier performance of ordinary high-viscosity modified asphalt, and make the permeation and diffusion path of external factors such as sunlight, air and rainwater zigzag, thereby greatly improving its thermal oxygen, water and ultraviolet aging resistance. At the same time, the other pavement performance of ordinary high viscosity modified asphalt has not been reduced, and the performance of high temperature rutting resistance, storage stability and fatigue resistance has been improved to varying degrees.

【技术实现步骤摘要】
一种高粘度复合改性沥青及其制备方法
本专利技术属于道路沥青材料
，具体涉及一种高粘度复合改性沥青及其制备方法。
技术介绍
随着我国海绵城市建设的全面推进，排水性沥青混合料得到广泛关注。这是一种具有良好排水、抗滑和降噪功能的骨架嵌挤型开级配沥青混合料，压实后空隙率高达18～25％，降雨可透过多孔混合料面层沿其下的不透水层表面排至两侧泄走，从而降低路面积水引起的雨雾、溅水及眩光，为行车的舒适性和安全性提供保证。排水性沥青混合料的缺点主要在于：它的贯通多孔结构会使混合料内部材料受到阳光、空气和雨水的直接作用，所以混合料组成中的沥青胶结料较易发生老化。当前排水性沥青混合料主要采用高粘度改性沥青作为胶结料，高粘度改性沥青具有优越的聚合力和抗塑性变形能力，相比于普通改性沥青，显著提高了排水性沥青混合料的高温抗车辙、耐久和抗飞散等性能，同时高粘度改性沥青特有的高粘附性和较强的抗剥离性也使包裹于集料表面的沥青膜厚度有所增加，可以在一定程度起到减轻沥青胶结料老化的作用。为了进一步消除阳光、空气和雨水对排水性沥青混合料内部材料直接作用可能造成的路面病害，高粘度改性沥青还应该具有优良的抗热氧、水和紫外光老化的性能。但是目前中国现行行业标准《公路沥青路面施工技术规范》JTGF20和《透水沥青路面技术规程》CJJ/T190都仅针对高粘度改性沥青的抗热氧老化指标提出要求，已报道的与高粘度改性沥青抗老化性能相关的国内外文献也主要集中在该研究方向，因此道路工程中常用的TPS(TAFPACK-Super)高粘度改性沥青及其他高粘度改性沥青在抗水、紫外光老化性能方面尚存在不足，CN106496915A、CN107189470A、CN106633961A等专利申请所涉及的技术均属于这种情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高粘度复合改性沥青及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种高粘度复合改性沥青，以质量百分比计，包括以下组分：基质沥青84.7％～86.2％，高粘剂11.1％～12.0％，纳米蒙脱土2.5％～3.4％。进一步，所述基质沥青为道路石油沥青。进一步，所述高粘剂为TPS改性剂。进一步，所述纳米蒙脱土为有机蒙脱土。进一步，针对前述任一所述的高粘度复合改性沥青，本专利技术还提出一种制备方法，包括如下步骤：(1)备料：基质沥青、高粘剂、纳米蒙脱土按质量百分比84.7％～86.2％；11.1％～12.0％；2.5％～3.4％备料；(2)高速剪切：依次将熔融状态的基质沥青、干燥的高粘剂和干燥的纳米蒙脱土加入到搅拌机内进行高速剪切；(3)将剪切后的混合物放入160℃～170℃的烘箱中溶胀1h～1.5h，得到高粘度复合改性沥青。进一步的，熔融状态的基质沥青是将基质沥青升温到140℃～160℃达到熔融状态。进一步的，将熔融状态的基质沥青添加到160℃～170℃的搅拌机内进行高速剪切，转速为1500r/min～3000r/min，剪切2～5min。进一步的，将干燥的高粘剂添加到160℃～170℃的搅拌机内进行高速剪切，转速为1500r/min～3000r/min，剪切18min～22min。进一步的，将干燥的纳米蒙脱土添加到搅拌机内，温度提高为170℃～190℃，转速为4500r/min～6000r/min，剪切60min～65min。本专利技术高粘度复合改性沥青与现有技术相比，其显著优点在于：本专利技术在满足现行行业标准《公路沥青路面施工技术规范》JTGF20和《透水沥青路面技术规程》CJJ/T190对高粘度改性沥青各项技术要求的前提下，大幅度改善其抗热氧、水和紫外光老化性能，对于排水性沥青混合料的推广和应用具有极大的促进作用。附图说明图1为本专利技术高粘度复合改性沥青的制备工艺流程图。具体实施方式容易理解，依据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本专利技术高粘度复合改性沥青及其制备方法的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限制或限定。本专利技术在普通高粘度改性沥青中掺加具有纳米层状结构的蒙脱土，利用纳米蒙脱土作为改性剂时会被插层的特点，显著提高普通高粘度改性沥青的阻隔性能，使阳光、空气和雨水等外部因素的渗透和扩散路径变曲折，从而大幅度改善其抗热氧、水和紫外光老化性能，同时普通高粘度改性沥青的其他路用性能并未降低，高温抗车辙、储存稳定性、抗疲劳等性能还得到不同程度的改善。实施例1：本实施例高粘度复合改性沥青，以质量百分比计，包括以下组分：基质沥青85.5％，高粘剂11.1％，纳米蒙脱土3.4％。基质沥青采用70号A级道路石油沥青，其性能检测结果如表1所示，均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF20-2004)的技术要求。表170号A级道路石油沥青的性能检测结果高粘剂采用TPS改性剂，其性能检测结果为：粒径范围为2mm～3mm，密度为0.6g/cm3。纳米蒙脱土采用有机蒙脱土(浙江省丰虹新材料股份有限公司生产的DK3型有机蒙脱土)，其性能检测结果为：平均晶片厚度小于25nm，蒙脱石含量大于96％，表观密度为0.33g/cm3，含湿量小于3％，“<0.075mm”颗粒含量大于99.9％。如图1所示，本专利技术实施例高粘度复合改性沥青的制备方法包括以下步骤：(1)备料：基质沥青、高粘剂、纳米蒙脱土按质量百分比85.5％；11.1％；3.4％备料；(2)干燥或加热预处理：将高粘剂和纳米蒙脱土在真空干燥器中干燥6h，将基质沥青加热到熔融状态，温度为155℃～160℃；(3)高速剪切：将步骤(2)中达到熔融状态的基质沥青添加到160℃～170℃的搅拌机内进行高速剪切，转速为2000r/min，剪切3min；(4)添加高粘剂：将步骤(2)中干燥的高粘剂添加到搅拌机内，剪切20min；(5)添加蒙脱土：将步骤(2)中干燥的纳米蒙脱土添加到搅拌机内，温度提高为180℃～190℃，转速为4500r/min，剪切60min；(6)溶胀：将剪切后的混合物放入160℃～165℃的烘箱中溶胀1h，得到高粘度复合改性沥青。本实施例制备得到的高粘度复合改性沥青，其性能检测结果如表2所示。表2实施例高粘度复合改性沥青性能检测结果由表2可知，本实施例高粘度复合改性沥青的各项性能指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF20-2004)和《透水沥青路面技术规程》(CJJ/T190-2012)对高粘度改性沥青的技术要求。表2中TFOT后25℃残留针入度比这项指标反映了高粘度改性沥青的抗短期热氧老化性能，但是现行规范中没有针对高粘度改性沥青抗长期热氧老化、水老化和紫外光老化性能的评价指标，这与其应用环境是不相适应的。对本实施例的高粘度复合改性沥青进行短期及长期热氧老化、水老化和紫外光老化试验，采用老化后试样的25℃残留针入度比来评价其抗热氧、水和紫外光老化性能。短期老化热氧试验采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中的薄膜加热试验(TFOT)，将50g沥青试样放入盛样盘中，形成厚度均匀的薄膜，再将其放入薄膜加热烘箱的转盘上，关闭仪器并开动转盘架进行试验，试验条件为温度163℃、转速5.5r/min本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高粘度复合改性沥青，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组分：基质沥青84.7%~86.2%，高粘剂11.1%~12.0%，纳米蒙脱土2.5%~3.4%。

【技术特征摘要】
1.一种高粘度复合改性沥青，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组分：基质沥青84.7%~86.2%，高粘剂11.1%~12.0%，纳米蒙脱土2.5%~3.4%。2.如权利要求1所述的高粘度复合改性沥青，其特征在于，所述基质沥青为道路石油沥青。3.如权利要求1所述的高粘度复合改性沥青，其特征在于，所述高粘剂为TPS改性剂。4.如权利要求1所述的高粘度复合改性沥青，其特征在于，所述纳米蒙脱土为有机蒙脱土。5.如权利要求1-4任一所述的高粘度复合改性沥青的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）备料：按基质沥青、高粘剂、纳米蒙脱土所占配比备料；（2）高速剪切：依次将熔融状态的基质沥青、干燥的高粘剂和干燥的纳米蒙脱土加入到搅拌机内进行高速剪切；（3）将剪切后的混合物置于160℃~1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭咏梅，吴飞，沈新元，许丽，吴亮，接亚东，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32