一种高粘性高弹性的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性高弹性的改性沥青及其制备方法，所述沥青由以下重量百分含量的原料组成：76～77％的70号基质沥青，11～13％的SBS改性剂，3～5％的石油树脂，6～8％的橡胶油，0.3～0.5％的防剥落剂。制备方法为：先将70号基质沥青在190℃条件下养护，再按比例加入石油树脂、橡胶油、防剥落剂并剪切得到颗粒细小均匀的混合沥青，最后再按比例加入SBS改性剂并剪切，得到所述高粘性高弹性的改性沥青。本发明专利技术可有效提高桥面铺装沥青混合料各项性能，防止钢桥面铺装层车辙病害的产生，保证桥梁结构的使用寿命及铺装层的长期路用性能，且其原材料获取方便，成本合理，掺配工艺简单，可应用于大规模生产施工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改性沥青，具体涉及一种高粘性高弹性的改性沥青及其制备方法。
技术介绍
目前世界上钢桥面铺装上采用的材料有:一是以德国和日本为代表的浇注式沥青混凝土(GussAsphalt)；二是改性沥青SMA(StoneMasticAsphalt)；三是环氧沥青混凝土(EpoxyAsphalt)。浇注式沥青混凝土指在高温状态下(约220℃～260℃)进行拌和及摊铺的一种粘稠且流动性非常好的沥青混合料。该混合料中沥青、矿粉含量较大，在高温状态下流动性很大，应用特殊的滑板摊铺具有流动性的高温混合料，也可以像水泥混凝土一样人工摊铺，不需要碾压，依靠自身流动性而成型。浇注式沥青混凝土具有良好的密水性和较高的钢板变形追随能力，期望使用寿命为20年以上，在服务期内性能表现良好，维修量很小。但是，浇筑式沥青混凝土高温稳定性较差，易形成车辙和推移。并且施工需要专用设备，对气候和桥面板的清洁度要求严格，所以一般只适用于夏季温度不太高的国家和地区。沥青玛蹄脂碎石(SMA)是一种开级配沥青混合料。沥青玛蹄脂碎石混合料的粗骨料含量大(70％～80％)，矿粉含量较密级配高，在这种混合料中粗集料形成紧密嵌挤，而沥青砂浆充分填充于集料骨架的空隙中，是一种典型的骨架密实型结构。改性沥青SMA混凝土柔韧性、抗松散、抗裂性能好；具有良好的抗高温车辙变形性能；具有良好的耐久性和防水性；具有粗糙的表面构造，防滑性能好。其主要不足是:对集料要求高，保质年限短。这种混合料与普通沥青混凝土相比，具有较好的高温稳定性、耐久性、低温抗裂性、抗松散性，防水性能和抗永久变形的能力也较强，不易产生车辙。但是沥青玛蹄脂碎石对集料的要求比较高，需要采用比较坚硬的集料而且要求形状接近立方体，原材料不易满足要求。环氧改性沥青混凝土(EA)是通过在沥青中添加热固性环氧树脂和固化剂，经固化反应而形成的一种强度高、韧性好的沥青混凝土。环氧沥青混凝土使用传统的沥青混凝土筑路设备进行铺筑和碾压。冷却后路面在常温下将进入半固化状态，可快速开放交通，但达到完全固化一般需要六周的时间。环氧沥青混合料的配制工艺比较复杂，施工中对时间和温度的要求十分严格，施工难度大，并且材料及施工成本较高。正交异性钢桥面板由于具有构件质量轻、运输和架设方便、施工周期短等特点，因而多用于大跨径桥梁及城市高架桥跨度较大桥段的梁体结构。而排水性沥青混凝土由于具有提高车辆行驶的安全性、提高雨天的防滑性、减轻行驶车辆的溅水、水雾现象、司机的驾驶视野良好、能减轻雨天夜间大光灯的路面反射、能提高雨天时路面标志的视认性、降低车辆行驶时产生的道路交通噪音的特点，被广泛应用于钢桥面板上铺装层的建设中。然而，排水式沥青沥青路面的主要特点是空隙率较大(18-25％)，使得其受水、空气、阳光侵蚀的可能性增大，导致了路面的耐久性降低。沥青混合料需具有足够的强度、耐久性，并且由于混合料内部长期遭受雨水侵蚀，还要求具有高的抗水能力。这就要求所选用的沥青材料具有较好的高温稳定性、低温抗裂性以及抗氧化性能。经过长期研究，认为用于排水性沥青路面的结合料必须为高分子改性沥青，又称高粘度沥青或橡胶沥青，以确保排水性沥青路面能有更好的长期使用性能和稳定性能。同时为了提高混合料的抗松散性能，也必须使用高粘度改性沥青。通过运用高粘度改性沥青，空隙率为20％的混合料车辙动稳定度可达5000次/mm以上，并具有良好的透水性能和构造深度。因此，针对高粘弹沥青开展配方研究对提高桥面铺装沥青混凝土性能具有重大意义。虽然国内外学者在桥面铺装沥青混凝土的改性沥青研制方面进行了许多探索，但目前仍未得到的有效的解决措施。综上所述，随着大跨径桥梁及城市高架桥建设的日益增多，钢桥面铺装层沥青混凝土胶结料的高温性能、施工和易性、低温性能、建设成本等问题将日益紧迫，提供一种能够显著改善桥面铺装沥青混凝土性能的高粘性高弹性的改性沥青十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高粘性高弹性的改性沥青及其制备方法，以提高桥面铺装沥青混合料各项性能，有效防止钢桥面铺装层车辙病害的产生，保证桥梁结构的使用寿命及铺装层的长期路用性能。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种高粘性高弹性的改性沥青，由以下重量百分含量的原料组成：76～77％的70号基质沥青，11～13％的SBS改性剂，3～5％的石油树脂，6～8％的橡胶油，0.3～0.5％的防剥落剂。优选的，一种高粘性高弹性的改性沥青，由以下重量百分含量的原料组成：76.6％的70号基质沥青，12％的SBS改性剂，4％的石油树脂，7％的橡胶油，0.4％的防剥落剂。一种高粘性高弹性的改性沥青的制备方法，包括以下步骤：(1)按以下重量百分含量取原料：76～77％的70号基质沥青，11～13％的SBS改性剂，3～5％的石油树脂，6～8％的橡胶油，0.3～0.5％的防剥落剂；(2)养护：取上述70号基质沥青，搅拌均匀后，于190℃条件下加热养护1.5～2.5h，得到沥青A1；(3)初步混合：将上述步骤(1)中准备好的石油树脂、橡胶油、防剥落剂加入到沥青A1中，并搅拌均匀，然后将得到的混合物剪切25～35min，得到颗粒细小均匀的沥青A2；(4)混合：将上述步骤(1)中准备好的SBS改性剂加入到沥青A2中，并将得到的混合物剪切25～35min，得到高粘性高弹性的改性沥青。优选的，所述步骤(3)中加入石油树脂、橡胶油、防剥落剂时，要缓慢加入，并边加边搅拌，搅拌时长5～10min。优选的，所述步骤(3)和步骤(4)中的剪切是置于设定温度为190～200℃、转速为4000r/min的釜底式剪切机中进行剪切的。优选的，所述步骤(4)中加入SBS改性剂时，要缓慢加入，并边加边搅拌，搅拌时长5～15min。一种高粘性高弹性的改性沥青的制备方法，包括以下步骤：(1)按以下重量百分含量取原料：76～77％的70号基质沥青，11～13％的SBS改性剂，3～5％的石油树脂，6～8％的橡胶油，0.3～0.5％的防剥落剂；(2)养护：取上述70号基质沥青，于190℃条件下加热养护1.5～2.5h，得到沥青B1；(3)初步混合：启动釜底式剪切机，并打开加热开关，将反应釜内温度设置为190℃，导热油温度设置为190℃；待反应釜内温度升至100℃时，将沥青B1倒入釜底式剪切机内，同时打开剪切开关进行剪切；待反应釜内温度达到190℃时，将上述步骤(1)中准备好的石油树脂、橡胶油、防剥落剂加入到反应釜中沥青B1中，剪切25～35min，得到沥青B2；(4)混合：将上述步骤(1)中准备好的SBS改性剂加入到沥青B2中，再剪切55～65min，得到高粘性高弹性的改性沥青。优选的，所述步骤(3)和步骤(4)中剪切的转速设置为3500～4000r/min。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术以具有较好的流动性、热稳定性、持久的粘附性、弹塑性、电绝缘性及抗水性的70号基质沥青作为主要原料，以具有优良的拉伸强度、表面摩擦系数大、低温性能好、电性能优良、加工性能好的SBS作为改性剂，掺配来源广、制备工艺简单、耐高温与基质沥青的相容性好的石油树脂，掺配防剥落剂作为稳定剂，可有效提高改性沥青的软化点和延度，降低改性沥青的针入度，提升其铺装沥青的混凝土性能；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高粘性高弹性的改性沥青，其特征在于，由以下重量百分含量的原料组成：76～77％的70号基质沥青，11～13％的SBS改性剂，3～5％的石油树脂，6～8％的橡胶油，0.3～0.5％的防剥落剂。

【技术特征摘要】
1.一种高粘性高弹性的改性沥青，其特征在于，由以下重量百分含量的原料组成：76～77％的70号基质沥青，11～13％的SBS改性剂，3～5％的石油树脂，6～8％的橡胶油，0.3～0.5％的防剥落剂。2.如权利要求1所述的一种高粘性高弹性的改性沥青，其特征在于，由以下重量百分含量的原料组成：76.6％的70号基质沥青，12％的SBS改性剂，4％的石油树脂，7％的橡胶油，0.4％的防剥落剂。3.一种权利要求1所述的高粘性高弹性的改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按比例取原料：70号基质沥青，SBS改性剂，石油树脂，橡胶油，防剥落剂；(2)养护：取上述70号基质沥青，搅拌均匀后，于190℃条件下加热养护1.5～2.5h，得到沥青A1；(3)初步混合：将上述步骤(1)中准备好的石油树脂、橡胶油、防剥落剂加入到沥青A1中，并搅拌均匀，然后将得到的混合物剪切25～35min，得到颗粒细小均匀的沥青A2；(4)混合：将上述步骤(1)中准备好的SBS改性剂加入到沥青A2中，并将得到的混合物剪切25～35min，得到高粘性高弹性的改性沥青。4.一种权利要求1所述的高粘性高弹性的改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按比例取原料：70号基质沥青，SBS改性剂，石油树脂，橡胶油，防剥落剂；(2)养护：取上述70号基质沥青，于190℃条件下...

【专利技术属性】
技术研发人员：王双其，张健，李春权，蒋运兵，艾长发，任东亚，金大勇，陶家清，税彦斌，钟强文，钟翔，李丽，肖仕伟，张帅，冯开胜，
申请(专利权)人：中交三公局桥梁隧道工程有限公司，中国市政工程西南设计研究总院有限公司，成都市市政工程设计研究院，中国华西工程设计建设有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11