一种可存储的高模量天然沥青胶结料制备及应用方法技术

一种可存储的高模量天然沥青胶结料制备及应用方法，室温下将粉碎至300目的天然沥青与加热至190‑200℃的软质沥青按照1:3‑5:1的比例混合后，进入研磨机研磨1‑2h得到天然沥青中三氯乙烯不溶物平均粒径小于等于5000‑10000目的天然沥青母液；将上述母液与130‑150℃的道路石油沥青按照30:70‑70:30的质量比混合，得到混合物A，加入占混合物A质量0.1%‑2%的偶联剂，搅拌均匀后加入占混合物A质量0‑10%的聚合物改性剂，经剪切分散后，再加入交联剂在180‑190℃下发育2‑5h，加入降粘剂搅拌半小时即得本产品，交联剂和降粘剂分别占混合物A质量0%‑0.3%和0.1%‑1%。首次以成品料形式制得高模量沥青混合料用胶结料，产品可长时间存储、运输而不发生离析，制备的混合料表现出优异的高模量沥青混合料特性，且低温性能优异。

Storage high modulus natural asphalt cement preparation and application method

A storage modulus of natural asphalt binder preparation and application method at room temperature, the soft asphalt crushed to 300 objective natural asphalt and heated to 190 DEG C 200 mixed according to the proportion of 5:1 1:3 after entering the grinding machine 1 2H natural asphalt in trichloroethylene insolubles in average particle size less than or equal to 5000 to 10000 natural asphalt road asphalt motherliquid; will the above 150 DEG C and 130 according to 30:70 70:30 mass ratio, get the mixture A, adding coupling agent A 0.1% accounted for 2% of the mixture quality, mix and add a mixture of 0 A accounted for 10% of the quality of polymer modifier and by shear dispersion after adding cross-linking agent were 2 5h in 180 190 DEG C, adding viscosity reducer stirred for half an hour to get the product, crosslinking agent and reducing agent respectively, a mixture of A 0% and 0.1% quality 0.3% 1%. For the first time in the form of finished material made of high modulus asphalt mixture with cement, the product can be stored for a long time, transport without segregation, mixture preparation showed the characteristics of high modulus asphalt mixture and excellent, excellent low temperature performance.

【技术实现步骤摘要】
一种可存储的高模量天然沥青胶结料制备及应用方法
本专利属于道路建筑材料领域具体涉及一种可存储的高模量沥青混合料专用天沥青胶结料的制备及应用方法。
技术介绍
高模量沥青混合料（简称HMAC：HighModulesAsphaltConcrete）始于法国，由于混合料的整体模量高，抗疲劳性能好而被英国、南非、美国、芬兰、中国等国家引进和吸收，用于解决交通量剧增及重载条件下路面车辙等问题。按照法国沥青混合料设计规范（NFP98-140）的定义，当沥青混合料的动态模量(15℃，10Hz)大于14000Mpa时，才被称为“高模量沥青混合料”。HMAC被引入中国后，主要被应用在沥青路面的中下面层，其优点是：混合料的高模量，减少荷载作用下沥青混合料的应变；减少车辙病害，延长路面使用寿命；提高路面高温稳定性；减薄路面厚度，节约资源。传统的HMAC胶结料通常使用高模量添加剂如法国的PRS、PRM、中国的路宝、德国的Duroflex，或使用天然沥青做为混合料外加剂，或使用硬质沥青作为胶结料。存在的问题主要是添加剂成本高，并且添加过程存在质量控制难，混合料均匀性差，而使用硬质沥青则存在抗疲劳性能及低温性能差，而难以应用在中国西北及北方地区。本专利技术正是基于以上问题开发出高模量专用的天然沥青胶结料。天然沥青是地层内部的石油资源，经亿万年的地壳运动，在长年高温、高压、氧化、触媒、细菌等综合作用下，经充分氧化、沉淀、聚合、硬化而生成的，是天然状态下存在的石油沥青，与石油沥青同属于地沥青类。具有以下优点：含矿物质成分，高温性能优异，提高路面承载能力，减少车辙病害；平均分子量大于石油沥青，沥青粘度大，理清膜厚度更厚，耐久性更好；极性强，含杂原子功能团，和石料粘附性佳，提高路面抗水损能力；性能稳定，耐候，抗老化，有效延长路面使用寿命，降低路面长寿命周期成本。由于天然沥青中含有10%-90%不等的矿物质成分，矿物质相对密度大于2，而沥青的相对密度1.03左右，因此矿物质容易从沥青中离析，这也是导致天然沥青一直以来在道路建筑材料领域只能被作为外加剂，通过在使用前加入沥青（湿法工艺）或混合料中（干法工艺）的应用方式。湿法或干法工艺不仅增加了施工工序，且产品的质量稳定性差，质量控制难。中国专利《一种基于天然沥青改性的高模量沥青及其制备方法与应用》201410536546.9，《一种高模量沥青及其制备方法》201410063471.7均将天然沥青作为改性剂，属于湿法工艺使用天然沥青，并非生产出成品化的胶结料，未提到产品是否能长时间存储应用。并且其混合料的疲劳寿命并未采用法国的高模量沥青混合料要求的大于100万次的标准。中国专利《一种节能环保型沥青及其制备工艺》中也提到使用天然沥青与各种聚合物以及道路石油沥青配置沥青的方式，且根据其实施案例，高温车辙指标均小于5000次/mm，并不能应用于HMAC中，且也未提及产品的储存稳定性问题。
技术实现思路
为了克服传统天然沥青应用过程中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种可存储的高模量天然沥青胶结料制备及应用方法。成品化的高模量沥青混合料专用胶结料，解决了以往使用外加剂的不便，成品料可长时间存储运输，有利于HMAC技术在中国的推广应用。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种可存储的高模量天然沥青胶结料制备及应用方法，包括以下步骤：室温下将粉碎至300目的天然沥青与加热至190-200℃的软质沥青按照1:3-5:1的比例混合后，进入研磨机研磨1-2h得到天然沥青中三氯乙烯不溶物平均粒径小于等于5000-10000目的天然沥青母液；将上述天然沥青母液与130-150℃的道路石油沥青按照30:70-70:30的质量比混合，得到混合物A，加入占混合物A质量0.1%-2%的偶联剂，搅拌均匀后，加入占混合物A质量0-10%的聚合物改性剂，经充分的剪切分散后，再加入交联剂在180-190℃下发育2-5h，随后加入降粘剂搅拌半小时，即得到可存储的高模量天然沥青胶结料。交联剂和降粘剂分别占混合物A质量0%-0.3%和0.1%-1%。所述得天然沥青为岩沥青、湖沥青中的一种及其中任意几种的混合物，并且沥青含量大于20%，含水率小于2%，经机械破碎后粉碎至300目颗粒状态。所述的软质沥青采用50#、70#、90#、110#道路石油沥青、油浆、糠醛抽出油中的一种及其中任意几种的混合物；将软质沥青加热至190-200℃后再与常温状态下的天然沥青颗粒混匀。所述的道路石油沥青为70#、90#、110#A级道路石油沥青中的一种及其中任意几种的混合物。所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂中的一种，优选硅烷偶联剂。所述的降粘剂为高分子蜡类如Sasobit或表面活性剂类如Evotherm。所述的稳定剂为硫磺或含硫有机化合物，经济性优选用硫磺；所述的研磨机优选球磨机，并且研磨后，天然沥青中三氯乙烯不溶物的平均粒径小于等于5000-10000目。所述的聚合物改性剂是分子量10-30万的SBS（线性、星型或混合型）、分子量20-40万的SBR、40-120目的橡胶粉中的一种及其中任意几种的混合物。本专利技术的有益效果是：本专利技术不仅能充分发挥天然沥青的高温稳定性和耐久性等特性，并通过物理及化学稳定作用，保证天然沥青中无机物成分均匀稳定的分散在胶结料中，防止出现离析和沉淀。作为成品胶结料应用于高模量沥青混合料中，经检测其163℃下72h和7天的离析软化点差分别为：0.7℃和1.6℃。通过混合料验证，EME20/14的15℃，10Hz下的动态模量达到17079MPa，疲劳寿命182万次（10℃，25Hz,130με），完全满足并大大超出法国高模量沥青混合料性能要求。通过使用高效研磨机，以软质沥青作为润滑剂，将天然沥青中三氯乙烯不溶物，即矿物质成分，研磨至粒径小于等于5000-10000目，随着粒径的减小，颗粒的表面效应突出，比表面积增大，表面活性增强，通过物理作用分散在沥青中。并且在偶联剂的作用下，矿物质成分的表面与沥青基之间形成搭桥，起到化学稳定作用。同时由于聚合物改性剂等的加入，一方面提高了产品的低温性能，此外在工艺的最后加入交联剂，促成聚合物形成网状结构，“锁住”矿物质成分，有助于防止沥青中矿物质成分的离析。为了检测最终成品的储存稳定性，进行储存稳定性检测，将天然沥青灌入铝管中，在120℃，163℃，180℃下分别存储72h后，置于-10℃冰箱冷却4h以上，取铝管的三分一处上层沥青和三分之一处下层沥青，测试上下层的软化点差。为了验证其长时间存储性，还对产品进行了163℃，7天的软化点差。结果如下表1所示。该成品天然沥青胶结料应满足表2要求。本专利技术还提供了该高模量沥青混合料用天然沥青的使用方法。即如何配置高模量沥青混合料。该高模量沥青混合料所使用的集料，优选石灰岩及玄武岩类碱性集料，并且0-3mm或0-5mm档，以及填料优选石灰岩。所有集料的技术要求应满足JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求。级配应满足下表3、4、5所示的EME20/20、0/14、0/10的要求。高模量沥青混合料的施工温度如下表6所示：高模量沥青混合料的技术指标应满足表7的要求。附图说明图1为微粒粒径分析图。具体实施方式下面结合实施例对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可存储的高模量天然沥青胶结料制备及应用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：室温下将粉碎至300目的天然沥青与加热至190‑200℃的软质沥青按照1:3‑5:1的比例混合后，进入研磨机研磨1‑2h得到天然沥青中三氯乙烯不溶物的平均粒径小于等于5000‑10000目的天然沥青母液；步骤二：将上述天然沥青母液与加热至130‑150℃的道路石油沥青按照30:70‑70:30的质量比混合，得到混合物A，并加入占混合物A质量0.1%‑2%的偶联剂；步骤三：将上述步骤二得到的混合物加热至180‑190℃，加入占混合物A质量0‑10%的聚合物改性剂，经充分的剪切分散后，再加入交联剂在180‑190℃下发育2‑5h，随后加入降粘剂搅拌半小时，即得到可存储的高模量天然沥青胶结料;交联剂和降粘剂分别占混合物A质量0%‑0.3%和0.1%‑1%。

【技术特征摘要】
1.一种可存储的高模量天然沥青胶结料制备及应用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：室温下将粉碎至300目的天然沥青与加热至190-200℃的软质沥青按照1:3-5:1的比例混合后，进入研磨机研磨1-2h得到天然沥青中三氯乙烯不溶物的平均粒径小于等于5000-10000目的天然沥青母液；步骤二：将上述天然沥青母液与加热至130-150℃的道路石油沥青按照30:70-70:30的质量比混合，得到混合物A，并加入占混合物A质量0.1%-2%的偶联剂；步骤三：将上述步骤二得到的混合物加热至180-190℃，加入占混合物A质量0-10%的聚合物改性剂，经充分的剪切分散后，再加入交联剂在180-190℃下发育2-5h，随后加入降粘剂搅拌半小时，即得到可存储的高模量天然沥青胶结料;交联剂和降粘剂分别占混合物A质量0%-0.3%和0.1%-1%。2.权利要求1所述一种可存储的高模量天然沥青胶结料制备及应用方法，其特征在于，所述得天然沥青为岩沥青、湖沥青中的一种及其中任意几种的混合物，并且沥青含量大于20%，含水率小于2%，经机械破碎后粉碎至300目颗粒状态。3.权利要求1所述一种可存储的高模量天然沥青胶结料制备及应用方法，其特征在于，所述的软质沥青采用50#、70#...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾赟，张俊搏，张玲，张彬，韩筱东，张晓宏，
申请(专利权)人：西咸新区众力沥青有限公司，西安众力沥青有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61