一种抗温缩复合物及抗温缩乳化沥青混合料制造技术

本发明专利技术公开了一种抗温缩复合物及抗温缩乳化沥青混合料。所公开的抗温缩复合物的制备原料包括：橡胶粉、N‑异丙基丙烯酰胺单体、交联剂、引发剂和改性剂。所公开的抗温缩乳化沥青混合料由下列原料制成：阳离子乳化沥青、玄武岩集料、普通硅酸盐水泥、石灰岩矿粉、抗温缩复合物和水。本发明专利技术的抗温缩复合物可提高抗开裂能力；当环境温度较低时，凝胶材料保存水分，防止水分逸散，与橡胶粉一起防止混合料开裂；与传统的乳化沥青稀浆分层混合料相比，本发明专利技术的抗温缩乳化沥青混合料的温度敏感性降低，表面抗滑性提高。

A temperature shrinkage compound and an anti temperature shrinkage emulsified asphalt mixture

The invention discloses a temperature resistant shrinkage compound and an anti temperature shrinkage emulsified asphalt mixture. The raw materials for preparing the heat-shrinkable composite disclosed include rubber powder, N_isopropylacrylamide monomer, crosslinking agent, initiator and modifier. The exposed temperature resistant emulsified asphalt mixture is made from the following raw materials: cationic emulsified asphalt, basalt aggregate, ordinary portland cement, limestone mineral powder, anti temperature shrinkage compound and water. The anti temperature shrinkage compound of the invention can improve the anti cracking ability; when the ambient temperature is low, the gel material keeps water, prevents the water from escaping, and prevents the mixture from cracking with the rubber powder; compared with the traditional emulsified asphalt slurry mixture, the temperature sensitivity of the anti temperature emulsified asphalt mixture of the invention is reduced. The surface skid resistance is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种抗温缩复合物及抗温缩乳化沥青混合料
本专利技术属于道路工程
，特别涉及一种路用抗温缩复合物及其应用。
技术介绍
沥青路面作为一种无接缝的连续式路面大量应用在高等级公路建设中。由于组成沥青路面的胶结材料是一种高分子碳氢化合物，又是一种典型的粘弹性材料，其路用性能受温度和作用时间的影响很大，在行车荷载及各种自然因素作用下表现为不同形式的病害，严重影响了沥青路用性能的发挥。温缩开裂是沥青路面破坏的一种主要形式，尤其对于传统的乳化沥青稀浆分层混合料，由于水分的蒸发发用，改混合料的温缩开裂现象更加明显，现已成为科研工作者普遍关注的问题。然而，由于沥青材料自身温度敏感性强的特点，现有改善沥青混合料温缩措施主要集中于沥青混合料集料级配的设计以及沥青胶结材料的改性，但缺少直接且明显的效果，这是因为集料的级配设计受集料类型、岩性以及组成比例的影响较大，沥青胶结材料的改性效果受改性剂的成本、类型以及加工工艺等因素的限制。因此，研发新型的抗温缩复合物并在沥青混合料中应用，对于提高沥青混合料的抗温缩能力，实现沥青路面的高耐久，具有重要意义。
技术实现思路
针对传统沥青路面易产生收缩开裂的问题，本专利技术的目的在于，提供一种抗温缩复合物，并应用于乳化沥青混合料中。本专利技术提供的一种抗温缩复合物，其特征在于，所述抗温缩复合物的制备原料包括：橡胶粉：50.0％～58.1％，N-异丙基丙烯酰胺单体：36.6％～44.5％，交联剂：1.8％～3.0％，引发剂：1.4％～2.5％，改性剂：0.8％～1.3％；所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、四甲基乙二胺、二叔丁基过氧化物、丙烯酸和丙烯酸钠中的一种或多种；所述引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的一种或多种；所述改性剂为聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物、四级铵盐、二丁酸二辛酯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和二氯异氰尿酸钠中的一种或多种。本专利技术还提供一种抗温缩复合物的制备方法。所提供的方法包括：将配方量的橡胶粉和改性剂进行球磨后除去多余的改性剂，制得改性橡胶粉；将配方量的N-异丙基丙烯酰胺单体、改性橡胶粉和去离子水混合，在在60-70℃的水浴箱中放置一段时间后，加入配方量的交联剂和引发剂，在25-35℃、无氧的条件下反应得到抗温缩复合物。本专利技术的方法还包括：分别在15-25℃和45-55℃温度下交替漂洗产物2～3次后70±2℃下真空干燥。本专利技术同时提供了一种抗温缩乳化沥青混合料。本专利技术提供的抗温缩乳化沥青混合料由下列原料按体积百分比组成：阳离子乳化沥青：6％～15％，玄武岩集料：59％～91％，普通硅酸盐水泥：1％～3％，石灰岩矿粉：2％～5％，抗温缩复合物：0.5％～2.5％，水：3％～7％；上述原料的体积百分比之和为100％；进一步，本专利技术的抗温缩乳化沥青混合料由下列原料按体积百分比组成：阳离子乳化沥青：8％～13％，玄武岩集料：79％～89％，普通硅酸盐水泥：2％～3％，石灰岩矿粉：2％～4％，抗温缩复合物：1％～2％，水：4％～6％；上述原料的体积百分比之和为100％。本专利技术的抗温缩复合物及其乳化沥青混合料具有如下优点：第一，当环境温度较高时，凝胶释放水分，加上橡胶粉的阻裂作用，提高抗开裂能力；当环境温度较低时，凝胶材料保存水分，防止水分逸散，与橡胶粉一起防止沥青混合料开裂；第二，抗温缩乳化沥青混合料的性能满足乳化沥青稀浆分层混合料路用性能要求，完全可以用于旧路面的维修养护和新路面的预防性养护；第三，与传统的乳化沥青稀浆分层混合料相比，本专利技术的抗温缩乳化沥青混合料的温度敏感性降低，表面抗滑性能提高。附图说明图1中(a)为橡胶粉在水中的分散(左图橡胶粉掺量与实施例1相同；右图橡胶粉的掺量为左图的两倍)，(b)为橡胶粉在凝胶溶液中的分散(其中左图凝胶和橡胶粉的掺量与实施例1相同；右图凝胶掺量不变，橡胶粉掺量为左图的两倍)。具体实施方式本专利技术中的抗温缩复合物的制备工艺简单，是一种新型的改性橡胶粉。温敏凝胶的加入，增加了橡胶粉在溶液中的分散，如图1所示。图1分别给出橡胶粉在水溶液和凝胶溶液中的分散，可知橡胶粉能够均匀分散在凝胶溶液中，这是因为橡胶粉的表面具有憎水特性，温敏凝胶的分子链上同时含有亲水性的酰胺基和疏水性的异丙基。本专利技术的乳化沥青混合料提高了稀浆分层乳化沥青的抗温缩开裂性能，且它的性能指标满足乳化沥青稀浆分层混合料路用性能要求。优选的方案中，本专利技术采用溶胀收缩法反复漂洗产物2～3次，70±2℃下真空干燥；所述溶胀收缩法的两次温度分别为：15-25℃和45-55℃。以下给出本专利技术的具体优选实施例，用于进一步说明本专利技术。这些实施例仅用于本领域技术人员充分的理解本专利技术，而不是用来限制本专利技术的范围。凡是在本专利技术技术方案之上进行的等同变换或者替换均属于本专利技术要求保护的权利范围之内。实施例1：本实施例给出一种抗温缩复合物，以质量百分数计，由以下原料组成：橡胶粉：53.5％，N-异丙基丙烯酰胺单体：40.9％，交联剂：2.5％，引发剂：2.0％，改性剂：1.1％；上述原料的质量百分比之和是100％；其中橡胶粉为120目废旧轮胎橡胶粉。按照以下步骤制备抗温缩复合物：第一步：将配方量的橡胶粉、改性剂在球磨机中球磨5h，用去离子水洗2～3次除去多余的改性剂，制得改性橡胶粉；第二步：将配方量的N-异丙基丙烯酰胺单体、改性橡胶粉和去离子水加入到烧杯中(其中，去离子水的质量是N-异丙基丙烯酰胺单体质量的10倍)，在65±1℃的水浴箱中放置5min后，将水浴箱调至30±1℃，将一定量的交联剂和引发剂加入到烧杯中，在氮气保护下反应15h，得到抗温缩复合物；第三步：采用溶胀收缩法(温度范围20±2℃～50±2℃)反复漂洗产物2～3次，70±2℃下真空干燥20h，粉碎成粉末备用。实施例2：本实施例给出一种抗温缩复合物，以质量百分数计，由以下原料组成：橡胶粉：51.6％，N-异丙基丙烯酰胺单体：42.7％，交联剂：2.6％，引发剂：2.1％，改性剂：1.0％；上述原料的质量百分比之和是100％。本实施例中对原料的要求和抗温缩复合物的制备方法均与实施例1相同，其中，加入去离子水的质量是N-异丙基丙烯酰胺单体质量的10倍。实施例3：本实施例给出一种抗温缩复合物，以质量百分数计，由以下原料组成：橡胶粉：55.3％，N-异丙基丙烯酰胺单体：39.7％，交联剂：2.2％，引发剂：1.7％，改性剂：1.1％；上述原料的质量百分比之和是100％。本实施例中对原料的要求和抗温缩复合物的制备方法均与实施例1相同，其中，加入去离子水的质量是N-异丙基丙烯酰胺单体质量的11倍。以下是实施例1～3的相关性能试验：一、抗温缩复合物在水中的溶胀行为准确称取一定量的抗温缩复合物加入到20℃的去离子水中溶胀，每隔一定时间将复合物取出，用滤纸擦去表面水份立即称重，得到不同时间下复合物溶胀比：SR＝(Wt-Wd)/Wd①式中：Wd为t＝0时复合物的质量；Wt为时间t时复合物的质量。复合物溶胀达到平衡时的溶胀比，称为平衡溶胀比SR。表1抗温缩复合物在20℃水溶液中的溶胀比随时间的变化二、抗温缩复合物的温度敏感性准确称取一定量的抗温缩复合物加入到20℃的去离子水中达到溶胀平衡，逐渐升高温度，每本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗温缩复合物，其特征在于，所述抗温缩复合物的制备原料包括：橡胶粉：50.0％～58.1％，N‑异丙基丙烯酰胺单体：36.6％～44.5％，交联剂：1.8％～3.0％，引发剂：1.4％～2.5％，改性剂：0.8％～1.3％；所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、四甲基乙二胺、二叔丁基过氧化物、丙烯酸和丙烯酸钠中的一种或多种；所述引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的一种或多种；所述改性剂为聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物、四级铵盐、二丁酸二辛酯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和二氯异氰尿酸钠中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种抗温缩复合物，其特征在于，所述抗温缩复合物的制备原料包括：橡胶粉：50.0％～58.1％，N-异丙基丙烯酰胺单体：36.6％～44.5％，交联剂：1.8％～3.0％，引发剂：1.4％～2.5％，改性剂：0.8％～1.3％；所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、四甲基乙二胺、二叔丁基过氧化物、丙烯酸和丙烯酸钠中的一种或多种；所述引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的一种或多种；所述改性剂为聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物、四级铵盐、二丁酸二辛酯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和二氯异氰尿酸钠中的一种或多种。2.一种抗温缩复合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将配方量的橡胶粉和改性剂进行球磨后制得改性橡胶粉；将配方量的N-异丙基丙烯酰胺单体、改性橡胶粉和去离子水混合，在60-70℃的水浴箱中放置合适时间后，加入配方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王笑风，王振军，张婷，杨博，郝孟辉，张鸿志，
申请(专利权)人：河南省交通规划设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41