一种抗水损复合改性沥青混合料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗水损复合改性沥青混合料及其制备方法，所述复合改性沥青混合料，以重量份计其组成包括：改性沥青4‑7份、硅烷偶联剂水解溶液1‑2份、石料93‑96份。所述改性沥青以重量份计其组成为：基质沥青94‑97份，硅烷表面改性SiO22‑4份和硅烷表面改性TiO21‑2份，利用高速剪切法制得。其制备方法是首先将石料用硅烷偶联剂水解溶液进行表面改性，然后与改性沥青混合，该方法制备的改性沥青混合料其高、低温性能、水稳定性能均得到不同程度增强，同时，还具有一定的降解汽车尾气的效果；并且本发明专利技术选用的改性剂制备方便，原材料成本低，得到复合改性沥青混合料每吨成本仅比常规基质沥青混合料高约10％，极具性价比优势，体现出良好的市场推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种抗水损复合改性沥青混合料及其制备方法
本专利技术涉及沥青改性
，具体涉及一种抗水损复合改性沥青混合料及其制备方法。
技术介绍
伴随着沥青路面结构在高等级公路中广泛使用的同时，其耐久性和路面结构的早期破坏问题日益突出。对于沥青路面水损坏现象的研究虽取得了很多阶段性研究成果。但由于沥青路面水损坏所涉及的因素极其复杂，至今许多问题都没有得到很好的解决，研究成果并不显著，尤其在防治季冻区水损坏的应用研究方面，其深度和广度都与实际需求有相当大的距离。目前在公路建设施工中主要使用抗剥落剂来提高沥青和石料之间的粘附性，传统的抗剥落剂如消石灰、水泥、胺类抗剥落剂等，作用机理都是在石料表面形成物理吸附，改变石料的电性，从而实现增强粘附力的效果，但对于酸性石料，传统抗剥落剂作用效果有限，并且胺类抗剥落剂容易热分解，在储存和应用中容易挥发氨气，污染环境。相比传统抗剥落剂，硅烷偶联剂具有更为良好的热稳定性，并且能和石料表面发生化学反应，对石料的酸碱性也没有明显的使用限制，同时偶联剂上的有机官能团也和沥青有很好的相容性，从而能更加有效地改变改善沥青与石料间的界面连接，偶联剂作为一种新型抗剥落剂，具备良好的应用前景。但仅从提高油石界面固结强度方面提高混合料水稳能力往往是片面的，抗剥落剂的应用可能对其他路用性能产生不利影响，尤其是低温性能。由此，有必要从同时加强油石界面固结强度及混合料整体性能的角度出发，研制抗水损改性材料。目前应用最广泛的沥青改性剂是SBS，能很好的改善沥青的整体性能，但SBS改性沥青价格高昂，仅在高等级路面中应用。因此，现在急需一种兼具价格优势和性能优势的抗水损沥青混合料。申请号201210317944.2的专利技术专利“一种高抗水损害的沥青混合料改性剂及其制备和应用于路面铺设方法”，具体公开了该改性剂由以下重量百分比的原料组成：聚乙烯60％～85％，氢氧化镁10％～35％，润滑剂3％～12％，抗氧化剂0.1％～0.8％，马来酸酐接枝聚乙烯0％～10％，碳黑0.3％～1.5％。但该改性剂涉及到的原料多，成本高，并且工艺复杂，不好控制。
技术实现思路
针对现状，本专利技术的目的在于提供一种抗水损复合改性沥青混合料，该混合料抗水损能力强，其他方面路用性能也得到一定程度提高。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种抗水损复合改性沥青混合料，以重量份计其组成包括：改性沥青4-7份、硅烷偶联剂水解溶液1-2份、石料93-96份。上述抗水损复合改性沥青混合料中，所述改性沥青以重量份计其组成为：基质沥青94-97份，硅烷表面改性SiO22-4份和硅烷表面改性TiO21-2份。具体地，所述硅烷表面改性SiO2为表面经硅烷改性接枝的疏水性纳米SiO2颗粒，所述硅烷表面改性TiO2为表面经硅烷改性接枝的疏水性纳米TiO2颗粒。优选地，上述抗水损复合改性沥青混合料中，所述硅烷偶联剂水解溶液是按照硅烷偶联剂：水：乙醇＝5-8:38-45:50-55的比例配制溶液，配制的溶液静置60分钟，让其充分水解而得。其中，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570任意一种。本专利技术还公开了上述抗水损复合改性沥青混合料的制备方法，其具体包括如下步骤：(1)石料表面处理：首先将硅烷偶联剂水解溶液按所述比例均匀喷洒在石料表面，然后将石料在160℃烘箱中放置4小时，使硅烷偶联剂充分固化得到硅烷表面改性的石料；(2)制备改性沥青：将基质沥青加热到170℃，按照比例投入硅烷表面改性SiO2和硅烷表面改性TiO2，初步拌和后，利用高速剪切机以6000r/min速率高速剪切1小时，然后在160℃温度下静置1小时，使改性材料与沥青充分浸润即得改性沥青；(3)将经过步骤(1)处理的石料投入搅拌器中干拌，搅拌温度为185℃±5℃，干拌时间10-20s；(4)最后将改性沥青加入经步骤(3)处理后的石料中湿拌，湿拌时间为25s±5s，得到复合改性沥青混合料。制备得到的混合料的级配类型可为AC、SMA、OGFC等任意类型，具体根据工程实际需求选用，不受改性剂和改性方法的限制。本专利技术具有如下优点：1)本专利技术通过同时改善沥青的粘结性能及沥青与石料之间的黏附性能，能够实现大幅提高沥青混合料的水稳定性；2)改性沥青混合料的高低温性能均得到不同程度增强，同时，还具有一定的降解汽车尾气的效果；3)改性剂制备方便，原材料成本低，开发的复合改性沥青混合料每吨成本仅比常规基质沥青混合料高约10％，极具性价比优势，体现出良好的市场推广价值。附图说明图1是不同类型混合料残留稳定度对比；图2是不同类型混合料动稳定度对比；图3不同类型混合料劈裂抗拉强度对比；图4是不同类型混合料破坏拉伸应变对比。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1一种改性沥青，以重量份计其组成为：基质沥青96份、硅烷表面改性SiO22份和硅烷表面改性TiO22份。其中，硅烷表面改性SiO2为表面经硅烷改性接枝的疏水性纳米SiO2颗粒，硅烷表面改性TiO2为表面经硅烷改性接枝的疏水性纳米TiO2颗粒。上述改性沥青的制备方法为：将基质沥青加热到170℃，按照比例投入硅烷表面改性SiO2和硅烷表面改性TiO2，初步拌和后，利用高速剪切机以6000r/min速率高速剪切1小时，然后在160℃温度下静置1小时，使改性材料与沥青充分浸润即得改性沥青。实施例2一种改性沥青，以重量份计其组成为：基质沥青95份、硅烷表面改性SiO24份和硅烷表面改性TiO21份。其中，硅烷表面改性SiO2为表面经硅烷改性接枝的疏水性纳米SiO2颗粒，硅烷表面改性TiO2为表面经硅烷改性接枝的疏水性纳米TiO2颗粒。上述改性沥青的制备方法为：将基质沥青加热到170℃，按照比例投入硅烷表面改性SiO2和硅烷表面改性TiO2，初步拌和后，利用高速剪切机以6000r/min速率高速剪切1小时，然后在160℃温度下静置1小时，使改性材料与沥青充分浸润即得改性沥青。实施例3一种改性沥青，以重量份计其组成为：基质沥青95.5份、硅烷表面改性SiO23份和硅烷表面改性TiO21.5份。其中，硅烷表面改性SiO2为表面经硅烷改性接枝的疏水性纳米SiO2颗粒，硅烷表面改性TiO2为表面经硅烷改性接枝的疏水性纳米TiO2颗粒。上述改性沥青的制备方法为：将基质沥青加热到170℃，按照比例投入硅烷表面改性SiO2和硅烷表面改性TiO2，初步拌和后，利用高速剪切机以6000r/min速率高速剪切1小时，然后在160℃温度下静置1小时，使改性材料与沥青充分浸润即得改性沥青。实施例4一种抗水损复合改性沥青混合料，以重量份计其组成为：改性沥青4份、硅烷偶联剂水解溶液2份、石料95.9份。所述改性沥青的组成同实施例1。所述硅烷偶联剂水解溶液是按照硅烷偶联剂：水：乙醇＝5:45:50的比例配制溶液，配制的溶液静置60分钟，让其充分水解而得。所述硅烷偶联剂为KH560。上述抗水损复合改性沥青混合料的制备方法，其具体包括如下步骤：(1)石料表面处理：首先将硅烷偶联剂水解溶液按所述比例均匀喷洒在石料表面，然后将石料在160℃烘箱中放置4小时，使硅烷偶联剂充分固化得到硅烷表面改性的石料；(2)制备改性沥青：将基质沥青加热到170℃，按照比例投入硅烷表面改性SiO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗水损复合改性沥青混合料，其特征在于，所述复合改性沥青混合料以重量份计其组成包括：改性沥青4‑7份、硅烷偶联剂水解溶液1‑2份、石料93‑96份。

【技术特征摘要】
1.一种抗水损复合改性沥青混合料，其特征在于，所述复合改性沥青混合料以重量份计其组成包括：改性沥青4-7份、硅烷偶联剂水解溶液1-2份、石料93-96份。2.根据权利要求1所述的抗水损复合改性沥青混合料，其特征在于，所述改性沥青以重量份计其组成为：基质沥青94-97份，硅烷表面改性SiO22-4份和硅烷表面改性TiO21-2份。3.根据权利要求1或2所述的抗水损复合改性沥青混合料，其特征在于，所述硅烷表面改性SiO2为表面经硅烷改性接枝的疏水性纳米SiO2颗粒，所述硅烷表面改性TiO2为表面经硅烷改性接枝的疏水性纳米TiO2颗粒。4.根据权利要求1所述的抗水损复合改性沥青混合料，其特征在于，所述硅烷偶联剂水解溶液是按照硅烷偶联剂：水：乙醇＝5-8:38-45:50-55的比例配制溶液，配制的溶液静置60分钟，让其充分水解而得。5.根据权利要求4所述的抗水损复合改性沥青...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟科，孙明志，马骁琛，汤雄，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11