一种提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法技术

本发明专利技术属于沥青改性剂技术领域，公开了一种提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法；布敦岩沥青BRA与SBR胶乳复合改性沥青中BRA与基质沥青的比例均为0.2：1；将A级70基质沥青放入烘箱中，温度控制在150℃加热至全部充分熔化，将相应比例的布敦岩沥青BRA烘干加入，再依次加入掺量为基质沥青质量3％～5％的SBR胶乳。本发明专利技术可以改善岩沥青低温性能。具体方法：在布敦岩沥青(BRA)中加入不同状态不同掺量的丁苯橡胶(SBR)，然后对不同掺量的SBR胶乳复合改性沥青的常规性能进行对比分析，确定SBR的最佳状态及掺量，确定出具体的改性岩沥青低温性能的方法。

A Composite Modified Asphalt Method for Improving Low Temperature Performance of Rock Asphalt

【技术实现步骤摘要】
一种提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法
本专利技术属于沥青改性剂
，尤其涉及一种提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：沥青改性剂品种多而杂，沥青改性的措施也是多种多样，不同改性剂产生的效果千差万别，同一种改性剂不同掺量下的效果也有很大差别。许多道路工程案例表明，高速公路路面的早期损坏，在排除一些人为因素后，沥青混合料的物理力学性能不佳是一个不容忽视的首要原因。很多传统的改性沥青手段和方法并不能满足现在道路技术的要求，寻找新的改性沥青方法和技术措施，丰富现有的改性剂或者改性沥青品种是道路工作者的研究目标之一。运用改性沥青改善沥青混合料路用性能的技术措施早已进行，比如SBS、SBR、PE、木质素纤维、湖沥青以及岩沥青等。在众多的改性剂中，天然岩沥青与基质沥青拥有很好的相融性，与此同时还具有生产便利等诸多优点，日益受到道路工作者的青睐。天然岩沥青是一种在自然界受到多种环境影响改造生成的具有良好稳定性的沥青，它与基质沥青拥有很好的互溶性，把天然岩沥青用作改性剂，用于道路工程中可有效改善基质沥青的路用性能。天然岩沥青大都分布在离地表比较近的地层内，开采容易快捷，价格便宜，由于它们大多种类是固体状，使用过程中易加工成粉末状颗粒，加工后的小颗粒与石油沥青拥有很好的相溶性，造就了它与基质沥青之间具有优异的配伍特性。用它们加工生成改性沥青的方法简单快捷，额外成本低，只需在一定条件下直接投入到拌仓中与沥青混合料搅拌就可，极大地简化了改性工艺和施工措施，能有效降低工程的投资成本。由于改性沥青自身稳定的特性，在开采、生产、存储、运输和运用等多方面简单易操作。天然岩沥青具有某些性能上的优势，它对基质沥青拥有很强的浸入性和对基质沥青中自由氧化基极强的抵抗能力，特别是它与集料结合后，使得二者之间的粘附性得到了极大的增强，结合后的改性集料的抗剥离性能得到了极大改善，对沥青路面的水稳定性有很大的帮助和提高。天然岩沥青掺入到基质沥青后生成的改性沥青在高温稳定性、抗老化性能、抗水损害方面都得到了提高和改善，低温性能较单纯的基质沥青也得到了相当程度的改善，在沥青路面病害预防起到了不可替代的作用，提高了道路服务标准、对道路的耐久性方面有着积极的作用，进而提高了道路使用寿命等多方面的性能。在道路施工与日常维修过程中使用，能充分改善道路的使用性能，是一种值得广泛推荐应用的良好沥青改性剂。其生产应用工艺简单便捷、价格便宜，具有很好的推广应用前景。布敦岩沥青产于南亚的印度尼西亚布敦岛上，其形成是由于地下的石油成品不断地从地壳中冒出，渗入地表浅处的山体里、有损害的岩石裂隙中，经长时间的地质变化等物理条件下而形成的天然沥青。布敦岩沥青在被从地下或者山体里挖掘开采后进行粉碎加工，然后就形成类似于“煤灰”的浅褐色微细颗粒，这种天然岩沥青中的沥青含量大都在20％左右，剩余部分主要是一些矿物质，这些矿物质对基质沥青有很好的吸附特性，二者混溶后能够明显增加沥青与矿料间的粘附能力，被印尼人称之为活性剂。掺入布敦岩沥青的改性沥青具有优异的高温稳定特性、相当的低温抗裂能力、良好的抗老化性能，因此，对布敦岩沥青研究比较深入、推广应用比较早的国家，已经将其大面积推广应用于高速公路、机场跑道和桥隧铺装。SBS改性沥青混合料的改性工作是一个化学改性过程，但是岩沥青对沥青混合料的改性是一个物理过程，这个过程不需要任何化学改性剂或者催化剂，改性过程中对能源需求很低，对环境造成的污染也比SBS改性沥青混合料要小的多，尤其在现今人类生存环境日益恶劣的年代，较低的能耗意味着较低的废气排放，因而其发展前景较好。天然岩沥青相比于传统改性剂有着自己的优势，其与石料的浸润性很强，粘附性及抗剥离性对基质沥青提高显著，有利于水稳定性优势的发挥。天然岩沥青对基质沥青的改善体现在多方面，在病害预防和延长寿命上效果显著，在承受一定时间交通荷载后，养护及大中修施工方便。但是在使用过程中未能大范围采用，是因为在众多优点中天然岩沥青美中不足，对沥青混合料低温抗裂性能的改善存在较大争议。目前，天然岩沥青作为改性剂已纳入规范，但在技术标准方面仍未建立可靠的指标，改性方法及控制条件未能明确，推广较为困难。众所周知SBR可以显著改善基质沥青的低温性能，在聚合物改性沥青中使用较早的SBR改性剂和沥青的相容性比较好，其由于含有丰富的稠环芳烃，虽不能以分子级散开，但仍有少量进入基质沥青网络中，在制备改性沥青时如果SBR出现上浮，通过人工搅拌就能使其均匀分散。通过调查研究SBR可分成乳液聚合和溶液聚合两类，均是通过共聚丁二稀和苯乙烯得到的一种合成橡胶，并且SBR改性剂已大量应用于沥青改性且工艺成熟。由SBR和沥青共混而成为SBR改性沥青，其低温性能显著提升，这是因为SBR分子量较大(10万～150万)，属于高分子线性材料，重要的是玻璃化温度低至-50℃，添加到基质沥青后，改性沥青平均分子量增大。通过显微镜观察，SBR与基质沥青可形成表面积很大的镶嵌结构，致使其具有较高的表面能。从SBR改性沥青微观结构可以看出SBR以2～5微米粒径均匀分布，由于对芳香分的选择性吸附，使沥青两相间更容易融合，沥青中分子的移动遇到阻碍。同时温度降低，沥青组分液-固相转变速度加快，塑性性能快速减弱，受到荷载时，微裂缝随之出现，而SBR微粒可以起到增韧增塑的作用，抵消一部分荷载效应，阻碍微裂隙的进一步扩展。因此SBR改性沥青的性能相对较好，尤其是在较低温度下能表现出良好的柔韧性、延展性和抗裂性。综上所述，SBR改性沥青相对于基质沥青软化点显著提高，尤其是低温延度大幅度增加，但耐高温老化性能较差。而添加BRA颗粒后沥青具有很强的抗高温老化能力，但低温延度较小。本专利技术主要针对岩沥青改性沥青低温易脆的缺点，将SBR加入到布敦岩沥青改性沥青中，目标是显著提升岩沥青改性沥青混合料低温性能的同时不影响其它性能，为其配合比设计和大范围使用提供依据。综上所述，现有技术存在的问题是：岩沥青低温性能较差。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法。本专利技术是这样实现的，一种提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法，所述提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法包括：第一步，布敦岩沥青BRA与SBR复合改性沥青中BRA与基质沥青的比例均为0.2：1；第二步，将A级70基质沥青放入烘箱中，温度控制在150℃加热至全部充分熔化，将相应比例的布敦岩沥青BRA烘干加入，再依次加入掺量为基质沥青质量3％～5％的SBR胶乳。进一步，所述提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法BRA改性沥青中BRA与基质沥青的添加比例为20％。本专利技术的另一目的在于提供一种由所述提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法得到的复合改性沥青，所述复合改性沥青中布敦岩沥青BRA与基质沥青的比例均为0.2：1。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术可以改善岩沥青低温性能。具体方法：在布敦岩沥青(BRA)中加入不同状态不同掺量的丁苯橡胶(SBR)，然后对不同掺量的SBR胶乳复合改性沥青的常规性能进行对比分析，确定SBR的最佳状态及掺量，确定出具体的改性岩沥青低温性能的方法。附图说明图1是本专利技术实施例提供的提升岩沥青低温性能的复合改性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法，其特征在于，所述提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法包括：第一步，布敦岩沥青BRA与SBR复合改性沥青中BRA与基质沥青的比例均为0.2：1；第二步，将A级70基质沥青放入烘箱中，温度控制在150℃加热至全部充分熔化，将相应比例的布敦岩沥青BRA烘干加入，再依次加入掺量为基质沥青质量3％～5％的SBR胶乳。

【技术特征摘要】
1.一种提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法，其特征在于，所述提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法包括：第一步，布敦岩沥青BRA与SBR复合改性沥青中BRA与基质沥青的比例均为0.2：1；第二步，将A级70基质沥青放入烘箱中，温度控制在150℃加热至全部充分熔化，将相应比例的布敦岩沥青BRA烘干加入，再依次加入掺量为基质沥青质量3％～5％的SBR胶乳。2.如权利要求1所述的提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法，其特征在于，所述提升岩沥青低温性能的复合改性沥青方法BRA改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕松涛，樊喜雁，夏诚东，张芳超，贺芳伟，郑健龙，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43