一种高模量沥青及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高模量沥青，包括：低标号基质沥青：100重量份；聚合物改性剂：4.0～5.5重量份；净味剂：0.01～0.1重量份；稳定剂：0.2～0.3重量份；所述低标号基质沥青的针入度为37～43dmm，软化点为51℃以上。本发明专利技术一方面直接采用低标号沥青作为原料，免去了采用高标号沥青需要使用硬质沥青调和的流程；另一方面，本发明专利技术使用低标号沥青作原料，通过添加特定改性剂，提高材料模量的同时，对材料的低温性能也有所改善；另外，本发明专利技术所使用原料简单、无需使用诸如废胶粉等高温下气味难闻的原料，且在制备过程中添加了沥青净味剂，使得高模量沥青在使用过程中更加环保、更易推广。

【技术实现步骤摘要】
一种高模量沥青及其制备方法
本专利技术涉及高模量沥青
，尤其涉及一种高模量沥青及其制备方法。
技术介绍
我国高速公路设计时最常使用半刚性基层与面层相结合的方式，这种组合方式具有一定的抗拉强度、抗疲劳强度和良好的水稳定特性，因此受到广泛的使用，但实际使用过程中，半刚性基层的缺陷逐渐显现，譬如，容易出现温缩干缩裂缝、同沥青面层的粘结性较弱等，使中国半刚性沥青路面的使用寿命通常都无法达到设计的要求与标准。已经通车的高速公路，很少能达到设计规范中规定的15年使用寿命，大多数高速公路在建成通车使用5-8年后就需要进行大规模的维修，修复成本不仅高昂，并且会对交通、农业、经济发展造成巨大的影响。此外，随着我国经济社会的发展，严酷荷载条件下的特殊道路，如长大纵坡公路、大容量城市快速公交干道、港口与港区专用道、重载桥面铺装、机场跑道等建设需求量增大，采用常用的沥青胶结料与混合料已无法满足上述工程的建设要求，容易使得路面出现车辙病害，据统计，车辙病害已成为沥青路面最严重的早期破坏形式。长寿命沥青道路又称耐久性沥青路面，是上世纪起源于欧美的加厚型或全厚型的沥青道路体系，设计使用寿命大于40年。长寿命沥青路面优点是把破坏限制在路面上层，只需定期更换路面表层，而不需要进行结构性修复或重建。除此之外，长寿命沥青路面还具有路面平整、摩擦系数高、噪音低、可减少疲劳开裂和车辙损坏、减薄路面降低建筑成本、路面的养护维修仅限于面层且可循环使用等优点，最大限度的减少资源浪费，经济性高。长寿命沥青道路需要使用高模量沥青混合料，高模量沥青混合料是一种整体模量较高，抗车辙与耐疲劳性能优异的路面材料。它通过提高沥青混合料模量参数，在相同累计轴次作用下沥青层结构厚度可以更薄，承载力及使用寿命仍然能够达到设计要求甚至更高，且能够节约大量石料，对于优质石料短缺的地区意义重大。高模量沥青的主要目的是提高结构计算中的模量参数，减薄沥青层厚度，满足结构计算要求的同时降低工程造价。高模量沥青混合料的核心就是高模量沥青。高模量沥青是能够显著提高沥青混合料劲度模量和抗疲劳性能的沥青。高模量沥青一般通过三种渠道实现，一是采用硬质沥青，虽然硬质沥青混合料的高温抗车输能力得到了有效的验证，但其低温性差；二是添加天然沥青，可提高沥青混合料高温抗车辙能力、承载能力和耐久性，但天然沥青储量有限，且其低温性能同样很差；三是通过改性剂添加到沥青中制备成高模量沥青，通过选择合适的改性剂和改性工艺，在提高材料整体模量、高温性能的同时使其低温性能不至于损失太大。现有高模量沥青制备中常常使用聚烯烃类和废胶粉类原料，废胶粉在高模量沥青的生产和使用过程中容易挥发难闻的气味，不利于环境保护，而聚烯烃类材料，如PP、PE、树脂类对沥青的模量提高显著，但同时对沥青的低温性能存在非常不利的影响。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种高模量沥青及其制备方法，制备的高模量沥青同时具有高模量和优良的低温性能。为达到上述目的，本专利技术提供了一种高模量沥青，包括：低标号基质沥青：100重量份；聚合物改性剂：4.0～5.5重量份；净味剂：0.01～0.1重量份；稳定剂：0.2～0.3重量份；所述低标号基质沥青的针入度为37～43dmm，软化点为51℃以上。本专利技术优选的，所述低标号基质沥青的软化点为51～55℃。本专利技术优选的，所述低标号基质沥青为直馏的低标号沥青，更优选为直馏的30号沥青。在本专利技术的一些具体实施例中，所述低标号基质沥青为采用实沸点蒸馏切割所得低标号沥青，切割原料可以但不限于中东、加拿大等重质原油中的一种或者多种。在本专利技术的一些具体实施例中，所述低标号基质沥青的针入度为37dmm，软化点为53.5℃。在本专利技术的一些具体实施例中，所述低标号基质沥青的针入度为40dmm，软化点为52.5℃。在本专利技术的一些具体实施例中，所述低标号基质沥青的针入度为43dmm，软化点为51.5℃。本专利技术直接采用直馏的30号沥青作原料，免去采用硬质组分调和的流程，生产流程更便利，且采用直馏低标号沥青所得的高模量沥青，粘度不至于太大，有利于生产泵送和施工和易性。本专利技术优选的，所述聚合物改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物。本专利技术优选的，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物的分子量不低于10万，更优选为10-20万；嵌段比优选为3:7-4:6，更优选为3:7。在本专利技术的一些具体实施例中，所述聚合物改性剂具体为SBS791。本专利技术通过添加聚合物改性剂对低标号沥青进行改性，提高其模量的同时，也提高了低标号沥青的低温性能。本专利技术优选的，所述净味剂为天津海泰EO反应型沥青环保净味剂、中海顺达道路改性沥青用高效净味剂或者广州鸿绵CW500净味剂。本专利技术添加了净味剂，对高模量沥青的施工具有一定的环保意义。高模量沥青相比常规的聚合物改性沥青而言，粘度更大，施工的温度更高，温度越高，越容易导致有害物质的挥发，通过添加上述反应型净味剂，可促进高模量沥青的环保应用和推广。本专利技术优选的，所述稳定剂为东营博越稳定剂HMD-2、山东中全防护稳定剂ZQ-WDJ。本专利技术提供了上述高模量沥青的制备方法，包括以下步骤：S1)将低标号基质沥青和聚合物改性剂混合，高温剪切，得到中间料；S2)将所述中间料和稳定剂、净味剂混合，搅拌，得到混合料；S3)混合料经静置发育、消泡，得到高模量沥青。本专利技术优选的，所述高温剪切的温度为180℃，剪切速率为4500r/min，剪切时间为0.5h。本专利技术优选的，所述搅拌的温度为177℃，搅拌的转速为800r/min，搅拌的时间为1.0h。本专利技术优选的，所述静置发育、消泡的温度为175-185℃，更优选177℃；消泡的时间优选为20-40min。本专利技术提供的上述高模量沥青原料简单易得，在长寿命沥青路面中有广泛的应用前景。与现有技术相比，本专利技术提供了一种高模量沥青，包括：低标号基质沥青：100重量份；聚合物改性剂：4.0～5.5重量份；净味剂：0.01～0.1重量份；稳定剂：0.2～0.3重量份；所述低标号基质沥青的针入度为37～43dmm，软化点为51℃以上。本专利技术获得了以下有益效果：1、本专利技术原料品种简单，不复杂，方便工业化应用，无需使用诸如废胶粉等高温下气味难闻的原料，且配方中添加了净味成分，有利于高温施工过程中有害气体释放的控制，更加环保易推广；2、本专利技术直接采用低标号沥青作为原料，免去了采用高标号沥青需要使用硬质沥青调和的流程，简化了生产流程，且采用硬质组分调和的低标号沥青沥青质含量高，生产所得的高模量沥青粘度更大，不利于生产和使用的和易性，本专利技术采用调和法所得的低标号沥青，其中的组分搭配无需采用直馏工艺，更合理，使得改性剂在低标号沥青中存在更稳定，不易发生离析；3、本专利技术使用低标号沥青作原料，通过添加特定改性剂，提高材料模量的同时，对材料的低温性能也有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高模量沥青，包括：/n低标号基质沥青：100重量份；聚合物改性剂：4.0～5.5重量份；净味剂：0.01～0.1重量份；稳定剂：0.2～0.3重量份；/n所述低标号基质沥青的针入度为37～43dmm，软化点为51℃以上。/n

【技术特征摘要】
1.一种高模量沥青，包括：
低标号基质沥青：100重量份；聚合物改性剂：4.0～5.5重量份；净味剂：0.01～0.1重量份；稳定剂：0.2～0.3重量份；
所述低标号基质沥青的针入度为37～43dmm，软化点为51℃以上。


2.根据权利要求1所述的高模量沥青，其特征在于，所述低标号基质沥青的软化点为51～55℃。


3.根据权利要求1所述的高模量沥青，其特征在于，所述聚合物改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物。


4.根据权利要求1所述的高模量沥青，其特征在于，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物的分子量为不低于10万；嵌段比为3:7-4:6。


5.根据权利要求1所述的高模量沥青，其特征在于，所述净味剂为天津海泰EO反应型沥青环保净味剂、中海顺达道路改性沥青用高效净味剂或者广州鸿绵CW500净味剂。


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【专利技术属性】
技术研发人员：金萍，张永翰，石丽娜，王贝，祁聪，刘建伟，王耀伟，栾波，
申请(专利权)人：山东京博石油化工有限公司，山东海韵沥青有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37