本发明专利技术公开了一种超薄磨耗层沥青材料，按重量份计，包括：基质沥青：100份；富芳油：3～10份热塑性嵌段共聚物2～8份；纳米金刚石粉末：1～7份；DOA：1～5份；稳定剂：0.1~1份。本发明专利技术极大增强了改性沥青整体的抗拉伸韧性、提升沥青材料的高温抗车辙性能，所得沥青60℃粘度远高于相关规范要求，沥青材料对石料具有很强的粘附力。可广泛应用于沥青路面养护中超薄磨耗层的铺筑。的铺筑。
【技术实现步骤摘要】
一种超薄磨耗层沥青材料及其制备和应用
[0001]本专利技术涉及改性沥青
，尤其涉及超薄磨耗层专用沥青材料及其制备方法。
技术介绍
[0002]随着中国高等级公路的迅速发展，人们对道路的安全性、舒适性、环保性等方面提出了更高的要求。沥青路面在通车使用一段时间之后，由于运输车辆的增多以及重载现象日趋严重，致使道路表面的构造深度或粗糙度逐渐衰减，抗滑性能迅速下降，直接影响到汽车的行车安全和舒适性。
[0003]超薄磨耗层是一种延长路面使用寿命、改善行驶质量、提高安全特性(包括抗滑性与排水性)、降低噪音等路面功能的有效措施，其厚度一般约为20mm左右。在用于路面抗滑性能的恢复、高等级沥青路面的预防性养护或中等病害的表面处理时，它不但能够延长道路8~10年的使用周期，还可以提高路面摩擦系数，降低噪音，确保路面行驶安全，改善路面平整度并有较好的表面纹理。
[0004]沥青质量的好坏是制约沥青路面使用质量的主要因素之一，超薄磨耗层因其处于沥青混凝土路面的上面层，直接受到自然界因素和车辆荷载作用的影响，所以对沥青的性能品质要求较高。现有技术中，超薄磨耗层所选用的沥青主要依靠增大SBS等聚合物比例或掺入废胶粉、岩沥青等方式，来提高胶结料的抗剥落性，但其效果有限，因当前添加剂长期抗磨性能有限，路面的抗磨耗性能短期内可能较好，但长期通车后极易发生脱落、飞散等结构性损坏。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种超高抗磨耗性能的改性沥青材料及其制备方法。本专利技术的改性沥青材料主要用于超薄磨耗层路面的铺筑。本专利技术在于提高沥青材料对石料的强包裹性和粘附性，进而提升路面的抗磨耗性能和抗剥落性能。
[0006]本专利技术第一方面提供了一种超薄磨耗层沥青材料，按重量份计，包括以下原料组分：基质沥青：100份；富芳油：3~10份；优选为5~8份；热塑性嵌段共聚物 2~8份，优选为3~7份；纳米金刚石粉末：1~7份，优选为2~6份；DOA：1~5份，优选为2~4份；稳定剂：0.1~1份，优选为0.2~0.7份。
[0007]上述技术方案中，所述的基质沥青选自常压或减压蒸馏所得渣油和/或沥青，其中，针入度（25℃，100g，5s，1/10mm）为45~130，优选为AH-50、AH-70、AH-90沥青或满足JTG F40-2004规范中对50A、70A、90A道路石油沥青技术要求的基质沥青。
[0008]上述技术方案中，所述的富芳油为一种富含芳烃的组分，源于润滑油基础油在溶剂精制过程中的抽出油；所述富芳油中芳香烃的重量含量为40%~80%；优选糠醛精制抽出油、酚精制抽出油中的至少一种。
[0009]上述技术方案中，所述的热塑性嵌段共聚物为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）；所述的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）结构为线型结构或星型结构的颗粒，嵌段比S/B为20/80~40/60。
[0010]上述技术方案中，所述的纳米金刚石粉末粒径为5~15 nm。纳米金刚石粉末为采用爆炸法生产的纳米金刚石，即把含有石墨微粉的炸药在密闭的高压容器内爆炸，在爆炸时所产生的高压高温会使石墨微粒瞬间化作几纳米至几十纳米的金刚石微粒。
[0011]上述技术方案中，所述的DOA为脱油沥青，其软化点不低于90℃，PI值＞3.0。所述DOA可以来源于渣油经溶剂脱沥青得到的、不含溶剂即经过溶剂回收的重组分，溶脱工艺使用的溶剂选自于丙烷、异丁烷、正丁烷或正戊烷中的一种或一种以上的混合物。
[0012]进一步，所述的稳定剂为含硫元素的单质、化合物或其混合物。
[0013]本专利技术第二方面在于提供了一种超薄磨耗层沥青材料的制备方法，其包括如下步骤：（1）将热塑性嵌段共聚物剪切分散于富芳油中，进行溶胀发育；（2）将纳米金刚石粉末与步骤（1）所得物质混合，成型；（3）将热基质沥青与步骤（2）所得颗粒以及DOA混合剪切均匀后，加入稳定剂混合均匀并持续热发育，得到超薄磨耗层沥青材料。
[0014]上述技术方案中，步骤（1）中所述溶胀发育的条件为：温度80~120℃，优选90~110℃；剪切速度3000~6000 rpm，优选4000~5000 rpm；发育时间1~3h，优选1.5~2.5h。
[0015]上述技术方案中，步骤（2）所述成型为利用螺杆挤出机进行挤出造粒，螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，优选双螺杆挤出机，长径比L/D为30:1~40:1；螺杆挤出机温度控制在120~160℃，螺杆转速为30~150 r/min；优选采用八个温度段操作，其中操作条件如下：一段为130~150℃；二段为135~155℃；三段为140~160℃；四段为140~160℃；五段为150~160℃；六段为150~160℃；七段为145~160℃；八段为150~160℃。该过程可使纳米颗粒充分被聚合物分子间隙所吸收或吸附。
[0016]上述技术方案中，步骤（3）基质沥青的温度为140~170℃，加入DOA，搅拌均匀后，升温至180~190℃，进行剪切搅拌至形成均匀的体系，再加入稳定剂，搅拌发育。所述剪切转速为1000~5000 rpm，加入稳定剂搅拌发育的转速为500~1000 rpm。
[0017]本专利技术第三方面提供了一种超薄磨耗层沥青材料的应用，所述的超薄磨耗层沥青材料应用于沥青路面养护中超薄磨耗层的铺筑。
[0018]与现有技术相比，本专利技术提供的超薄磨耗层沥青材料及其制备方法具有如下优点：（1）本专利技术沥青材料充分利用纳米金刚石粉末的高比表面积及高强度，有效增强了热塑性嵌段共聚物与沥青分子间的相互作用力，使添加剂颗粒密度与沥青相近，有效防止在制备过程及热储存运输过程中发生离析分层现象，同时还极大增强了改性沥青整体的抗拉伸韧性、抗车辙强度及对石料的裹覆力。
[0019]（2）本专利技术提供的制备方法中，为使纳米金刚石粉末充分与热塑性嵌段共聚物分
子充分吸附接触，采用先溶胀打开聚合物分子间空隙，再优选利用螺杆挤出工艺的加热高压条件，使纳米金刚石粉末粒子充分、紧密地附着于聚合物分子链上，极大增强了改性沥青分子的内聚力，从而增强了其抵抗外界剪切力发生变形的能力。
[0020]（3）本专利技术提供的沥青材料制备方法简单易实现，沥青材料中各组分在沥青相中分散性较好，成本低廉的DOA材料既可以与纳米金刚石粉末协同提升沥青材料的高温抗车辙性能，又可以与SBS聚合物协同提升沥青的动力粘度，所得沥青60℃粘度远高于相关规范要求，沥青材料对石料具有很强的粘附力。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例来进一步说明本专利技术的技术方案，但并不局限于以下实施例。
[0022]实施例1（1）在90℃、3000rpm条件下，将3重量份热塑性嵌段共聚物（线型）、5重量份糠醛抽出油混合剪切溶胀1.5h，得到组分A1；其中，热塑性嵌段共聚物为线型结构SBS颗粒，嵌段比S/B为20/80。
[0023]（2）将组分A1与2重量份纳米金刚石粉末（5 nm，比表面积400 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超薄磨耗层沥青材料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料组分：基质沥青：100份；富芳油：3~10份；优选为5~8份；热塑性嵌段共聚物 2~8份，优选为3~7份；纳米金刚石粉末：1~7份，优选为2~6份；DOA：1~5份，优选为2~4份；稳定剂：0.1~1份，优选为0.2~0.7份。2.根据权利要求1所述的沥青材料，其特征在于，所述的富芳油为一种富含芳烃的组分，源于润滑油基础油在溶剂精制过程中的抽出油；所述富芳油中芳香烃的重量含量为40%～80%；优选糠醛精制抽出油、酚精制抽出油中的至少一种。3.根据权利要求1所述的沥青材料，其特征在于，所述的热塑性嵌段共聚物为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物；所述的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物结构为线型结构或星型结构的颗粒，嵌段比S/B为20/80~40/60。4.根据权利要求1所述的沥青材料，其特征在于，所述的纳米金刚石粉末粒径为5~15 nm。5.根据权利要求1所述的沥青材料，其特征在于，所述的DOA为脱油沥青，其软化点不低于90℃，PI值＞3.0。6.根据权利要求1所述的沥青材料，其特征在于，所述的稳定剂为含硫元素的单质、化合物或其混合物。7.一种权利要求1-6中任一项所述沥青材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将热塑性嵌段共聚物剪切分散于富芳油中，进行溶胀发育；（2）将纳米金刚石粉末与步骤（1）所得物质混合，成型；（3）将热基质沥青与步骤（2）所得颗粒以及DOA混合剪切均匀后，加入稳定剂混合均匀并持续热发育，得到超薄磨耗层沥青材料。8.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭小圣，袁俊，张建峰，傅丽，刘树华，徐青柏，刘成，吴晓颖，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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