一种超薄罩面铺装用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超薄罩面铺装用沥青混合料及其制备方法，属于沥青技术领域，包括如下重量份原料：集料80

【技术实现步骤摘要】
一种超薄罩面铺装用沥青混合料及其制备方法


[0001]本专利技术属于沥青
，具体涉及一种超薄罩面铺装用沥青混合料及其制备方法。

技术介绍

[0002]沥青路面建成后，其面层在基层未出现结构性损坏的情况下，由于车辆载荷、气温、降水等外部因素和材料特性、质量缺陷等内部因素共同影响下，通常会出现表面老化、细集料散失、粗集料剥落、坑洞以及轻微裂缝等不同程度的早期病害。这些病害不仅影响道路通行能力，更为重要的是大大缩短了道路的使用寿命。沥青路面超薄罩面技术其施工期短，造价低廉，适用于旧沥青路面及新建路面的表面功能恢复与提高。
[0003]超薄罩面沥青混合料因为其位于路面结构最上层，需要其具有良好的耐低温和耐高温性能，例如在夏季时直接与强烈阳光接触后，温度迅速增加，混合料的模量和抗剪强度迅速降低沥青混合料软化，可能出现路面沥青厚度不一，造成路面凹凸不平的缺陷；在北方的低温条件下，路面容易脆化结壳，沥青混合料拱起，失去路面平整度；此外，超薄罩面沥青混合料需要具有一定的抗车辙能力，在行车荷载的反复作用下路面容易产生诸如波浪、推移、车辙等病害，影响行驶舒适性和路面的抗滑性能，对行车安全性造成威胁。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种超薄罩面铺装用沥青混合料及其制备方法，以解决
技术介绍
中的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种超薄罩面铺装用沥青混合料，包括如下重量份原料：
[0007]集料80
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85份、基质沥青10
‑
12份、矿粉3
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4份、改性氧化石墨烯2.5
‑
3份、改性纤维2
‑
3份、填料2
‑
3份；
[0008]改性氧化石墨烯通过如下步骤制备：
[0009]步骤S1、将氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散15min，然后加入聚乙烯亚胺，升温至80℃，搅拌反应8h，反应结束后，经过离心洗涤，冷冻干燥后，得到预处理氧化石墨烯；
[0010]步骤S2、在氮气保护条件下，将预处理氧化石墨烯、木质素磺酸钠加入水中，搅拌分散，然后加入过硫酸钾和N,N
′‑
亚甲基双丙烯酰胺升温至85℃反应2h，反应结束后，经过过滤、水洗、干燥后得到改性氧化石墨烯。
[0011]进一步地，步骤S1中氧化石墨烯、聚乙烯亚胺和去离子水的用量比为0.1g：100mL：5g；步骤S2中预处理氧化石墨烯、木质素磺酸钠和水的用量比为1g：1g：100mL；过硫酸钾的添加量为木质素磺酸钠质量的0.5％，N,N
′‑
亚甲基双丙烯酰胺的添加量为木质素磺酸钠质量的0.2％。首先，将氧化石墨烯和聚乙烯亚胺反应，在氧化石墨烯上引入氨基，得到预处理氧化石墨烯，为后续反应提供反应基团，再与木质素磺酸钠发生接枝反应，得到改性氧化石墨烯。
[0012]进一步地，所述集料包括3mm
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5mm连续级配的第一集料和0mm
‑
3mm连续级配的第二集料，所述第一集料和所述第二集料的质量比为7：3。集料属于天然集料，包括碎石、卵石、浮石、天然砂等。
[0013]进一步地，所述矿粉的粒径小于0.08mm；所述基质沥青为70#基质沥青。
[0014]进一步地，改性纤维通过如下步骤制备：
[0015]将盐酸多巴胺加入Tris
‑
HCl缓冲液中，调节pH值为8.5，然后加入丙烯腈纤维浸泡20h，浸泡结束后取出，经过水洗、真空干燥后得到预处理纤维；Tris
‑
HCl缓冲液的浓度为10mmol/L，盐酸多巴胺、Tris
‑
HCl缓冲液和丙烯腈纤维的用量比为1g：50mL：1g。
[0016]将预处理纤维加入正十二硫醇的乙醇溶液中浸泡20h，浸泡结束后取出，用乙醇冲洗，然后在30℃条件下干燥得到改性纤维。乙醇可重复利用。正十二硫醇的乙醇溶液的浓度为0.5mmol/L，预处理纤维和正十二硫醇的乙醇溶液的用量比为1g：50mL。
[0017]利用多巴胺对纤维进行表面进行处理，在纤维表面沉积一层聚多巴胺层，经过多巴胺修饰后，会引入多种如儿茶酚、胺等官能团作为活性位点，并经过正十二硫醇处理后提高了纤维表面的疏水性，提高应用效果。
[0018]一种超薄罩面铺装用沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
[0019]第一步、按照重量份称取原料，将集料80
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85份、基质沥青10
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12份混合得到预混料，混合温度为175
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185℃，混合时间为30
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35min；
[0020]第二步、向预混料中加入矿粉3
‑
4份、改性氧化石墨烯2.5
‑
3份、改性纤维2
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3份和填料2
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3份，保持温度不变，继续混合30
‑
35min，得到一种超薄罩面铺装用沥青混合料。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]出于减少对路面标高影响以及节约工程造价的原则，通常采用薄层加铺类工艺对沥青面层进行加铺处理，从而恢复道路的表观功能、改善行驶质量和延长路面的使用寿命，本专利技术在制备一种超薄罩面铺装用沥青混合料的过程中制备了改性氧化石墨烯，以改性氧化石墨烯作为原料添加到混合料中具有较好的固态交联网络，改性氧化石墨烯的加入可以提高沥青的表面自由能，进而提升沥青的黏附性能；改性氧化石墨烯是与氧化石墨烯和木质素磺酸钠接枝反应后得到，氧化石墨烯的层层结构能有效防止热氧的入侵，再结合木质素磺酸钠能与老化产生的自由基进行结合的能力进一步抑制热氧老化，此外，木质素磺酸钠与氧化石墨烯接枝后所形成的复合结构可以与阻止微裂缝的进一步发展，增强沥青混合料的稳定性，提高其低温抗裂性，更好地提高沥青混合料耐久性。
[0023]另外，添加了一种改性纤维，纤维作为一种沥青混合料添加剂，能有效改善沥青混合料的水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性等路用性能，本专利技术中经过聚多巴胺修饰的聚丙烯腈纤维同样可以黏附在多种类型的有机、无机材料表面，有利于改性纤维与沥青复合材料之间的机械铆合作用，同时使纤维的疏水性也有所提高，纤维在沥青等油性液体中拥有更好的分散性。纤维沥青混合料增强机理主要有桥接阻裂作用、界面增强作用、稳定作用及增韧阻裂作用。改性纤维与改性氧化石墨烯具有协同作用，进一步提高超薄罩面铺装用沥青混合料整体性能。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，
显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]制备改性纤维：
[0027]将盐酸多巴胺加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超薄罩面铺装用沥青混合料，其特征在于，包括如下重量份原料：集料80
‑
85份、基质沥青10
‑
12份、矿粉3
‑
4份、改性氧化石墨烯2.5
‑
3份、改性纤维2
‑
3份、填料2
‑
3份；改性氧化石墨烯通过如下步骤制备：步骤S1、将氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散15min，然后加入聚乙烯亚胺，升温至80℃，搅拌反应8h，反应结束后，经过离心洗涤，冷冻干燥后，得到预处理氧化石墨烯；步骤S2、在氮气保护条件下，将预处理氧化石墨烯、木质素磺酸钠加入水中，搅拌分散，然后加入过硫酸钾和N,N
′‑
亚甲基双丙烯酰胺升温至85℃反应2h，反应结束后，经过过滤、水洗、干燥后得到改性氧化石墨烯。2.根据权利要求1所述的一种超薄罩面铺装用沥青混合料，其特征在于，步骤S1中氧化石墨烯、聚乙烯亚胺和去离子水的用量比为0.1g：100mL：5g；步骤S2中预处理氧化石墨烯、木质素磺酸钠和水的用量比为1g：1g：100mL；过硫酸钾的添加量为木质素磺酸钠质量的0.5％，N,N
′‑
亚甲基双丙烯酰胺的添加量为木质素磺酸钠质量的0.2％。3.根据权利要求1所述的一种超薄罩面铺装用沥青混合料，其特征在于，所述集料包括3mm
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【专利技术属性】
技术研发人员：张亚国，张焱博，
申请(专利权)人：安徽露德新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：