改性沥青、沥青混合料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供改性沥青、沥青混合料及其制备方法与应用，所述改性沥青的原料包括以下质量份数的组分：基质沥青70

【技术实现步骤摘要】
改性沥青、沥青混合料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及改性沥青、沥青混合料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]交通渠化、轴载增重、外界环境等多重作用成为沥青路面早期病害的主要诱因，也对沥青混合料路用性能及耐久性提出了更高的要求。为提升路面的使用质量、延长沥青道路服役寿命，其中有一种改进方法是将改性剂掺入沥青里。目前，应用最多的改性剂是以SBS为代表的聚合物改性剂，其与基质沥青配伍性好，改性效果显著，且制备方法相对成熟，因而广泛应用于高等级沥青路面，但也存在稳定性差、易离析、成本高昂等问题。
[0003]天然岩沥青与基质沥青有较好的配伍性，合理使用可大幅改善沥青混合料高温稳定性、抗水损及耐老化性等路用性能，降低混合料温度敏感性，进而提高路面结构耐久性。但岩沥青会使基质沥青软化点升高、针入度及延度降低，且对低温性能产生不利的影响。
[0004]废旧橡胶改性沥青是一种常见的改性沥青，但废旧橡胶粉与沥青相容性较差，常伴有大量的橡胶颗粒，并存在高黏度、低流动性、高温贮存稳定性差及易离析等诸多缺点，限制其应用和发展。相较于普通橡胶粉而言，脱硫橡胶与沥青的相容性明显改善，改善了橡胶改性沥青的黏度和低温性能。但脱硫橡胶改性沥青也存在诸多问题，例如抗变形能力下降、抗老化性能差、高温性能不足等，其性能还有待做出进一步改善。
[0005]为研制一种兼具优良高低温性能的改性基质沥青，研究人员采用添加不同的改性剂以提高基质沥青的性能。专利申请号为CN201810564891.1(申请公布日2018.11.02)公开了一种复合改性脱硫橡胶沥青及其制备方法，所述的复合改性脱硫橡胶沥青包括70#基质沥青、脱硫橡胶粉、多聚磷酸复合改性剂；且本专利技术还通过两次发育工艺进一步提高了脱硫橡胶的反应深度，得到的复合改性脱硫橡胶沥青具有良好的高低温性能和低粘度，有利于废旧橡胶的再生利用。但是该复合改性脱硫橡胶沥青及其制备方法也存在一些问题，例如，该制备方法中脱硫橡胶高温剪切时间长，会出现沥青内轻质组分挥发、沥青易热氧老化等问题。
[0006]通过阿尔巴尼亚岩沥青和橡胶粉作为复合改性剂制备了阿尔巴尼亚岩沥青
‑
橡胶粉复合改性沥青，提高了基质沥青的低温性能、抗老化性能和高温抗车辙性能，但橡胶改性沥青容易出现与基质沥青相容性差、易离析、黏度高、生产施工不便等问题(汪尧.阿尔巴尼亚岩沥青/橡胶粉复合改性沥青及其混合料性能研究[D].长安大学，2021.)。
[0007]由上可知，现有的改性沥青在改善橡胶一方面性能的同时又降低了沥青的其它方面的性能，难以获得综合性能优异的改性沥青。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中难以获得综合性能优异的改性沥青的问题，而提供了改性沥青、沥青混合料及其制备方法与应用，所述改性沥青具有良好的贮存稳定性、高温抗车辙性、抗疲劳性、低温抗裂性和抗老化性，即所述改性沥青具有优异
的综合性能。
[0009]本专利技术提供一种改性沥青，其原料包括以下质量份数的组分：基质沥青70
‑
98份、脱硫橡胶5
‑
20份和北美岩沥青2
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15份。
[0010]本专利技术通过在基质沥青中加入北美岩沥青和脱硫橡胶，并控制北美岩沥青、脱硫橡胶和基质沥青的配比，使本专利技术提供的改性沥青具有良好的贮存稳定性、高温抗车辙性、抗疲劳性、低温抗裂性和抗老化性，即具有优异的综合性能。
[0011]本专利技术中，所述北美岩沥青的灰分较佳地≤1.0％。
[0012]本专利技术中，所述北美岩沥青的沥青含量较佳地≥90％。通过控制北美岩沥青的沥青含量和灰分，可以使改性沥青具有更佳的高温抗车辙性能。
[0013]本专利技术中，所述北美岩沥青的软化点可为本领域常规，较佳地为160
‑
185℃。
[0014]本专利技术中，所述的北美岩沥青的含水量可为本领域常规，较佳地＜0.5％。
[0015]本专利技术中，所述的北美岩沥青是指产自美国北部犹太州东部Uintah盆地的UINTAITE北美硬沥青。
[0016]本专利技术中，所述脱硫橡胶的粒径可为本领域常规，较佳地为40目。
[0017]本专利技术中，所述脱硫橡胶的溶胶含量较佳地＞50％。
[0018]本专利技术中，所述脱硫橡胶的门尼黏度较佳地＜40。
[0019]本专利技术中，所述基质沥青可为本领域常规的基质沥青，较佳地为PG64
‑
22沥青。所述PG64
‑
22中，64为沥青适用的高温等级，其意义是指沥青能适应至少高达64℃的路面温度；22为沥青适用的低温等级，其意义是指沥青能适应路面温度降至
‑
22℃以下的条件。
[0020]本专利技术中，所述基质沥青的135℃运动黏度较佳地≤3Pa
·
s。
[0021]本专利技术中，所述基质沥青的闪点较佳地≥260℃。
[0022]本专利技术的优选实施方案中，所述改性沥青的原料中包括以下质量份数的组分：基质沥青72
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87份、脱硫橡胶8
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18份和北美岩沥青2
‑
10份。
[0023]本专利技术的优选实施方案中，所述改性沥青的原料中所述基质沥青的质量份数为72份，所述北美岩沥青的质量份数为10份和所述脱硫橡胶的质量份数为18份。通过将10份北美岩沥青和18份脱硫橡胶的复合使用，将改性基质沥青等级从PG64
‑
22提升超过PG 76
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22的性能，并具有良好的贮存稳定性，高低温性能和抗老化性能。经估算，以10份天然岩沥青和18份脱硫橡胶复合改性制备的改性沥青价格低于市售SBS改性沥青价格的5％
‑
20％，生产成本较低，能够大力推广应用到道路工程。
[0024]本专利技术的又一优选实施方案中，所述改性沥青的原料中所述基质沥青的质量份数为77份，所述北美岩沥青的质量份数为10份和所述脱硫橡胶的质量份数为13份。
[0025]本专利技术的又一优选实施方案中，所述改性沥青的原料中所述基质沥青的质量份数为82份，所述北美岩沥青的质量份数为10份和所述脱硫橡胶的质量份数为8份。
[0026]本专利技术还提供一种改性沥青制备方法，其包括以下步骤：在175
‑
185℃下，将所述改性沥青的原料北美岩沥青70
‑
98份、脱硫橡胶5
‑
20份和基质沥青2
‑
15份剪切混合，即得所述改性沥青。
[0027]本专利技术中，所述剪切混合的时间与混合物的规模相关，较佳地为20
‑
60分钟，例如30分钟。
[0028]本专利技术中，所述剪切混合的速率可为本领域常规的速率，较佳地为10000
‑
18000
转/分钟，例如12000转/分钟。
[0029]本专利技术中，所述剪切混合的搅拌温度较佳地为170...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性沥青，其特征在于，其原料包括以下质量份数的组分：基质沥青70
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98份、脱硫橡胶5
‑
20份和北美岩沥青2
‑
15份。2.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于，所述的北美岩沥青的灰分≤1.0％；和/或，所述北美岩沥青的沥青含量≥90％；和/或，所述北美岩沥青的软化点为160
‑
185℃；和/或，所述北美岩沥青的含水量＜0.5％。3.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于，所述脱硫橡胶的溶胶含量＞50％；和/或，所述脱硫橡胶的门尼黏度＜40；和/或，所述脱硫橡胶的粒径为40目；和/或，所述基质沥青的135℃运动黏度≤3Pa
·
s；和/或，所述基质沥青的闪点≥260℃；和/或，所述基质沥青为PG64
‑
22沥青。4.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于，其原料包括以下质量份数的组分：所述基质沥青72
‑
87份、所述脱硫橡胶8
‑
18份和所述北美岩沥青2
‑
10份。5.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于，所述基质沥青的质量份数为72份，所述北美岩沥青的质量份数为10份和所述脱硫橡胶的质量份数为18份；或，所述基质沥青的质量份数为77份，所述北...

【专利技术属性】
技术研发人员：程志强，马跃潭，周玥，谢胜加，陆青清，倪文全，牛晓伟，王伟，
申请(专利权)人：上海城建道路工程有限公司，
类型：发明
国别省市：