一种温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置，涉及沥青混合料技术领域，包括反应型温拌高模量改性沥青、集料和矿粉，反应型温拌高模量改性沥青包括A、B、C三组分；A组分为有机硅改性聚氨酯预聚物，且A组分包括异氰酸酯、聚醚多元醇、多元酚类化合物、硅烷偶联剂和催化剂；B组分包括相溶剂、潜固化剂、粉性填料；C组分为沥青。本发明专利技术提供的温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置，能够提高沥青混合料的模量和高温稳定性，采用聚氨酯改性剂搭配多种助剂对沥青进行改性，增加了施工操作性，并改善了沥青的低温性能，提高了沥青混合料的模量和高温稳定性，且生产装置也实现了生产的半自动化、便捷化。便捷化。便捷化。

【技术实现步骤摘要】
一种温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置


[0001]本专利技术属于沥青混合料
，具体说是涉及一种温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置。

技术介绍

[0002]从“促进资源节约集约利用，强化节能减排和污染防治”到“碳达峰、碳中和”等目标的提出，我国交通基础设施行业发展已经进入了低碳环保的新时代。开发温拌高模量改性沥青胶结料可大幅降低施工温度，提高沥青混合料温度稳定性和耐久性，有效保障路面使用性能的优良率和路网通行，服务于长寿命路面建设。
[0003]目前温拌改性沥青及混合料多采用水溶液类或者有机降粘剂类改性剂，主要通过降低粘度来实现温拌效果；高模量改性沥青及混合料主要通过SBS复合改性沥青技术，或者通过在沥青混合料中掺加抗车辙剂和高模量外掺剂来改善沥青混合料性能。温拌高模量技术的研究，则主要是将降粘剂应用于高模量沥青中适当降低施工温度。
[0004]然而，温拌技术通过降粘实现温拌效果，并不能显著改善沥青及混合料的性能；常规高模量技术虽可以提高混合料的模量，但仍存在施工温度过高和低温性能差等问题；将温拌和高模量外掺剂的简单组合，虽然可以在一定程度上降低高模量沥青混合料的施工温度，但对其低温性能的改善并无益处，沥青、高模量外掺剂和温拌改性剂间的交联反应较弱，多种改性剂的添加既提高成本又增加施工难度，无法保证沥青混合料的施工质量和路用性能。本方案针对这一技术问题进行解决。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种温拌高模量改性沥青混合料及生产工艺、生产装置，解决了如何提高沥青混合料的模量和高温稳定性的技术问题，采用聚氨酯改性剂搭配多种助剂对沥青进行改性，改性剂中的多元醇软段组分与沥青中沥青质、饱和分(其中饱和分是沥青中的一种组分)等组分发生反应，增加了施工操作性，并改善了沥青的低温性能，改性剂中的异氰酸酯硬段组分在混合料生产完成后，与集料表面及空气中的羟基发生反应，产生交联固化，形成强度，进一步提高沥青混合料的模量和高温稳定性。
[0006]一种温拌高模量改性沥青混合料，包括质量份数为4
‑
10的反应型温拌高模量改性沥青、质量份数为80
‑
90的集料和质量份数为4
‑
10的矿粉，其中，反应型温拌高模量改性沥青包括A、B、C三组分；
[0007]A组分为有机硅改性聚氨酯预聚物50份，且A组分包括异氰酸酯、聚醚多元醇、多元酚类化合物、硅烷偶联剂和催化剂；
[0008]B组分包括相溶剂5
‑
10份、潜固化剂1
‑
2份、粉性填料0
‑
10份；
[0009]C组分为沥青100
‑
200份。
[0010]所述相溶剂为嵌段聚醚表面活性剂、脂肪酸聚氧乙烯酯、马来酸酐和甲基丙烯酸中的一种或者两种以上混合物，所述潜固化剂为噁唑烷型固化剂。
[0011]一种温拌高模量改性沥青生产工艺，具体包括以下步骤：
[0012]步骤S1：将A组分在60
‑
80℃下共混搅拌均匀，其中，异氰酸酯、聚醚多元醇、多元酚类化合物、硅烷偶联剂和催化剂的质量比为(25～35):(30～40):(5～10):(1～5)：(0.1～0.4)；
[0013]所述硅烷偶联剂在80
‑
100℃下与聚醚多元醇和异氰酸酯的反应产物长链聚氨酯进一步搅拌，制备部分硅烷封端的单组分聚氨酯结合料：
[0014]HO
‑
R1
‑
OH+2OCN
‑
R2
‑
NCO
→
OCN
‑
R2
‑
NHCO
‑
O
‑
R1
‑
O
‑
COHN
‑
R2
‑
NCO (1)
[0015]OCN
‑
R2
‑
NHCO
‑
O
‑
R1
‑
O
‑
COHN
‑
R2
‑
NCO+2NH2
‑
R3
‑
Si
‑
(OR4)3
→
(OR4)3
‑
Si
‑
R3
‑
NH
‑
OCHN
‑
R2
‑
NHCO
‑
O
‑
R1
‑
O
‑
COHN
‑
R2
‑
NHCO
‑
NH
‑
R3
‑
Si
‑
(OR4)3(2)
[0016]在该结构中，未反应的
‑
NCO基团与酚羟基化合物继续反应，实现酚羟基对异氰酸酯部分封端；
[0017]当温度较高时，异氰酸酯与酚羟基化合物间将发生逆反应，将易于反应型温拌高模量改性沥青混合料的再生利用：
[0018][0019]步骤S2：在120
‑
130℃温度下，将规定比例的A、B和C组分剪切30
‑
50min，形成反应型温拌高模量改性沥青，随后出料并立即与集料、矿粉拌和；
[0020]其中，B组分中的潜固化剂在反应型温拌高模量改性沥青混合料施工完成后，潜固化剂优先与空气中H2O反应生成伯胺，伯胺再进一步与异氰酸酯基固化反应，固化过程中防止了CO2气体的生成和混合料的体积膨胀；
[0021]所述异氰酸酯为碳化二亚胺改性的MDI，所述聚醚多元醇包括聚醚二醇和聚醚三醇。
[0022]所述催化剂为封闭型胺类延迟性催化剂，优选为三乙烯二胺甲酸盐，可提高聚氨酯胶结料流动性，并实现快速后期固化，使再生混合料满足厂拌法施工需求，其中，延迟催化机理如反应式表示：
[0023]RCOOH
‑
叔胺+R'NCO
→
叔胺+R'NHCOR+CO2↑
[0024]所述集料可为玄武岩、石灰岩、灰绿岩中的任意一种，所述矿粉为石灰石矿粉，所述反应型温拌高模量改性沥青混合料可采用AC
‑
13、AC
‑
20、AC
‑
25和SMA
‑
13等本领域常规矿料级配。
[0025]所述温拌高模量改性沥青混合料采用间歇式沥青混合料生产，集料及矿粉加热温度为130～140℃，干拌时间为30～60s，湿拌时间为60～90s。
[0026]一种温拌高模量改性沥青混合料的生产装置，包括物料筒、设置在所述物料筒侧部顶端的测量结构、设置在所述物料筒中心的搅拌结构、与所述搅拌结构连接的破碎下料结构，所述物料筒包括锥形部和设置在所述锥形部上端的环形部，所述锥形部的底端设置有开口，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温拌高模量改性沥青混合料，其特征在于，包括质量份数为4
‑
10的反应型温拌高模量改性沥青、质量份数为80
‑
90的集料和质量份数为4
‑
10的矿粉，其中，反应型温拌高模量改性沥青包括A、B、C三组分；A组分为有机硅改性聚氨酯预聚物50份，且A组分包括异氰酸酯、聚醚多元醇、多元酚类化合物、硅烷偶联剂和催化剂；B组分包括相溶剂5
‑
10份、潜固化剂1
‑
2份、粉性填料0
‑
10份；C组分为沥青100
‑
200份。2.根据权利要求1所述的温拌高模量改性沥青混合料，其特征在于，所述相溶剂为嵌段聚醚表面活性剂、脂肪酸聚氧乙烯酯、马来酸酐和甲基丙烯酸中的一种或者两种以上混合物，所述潜固化剂为噁唑烷型固化剂。3.一种温拌高模量改性沥青混合料的生产工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤S1：将A组分在60
‑
80℃下共混搅拌均匀，其中，异氰酸酯、聚醚多元醇、多元酚类化合物和催化剂的质量比为(25～35):(30～40):(5～10):(0.1～0.4)；所述硅烷偶联剂在80
‑
100℃下与聚醚多元醇和异氰酸酯的反应产物长链聚氨酯进一步搅拌，制备部分硅烷封端的单组分聚氨酯结合料：HO
‑
R1
‑
OH+2OCN
‑
R2
‑
NCO
→
OCN
‑
R2
‑
NHCO
‑
O
‑
R1
‑
O
‑
COHN
‑
R2
‑
NCO (1)OCN
‑
R2
‑
NHCO
‑
O
‑
R1
‑
O
‑
COHN
‑
R2
‑
NCO+2NH2
‑
R3
‑
Si
‑
(OR4)3
→
(OR4)3
‑
Si
‑
R3
‑
NH
‑
OCHN
‑
R2
‑
NHCO
‑
O
‑
R1
‑
O
‑
COHN
‑
R2
‑
NHCO
‑
NH
‑
R3
‑
Si
‑
(OR4)3(2)步骤S2：在120
‑
130℃温度下，将规定比例的A、B和C组分剪切30
‑
50min，...

【专利技术属性】
技术研发人员：武海波，章海江，宋喜文，曲明途，石光辉，刘明，井维恒，卢媛媛，陈越，陈涛，徐同文，王清涛，董博，王民昌，邵成山，曹东，刘刚，陈凯，徐宝泉，王晓，齐峰，程强，单刚，梁文轩，包鲁平，苏贞朋，李彬，冯业富，刘建民，孟祥飞，刘俊，周萌萌，孙敏，王美斌，施庆伦，
申请(专利权)人：中冶路桥建设有限公司，
类型：发明
国别省市：