基于布敦岩沥青-纳米材料复合改性的沥青混合料及其制备方法技术

本申请提供一种基于布敦岩沥青

【技术实现步骤摘要】
基于布敦岩沥青
‑
纳米材料复合改性的沥青混合料及其制备方法


[0001]本申请涉及道路工程材料
，具体涉及一种基于布敦岩沥青
‑
纳米材料复合改性的沥青混合料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]随着我国公路建设的快速发展，道路建设的需求日益增长
。
作为道路建设中常用的路面材料之一，沥青路面因具有足够的力学强度
、
行车平稳
、
舒适
、
振动小
、
无扬尘
、
噪音低以及便于维修养护等优点，已成为国内运用最广泛的一种路面结构形式
。
然而，由于高低温极端天气的增多以及使用环境的不确定性，我国许多高速公路沥青路面在建成运营后，长期暴露在紫外光照射
、
高温
、
低温以及重载环境中，长时间使用后会出现各种病害，而且易出现高低温破坏以及水损坏现象，这大大缩短了路面的使用年限，致使许多高速公路提前进入大修或改造期，造成了大量的经济损失
。
[0003]现今的沥青路面针对高低温的技术措施主要是采用高温的路表降温涂层等手段，但是不能同时兼顾高温
、
低温对路面造成的损害
。
因此，开发一种新型沥青混合料来解决路面高低温病害显得尤为关键
。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅用于加深对本公开的
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术
。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种基于布敦岩沥青
‑
纳米材料复合改性的沥青混合料及其制备方法，旨在解决现有沥青混合料的路用性能差且以其构筑的沥青路面的高低温病害及水损坏严重的技术问题
。
[0006]本申请的技术方案是以下述方式实现的：提供一种复合改性沥青混合料，由以下重量份的原料制成：由以下重量份的原料制成：矿料
80
～
120
份，沥青4～6份，布敦岩沥青1～
1.5
份，纳米碳纤维
0.02
～
0.03
份，纳米二氧化钛
0.2
～
0.3
份，偶联剂
0.01
～
0.015
份
。
[0007]进一步的所述复合改性沥青混合料，由以下重量份的原料制成：矿料
100
份，沥青
5.0
份，布敦岩沥青
1.25
份，纳米碳纤维
0.025
份，纳米二氧化钛
0.25
份，偶联剂
0.0125
份
。
[0008]进一步的，所述沥青为道路石油沥青
、
煤沥青
、SBS
改性沥青
、PE
改性沥青或
SBR
改性沥青中的至少一种
。
[0009]提供所述复合改性沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：（1）纳米碳纤维改性剂制备：按照所述重量配比配置各原料；用乙醇
、
水稀释偶联剂，稀释液浓度为
2%
，静置
15
～
25min
后加入纳米碳纤维浸泡
90
～
110min
，在
50℃
～
70℃
下烘干除去水和乙醇，过筛后即成；（2）布敦岩沥青处理：布敦岩沥青在
140
～
160℃
下干燥
35
～
45min
备用；
（3）纳米二氧化钛处理：纳米二氧化钛在
140
～
160℃
下干燥
35
～
45min
备用；（4）复合改性沥青制备：将沥青在
160
～
180℃
下加热熔融，加入纳米碳纤维搅拌均匀，再加入布敦岩沥青和纳米二氧化钛搅拌
50
～
70min
，在
145
～
165℃
中溶胀发育
20
～
40min
，即成；（5）复合改性沥青混合料制备：将矿料加热至
170
～
175℃
，与所述复合改性沥青搅拌均匀，即成
。
[0010]进一步的，所述偶联剂为
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂
。
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷（
WD
‑
56
）偶联剂覆盖于纳米碳纤维，可使纳米碳纤维表面亲油疏水，从而更好得融入在沥青中，纳米碳纤维和纳米二氧化钛于沥青中均匀分散
。
[0011]进一步的，在所述步骤（4）中，加入纳米碳纤维后以
4500r/min
的剪切速率剪切
15
～
25min
，再依次加入布敦岩沥青与纳米二氧化钛以
5500r/min
的剪切速率剪切
30
～
50min。
[0012]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果：
1. 本申请中的复合改性沥青混合料环保无毒无腐蚀，路用性能优良，能兼顾增强沥青路面高温稳定性
、
低温抗裂性
、
水稳定性，进而延长沥青路面使用寿命
。
[0013]2. 本申请复合改性沥青混合料采用矿料
、
沥青
、
布敦岩沥青
、
纳米碳纤维
、
纳米二氧化钛
、
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷（
WD
‑
56
）偶联剂等原料无毒无害，其原材料来源广泛，生产过程无污染且价格低廉，且制备工艺简单，成本低，具有良好的经济效益
。
[0014]3. 通过偶联剂溶液对纳米碳纤维进行表面预处理，使得纳米碳纤维在偶联剂的偶联作用下能够与二氧化钛在沥青混合料内部联结形成网状联接结构，增强沥青混合料的机械强度
、
抗冲击性和稳定性；利用具有较高的软化点和较小的针入度的布敦岩沥青充分融入到沥青中，从而改善沥青混合料的抗车辙性
、
抗疲劳性和抗水损坏性能；纳米二氧化钛能提高沥青混合料的抗车辙能力
、
抗老化性
、
抗疲劳能力和抗水损坏能力；纳米碳纤维能提高沥青混合料的导热性能
、
抗压强度和抗剪强度；复合改性剂中的布敦岩沥青与纳米碳纤维与纳米二氧化钛共同构成三维立体骨架结构，提升了沥青混合料的综合路用性能
。
[0015]4. 本申请中纳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于布敦岩沥青
‑
纳米材料复合改性的沥青混合料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：矿料
80
～
120
份，沥青4～6份，布敦岩沥青1～
1.5
份，纳米碳纤维
0.02
～
0.03
份，纳米二氧化钛
0.2
～
0.3
份，偶联剂
0.01
～
0.015
份
。2.
根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：矿料
100
份，沥青
5.0
份，布敦岩沥青
1.25
份，纳米碳纤维
0.025
份，纳米二氧化钛
0.25
份，偶联剂
0.0125
份
。3.
根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于，所述偶联剂为
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂
。4.
根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于，所述沥青为道路石油沥青
、
煤沥青
、SBS
改性沥青
、PE
改性沥青或
SBR
改性沥青中的至少一种
。5.
权利要求1所述基于布敦岩沥青
‑
纳米材料复合改性的沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）纳米碳纤维改性剂制备：按照权利要求1中所述重量配比配置各原料；用乙醇
、
水稀释偶联剂，稀释液浓度为
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振霞，包洵，陈渊召，刘晓霞，敬尚伟，聂永成，常全明，路兴旺，安锦，王超，连亚丽，梁岱，郝华，刘耸，刘晓南，胡汉闯，徐彦峰，李尧，夏阳，和学庆，聂嘉昕，方钰，王威，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：