一种基于服役能力提升的宽温域沥青材料及其路面铺设结构制造技术

本发明专利技术公开了一种基于服役能力提升的宽温域沥青材料及其路面铺设结构，其中具体包括一种宽温域沥青材料的制备工艺，该种材料依次通过废轮胎胶料和

【技术实现步骤摘要】
一种基于服役能力提升的宽温域沥青材料及其路面铺设结构


[0001]本专利技术涉及一种基于服役能力提升的宽温域沥青材料及其路面铺设结构
。

技术介绍

[0002]随着公众对沥青地面结构的使用要求逐渐变高，目前常规的沥青地面结构的使用年限需要达到
30
年左右
。
而为了改善现有沥青的耐久性水平，延长沥青混合料的服役能力，技术人员通过研究沥青胶结料的流变性能，从而提出废旧胶粉
、SBS
等改性剂的混合生产工艺，从而满足日益严苛的使用要求
。
[0003]目前的研究主要是通过改性来提升沥青的性能，但该种研究方式往往在提升某方面的性能的同时，会带来其余性能的影响，而且经济成本往往较高，不适用于大规模路面的铺设使用
。
[0004]与此同时，层位功能理论的提出，给技术人员带来了新的研发思路
。
所谓的层位功能，指的是道路在使用过程中，各个层间有各个层间的受力特点，如上面层就要求平整密实，抗滑耐磨以及抗裂耐久，而中间层则要求具有高温抗车辙，抗剪切
、
密实，低透水性能的要求，下面层主要要求具有很好的耐疲劳开裂的功能
。
以上三层整体实现对于沥青道路路面的高寿命维持
。
并且我国一般通用的道路要求是上面层
、
中面层
、
下面层
、
基层以及底基层的总厚度在
66
‑
85cm
左右，其中上面层厚度为4‑
6cm
，中面层的厚度为6‑
8cm
，下面层的厚度为8‑
12cm
，以此来保持沥青道路较高的使用寿命
。
[0005]综合而言，通过层位功能理论与改性沥青相结合，可以有针对性的研发更好的宽域沥青材料，从而满足我国不同温度环境下道路的安全高寿命使用
。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于提供一种沥青材料
。
该种沥青材料可以既可以适用于不同温度范围内的使用，又可以根据层位功能原理，进行相关性能的微调，从而适用于高速公路的铺设
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的具体技术方案如下：
[0008]一种宽温域沥青材料，其中该种沥青材料的制备工艺包括以下步骤：
[0009]S1、
将基质沥青加热至
130
‑
140℃
后，泵送至高温罐中，再充入在反应釜中等待混料；
[0010]S2、
按照配比加入废轮胎胶粉，通过胶体之间研磨混料后送至发育存储罐中，发育存储罐中保持搅拌工况，并同时保持对胶体的剪切研磨，该过程需保持在指定的反应温度下；
[0011]S3、
每研磨剪切一次，测定半成品在
135℃
下的粘度，当出现相邻的两次测量数据均处于可接受的重复性误差范围之内时，停止剪切研磨，并持续保温至指定的反应时间；
[0012]S4、
将发育存储罐中的混合物降温至
170
‑
180℃
内，并充入在反应釜中，反应釜中添加
SBS
改性剂，进行剪切研磨与搅拌，完成后添加稳定剂，并制备得到成品的沥青产品
。
[0013]为了满足不同废轮胎胶粉改性沥青的使用，以及达到不同配比下的转化率要求
。
步骤
S2
中，反应温度的测量方式如下：
[0014]S21、
设置三级反应温度，初始温度为
180
±
20℃
，温度逐级升高，每级相差
20℃
，其中按照该种特定的废轮胎胶粉的掺入量为
20
％进行验证实验；
[0015]S22、
掺入废轮胎胶体后，掺合搅拌
、
待温度稳定时，进行取样，取样间隔时间为
5h
，取样后检测内容包括：粘度
、
转化率以及分子量分布；
[0016]S23、
其中转化率的检测方式如下：
[0017]称取
2g
物质放置在滤纸上，加入
100ml
甲苯进行冲洗，冲洗后进行干燥，获得可溶物的分子量分布以及不可溶物的分子量分布；并获得降解情况分布，当降解程度达到质量比的
40
％时，选用该情况下的反应温度以及反应时间作为
S2
中的反应条件
。
[0018]优选的，
SBS
改性剂为丁二烯苯乙烯嵌段共聚物，嵌段比
(S/B
质量百分比
)20/80、30/70、40/60
中的一种
。
[0019]优选的，稳定剂为硬脂酸钙
、
硬脂酸锌
、
硫磺
、
马来酸酐
、
二甲基二硫代氨基甲酸锌
、
异丙基黄原酸钠中的一种或混合物
。
[0020]进一步的，其中沥青原料的选择牌号为
50、70、90、110
中的一种
。
[0021]同时提出了一种路面铺设结构，包括上面层
、
中面层和下面层，其中上面层
、
中面层和下面层均为复合改性沥青材料为原料制备而成的沥青混合料；其中沥青混合料中矿料的占比至少为
95
±
0.5
％，敷设完成后，道路表面良好，车辆行驶后无裂纹，性能达标，可稳定用于高速状态下的车辆行驶
。
[0022]矿料的配比按照间断性级配的方式进行配比；
[0023]所述的间断性级配包括以下控制节点：
[0024]A1、
矿料的公称最大粒径及其通过率；通过对级配方案中的最大粒径的含量允许值进行控制，通过率一般控制标准允许率的
90
％
‑
95
％；
[0025]A2、
级配的最小粒径及其通过率；通过对级配方案中的最小粒径
0.075mm
进行通过率控制，通过率控制在1‑2％；
[0026]A3、
级配的间断点及其通过率；通过对级配方案中的
4.75mm
粒径的矿料进行控制，允许的通过率为
25
％
‑
45
％左右；
[0027]其中整体不同粒径的配比之和为
100
％；
[0028]通过上述的三个控制方法，并矿料粒度进行控制，从而在待筛分的矿料中，筛分出粒径参数下，具有间断性级配分布规律的矿料
。
[0029]按照间断性级配制备得到的混合料的牌号为：
X
‑
n
复合沥青混合料，其中
X
代表选用的混合料类型，
n
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种宽温域沥青材料，其特征在于，复合改性沥青材料的制备工艺包括以下步骤：
S1、
将基质沥青加热至
130
‑
140℃
后，泵送至高温罐中，再充入在反应釜中等待混料；
S2、
按照配比加入废轮胎胶粉，通过胶体之间研磨混料后送至发育存储罐中，发育存储罐中保持搅拌工况，并同时保持对胶体的剪切研磨，该过程需保持在指定的反应温度下；
S3、
每研磨剪切一次，测定半成品在
135℃
下的粘度，当出现相邻的两次测量数据均处于可接受的重复性误差范围之内时，停止剪切研磨，并持续保温至指定的反应时间；
S4、
将发育存储罐中的混合物降温至
170
‑
180℃
内，并充入在反应釜中，反应釜中添加
SBS
改性剂，进行剪切研磨与搅拌，完成后添加稳定剂，并制备得到成品的沥青产品
。2.
根据权利要求1所述的一种宽温域沥青材料，其特征在于，步骤
S2
中，反应温度的测量方式如下：
S21、
设置三级反应温度，初始温度为
180
±
20℃
，温度逐级升高，每级相差
20℃
，其中按照该种特定的废轮胎胶体的掺入量为
20
％进行验证实验；
S22、
掺入废轮胎胶体后，掺合搅拌
、
待温度稳定时，进行取样，取样间隔时间为
5h
，取样后检测内容包括：粘度
、
转化率以及分子量分布；
S23、
其中转化率的检测方式如下：称取
2g
物质放置在滤纸上，加入
100ml
甲苯进行冲洗，冲洗后进行干燥，获得可溶物的分子量分布以及不可溶物的分子量分布；并获得降解情况分布，当降解程度达到质量比的
40
％时，选用该情况下的反应温度以及反应时间作为
S2
中的反应条件
。3.
根据权利要求1所述的一种宽温域沥青材料，其特征在于，所述的
SBS
改性剂为丁二烯苯乙烯嵌段共聚物，嵌段比
(S/B
质量百分比
)20/80、30/70、40/60
中的一种
。4.
根据权利要求1所述的一种宽温域沥青材料，其特征在于，所述的稳定剂为硬脂酸钙
、
硬脂酸锌
、
硫磺
、
马来酸酐
、
二甲基二硫代氨基甲酸锌
、
异丙基黄原酸钠中的一种或混合物
。5.
根据权利要求1所述的一种宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭兆民，钱普舟，徐萌，刘中，马丁红，
申请(专利权)人：江苏天诺道路材料有限公司，
类型：发明
国别省市：