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基于层位功能的大粒径透水沥青混合料及其制备方法技术

技术编号:41215559 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-09 23:37
本申请涉及建筑材料领域,具体公开了一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料及其制备方法。一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料包括如下重量份数的原料:石油沥青50‑60份、粗骨料75‑80份、矿粉3‑5份、改性聚硅氧烷5‑7份、稳定剂1‑3份,所述稳定剂由偶联剂、引发剂和交联剂混合制得,所述引发剂、活化剂和偶联剂的混合质量比为1:(0.5‑0.8):(1‑1.2);所述改性聚硅氧烷为芳基改性聚硅氧烷;其制备方法为:将石油沥青加热到180‑190℃,加入改性聚硅氧烷,高速搅拌混合后加入粗骨料、矿粉以及稳定剂搅拌均匀,得到所述基于层位功能的大粒径透水沥青混合料。本申请的组合物可用于道路建设、停车场、广场等需要透水防水的场合,其具有透水性好、耐久性高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及建筑材料领域,更具体地说,它涉及一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料及其制备方法


技术介绍

1、随着城市化进程的加快和交通量的不断增加,城市道路面临着越来越大的压力。为了满足交通需求和保障行车安全,需要不断提高城市道路的性能和质量。沥青路面作为一种广泛使用的城市道路材料,具有舒适、平稳、降噪等优点,其中主要由较大粒径(26.5~52mm)的集料和一定量的细集料组成的大粒径透水性沥青混合料lspm,具有良好透水性、抗车辙和抗反射裂缝能力以及较好的抗疲劳性能,被广泛应用。lspm中的大骨料含量超过50%,形成“单粒径骨架连通空隙结构”,使用粘度较高的沥青做粘结剂,孔隙率一般处于13%~18%之间。较大的空隙率和空隙结构能够帮助快速排出路面表层和结构内部的水分,但粗骨料之间仅靠沥青进行连接,随着时间的推移,受车流量大、环境温度变化、紫外线照射等因素的影响,沥青会发生老化、粘结力下降等问题,沥青混合料的结构力学性能会逐渐劣化,导致路面结构出现损坏,路面出现松散掉粒的问题,性能逐渐降低,影响路面的耐久性和稳定性,缩短路面的使用寿命。因此,如何提高大粒径透水沥青混合料路面的耐久性成为当前亟待解决的问题。


技术实现思路

1、为了提高大粒径透水沥青混合料的耐久性,本申请提供一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料及其制备方法。

2、第一方面,本申请提供一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料,采用如下的技术方案:

3、一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料,包括包括如下重量份数的原料:

4、石油沥青50-60份、粗骨料75-80份、矿粉3-5份、改性聚硅氧烷5-7份、稳定剂1-3份,所述稳定剂由偶联剂、引发剂和交联剂混合制得,所述引发剂、活化剂和偶联剂的混合质量比为1:(0.5-0.8):(1-1.2);所述改性聚硅氧烷为芳基改性聚硅氧烷。

5、通过采用上述技术方案,改性聚硅氧烷具有优异的化学稳定性与粘附性能,同时具有良好的生物相容性和耐热性能,与沥青共混能够帮助提高沥青的抗老化性能,使其在较长时间内可以帮助沥青维持较好的粘结能力,延长沥青混合料的使用寿命。粗骨料在改性聚硅氧烷的帮助下形成单一粒径骨架嵌挤,采用少量矿粉填充,形成多孔结构,有利于提高路面的透水性能,使路面能够迅速将雨水排出,减少路面积水。通过添加由偶联剂、引发剂和交联剂组成的稳定剂能够进一步提高路面的耐久性,延长路面使用寿命。

6、可选的,所述改性聚硅氧烷包括8-10份1,4-双(二甲基硅基)苯、8-10份甲基乙烯基二甲氧基硅烷、1-3份酸性催化剂。

7、通过采用上述技术方案,加入芳香改性的聚乙烯树脂对沥青进行芳香改性,经过改性的聚乙烯树脂与沥青发生共缩聚反应,使沥青中含有大量的芳香分,随着使用时间的延长,芳香分中带环烷和长链烷基的芳香烃在老化过程中可以发生氧化反应而转变为胶质,而胶质中的极性官能团组分又通过缩合反应转变为沥青质,维持沥青的化学稳定性,延缓老化过程,增加沥青的粘附能力,从而提高大粒径透水沥青混合料的耐久性。

8、可选的,所述改性聚硅氧烷的制备方法如下:

9、称取一定量的1,4-双(二甲基羟基硅基)苯与甲基乙烯基二甲氧基硅烷溶解在苯溶液中,加热到35-40℃,加入酸催化剂,搅拌反应1-2h后,洗涤、干燥后,得到所述改性聚硅氧烷。

10、通过采用上述技术方案,1,4-双(二甲基羟基硅基)苯与烷氧基硅烷在酸性催化剂的作用下发生缩聚反应,酸性催化剂活化烷氧基硅烷促进其裂解为带有活性基团的硅氧烷,与苯环上的羟基发生缩聚反应,形成新的硅氧烷键,获得所述改性聚硅氧烷。

11、可选的,所述催化剂为三(五氟苯基)硼。

12、通过采用上述技术方案,选择三(五氟苯基)硼做改性聚硅氧烷制备过程中的催化剂,通过配位反应活化si-h键,有效促进硅氢键的断裂,从而引发硅氧烷链的断联反应,有利于实现硅氧烷分子之间的交联和聚合,最终制得线性芳基改性聚硅氧烷。

13、可选的,所述偶联剂为三异硬脂酰基酞酸异丙酯,所述引发剂为偶氮二异丁腈,所述交联剂为过氧化二异丙苯。

14、通过采用上述技术方案,三异硬脂酰基酞酸异丙酯中的活性基团可以与沥青中的-oh发生反应,同时三异硬脂酰基酞酸异丙酯与改性聚硅氧烷中含有相似的烷烃链,可以通过范德华力发生缠结作用,原材料间发生的协同作用可以改善沥青材料的粘度与抗老化性能;使用引发剂偶氮二异丁腈与交联剂过氧化二异丙苯引发聚硅氧烷与沥青之间的反应,形成化学键,增加沥青混合料的稳定性与抗老化性能。

15、可选的,所述粗骨料的粒径为19-26.5mm、26.5-32mm的连续级配,堆积密度为1100-1500kg/m3。

16、通过采用上述技术方案,粗骨料的大粒径能够形成较大的孔隙,有利于雨水的快速渗透和排出,通过粗骨料19-32mm的连续级配,有助于形成更多分布均匀的空隙,并且能够提供更稳定的承载分布,与沥青混合后共同发挥作用使路面具有更高的承载能力和耐久性。

17、可选的,所述原料中还包括1-3份的硅氮烷。

18、通过采用上述技术方案,硅氮烷中硅氮原子半径较小,可以更紧密的排列硅氧键,提高改性聚硅氧烷的耐热性,并且能够与改性聚硅氧烷中的硅羟基反应,帮助除去羟基,生成稳定的硅氧烷,防止因水的侵袭导致聚硅氧烷主链的降解,提高聚硅氧烷的稳定性,进一步提高沥青混合料的耐久性。

19、第二方面,本申请提供一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料的制备方法,采用如下的技术方案:

20、一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料的制备方法,包括如下制备步骤:

21、将石油沥青加热到180-190℃,加入改性聚硅氧烷,高速搅拌混合后加入粗骨料、矿粉以及稳定剂搅拌均匀,得到所述基于层位功能的大粒径透水沥青混合料。

22、通过采用上述技术方案,在一定温度下加入改性聚硅氧烷对沥青进行改性,改性聚硅氧烷与沥青发生化学反应形成网状结构,增强沥青的粘结力和柔韧性,通过高速混合能够促进改性聚硅氧烷与沥青的混合程度,使得改性聚硅氧烷在沥青中分布更加均匀,从而更好的改善沥青混合料的性能。

23、综上所述,本申请具有以下有益效果:

24、1、由于本申请采用改性聚硅氧烷与沥青共混,通过沥青与改性聚硅氧烷的共混改性,进一步提高沥青的抗老化性能,加强沥青与骨料间的粘结性能,进一步提高透水沥青混合料的耐久性。

25、2、本申请中优选采用经过芳基改性的聚硅氧烷,经过芳基改性的聚硅氧烷大大提升了聚硅氧烷的抗氧化性和耐久性,对沥青进行共混改性,使沥青中含有大量的芳香烃,一方面提高了沥青的粘附性能和耐久性能,另一方面随着使用时间的延长,芳香分中带环烷和长链烷基的芳香烃在老化过程中可以发生氧化反应而转变为胶质,而胶质中的极性官能团组分又通过缩合反应转变为沥青质,维持沥青的化学稳定性,延缓老化过程,从而提高大粒径透水沥青混本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料,其特征在于,包括如下重量份数的原料:

2.根据权利要求1所述的一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料,其特征在于:所述改性聚硅氧烷包括8-10份1,4-双(二甲基硅基)苯、8-10份甲基乙烯基二甲氧基硅烷、1-3份酸性催化剂。

3.根据权利要求1所述的一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料,其特征在于,所述芳基改性聚硅氧烷的制备方法如下:

4.根据权利要求2所述的一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料,其特征在于:所述催化剂为三(五氟苯基)硼。

5.根据权利要求1所述的一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料,其特征在于:所述偶联剂为三异硬脂酰基酞酸异丙酯,所述引发剂为偶氮二异丁腈,所述交联剂为过氧化二异丙苯。

6.根据权利要求1所述的一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料,其特征在于:所述粗骨料的粒径为19-26.5mm、26.5-32mm的连续级配,堆积密度为1100-1500kg/m3。

7.根据权利要求1所述的一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料,其特征在于:所述原料中还包括1-3份的硅氮烷。

8.一种如权利要求1-7任一所述的基于层位功能的大粒径透水沥青混合料的制备方法,其特征在于,包括如下制备步骤:

...

【技术特征摘要】

1.一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料,其特征在于,包括如下重量份数的原料:

2.根据权利要求1所述的一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料,其特征在于:所述改性聚硅氧烷包括8-10份1,4-双(二甲基硅基)苯、8-10份甲基乙烯基二甲氧基硅烷、1-3份酸性催化剂。

3.根据权利要求1所述的一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料,其特征在于,所述芳基改性聚硅氧烷的制备方法如下:

4.根据权利要求2所述的一种基于层位功能的大粒径透水沥青混合料,其特征在于:所述催化剂为三(五氟苯基)硼。

5.根据权利要求1所述的一种基于层位...

【专利技术属性】
技术研发人员:王培勇冯兴广郑茂源刘俊红李甲林赵志扑赵忠德
申请(专利权)人:山东省公路桥梁建设集团有限公司
类型:发明
国别省市:

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