[發(fā)明專利]瀝青改性用組合物、改性瀝青和它們的制造方法以及瀝青混合料

有效

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• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113444373B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李威風(fēng);王超
• 申請（專利權(quán)）人: 李威風(fēng);王超
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L71/02;C08K5/42;C04B26/26
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發(fā)明涉及一種瀝青改性用組合物、改性瀝青和它們的制造方法以及瀝青混合料。本發(fā)明的瀝青改性用組合物包括：(A)天然瀝青，(B)瀝青軟化劑，(C)交聯(lián)劑，(D)偶聯(lián)劑；相對于所述(A)天然瀝青的總質(zhì)量，所述(B)瀝青軟化劑的含量為15～50質(zhì)量％，所述(C)交聯(lián)劑的含量為0.5～10質(zhì)量％，所述(D)偶聯(lián)劑的含量為1～6質(zhì)量％；所述(A)天然瀝青中的礦物質(zhì)顆粒的尺寸為小于800目。本發(fā)明的改性瀝青為本發(fā)明的瀝青改性用組合物與基質(zhì)瀝青的混合物的固化產(chǎn)物。本發(fā)明的瀝青混合料包含本發(fā)明的改性瀝青。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及路面用瀝青改性領(lǐng)域，具體地，涉及一種瀝青改性用組合物、改性瀝青和它們的制造方法以及瀝青混合料。

背景技術(shù)

瀝青是高等級公路中最常用的材料之一，目前道路瀝青已占瀝青總消耗量的80％以上。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和高速公路網(wǎng)的形成，道路交通量日益增多，瀝青路面也涌現(xiàn)出許多的問題。一些新建的高等級瀝青路面，通車不到1～2年，就出現(xiàn)不同程度的如車轍、裂縫、坑槽、松散等病害，嚴(yán)重影響路面的服務(wù)水平，縮短其預(yù)期的使用壽命，并造成極大的經(jīng)濟損失。出現(xiàn)以上路面損壞的原因主要有兩點：一是路面本身的原因，除路面設(shè)計、施工工藝及養(yǎng)護外，瀝青材料的路用性能若不能滿足復(fù)雜多變的環(huán)境，路面就會出現(xiàn)不同的病害；二是國民經(jīng)濟的快速發(fā)展帶動交通量的迅速增加，車輛重載化、大型化及交通渠化等使瀝青路面經(jīng)受著前所未有的考驗。相關(guān)研究結(jié)果表明：好的路面材料有助于緩解及解決瀝青路面的早期病害問題，而瀝青作為膠結(jié)料在道路結(jié)構(gòu)組成及道路使用功能上是一個重要因素。因此，為解決路面的早期損壞問題，延長路面使用壽命，研究高性能的改性瀝青顯得尤為重要。

就目前來說，作為瀝青改性劑，大多采用聚合物改性劑，如SBS、PE、SBR等。這些聚合物改性劑的使用范圍在路面結(jié)構(gòu)上涵蓋上面層到中面層乃至下面層，在材料種類上涵蓋SMA到普通瀝青混凝土。然而，作為瀝青的主要成分的瀝青質(zhì)、膠質(zhì)在化學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)為極性，而這些聚合物改性劑的化學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為非極性，這導(dǎo)致這些聚合物改性劑和瀝青很難相容，容易產(chǎn)生離析。另外，聚合物改性瀝青在集料與瀝青的界面上的結(jié)合力很弱，這導(dǎo)致：應(yīng)力傳遞效率低，使產(chǎn)品的力學(xué)性能不理想；在運輸和儲存方面，需要不斷的加熱保溫、攪拌，以防止聚合物改性劑與基質(zhì)瀝青分層和離析；在聚合物的制備工藝上，需要特殊的剪切及碾磨設(shè)備，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，造價較高。這些缺點在一定程度上限制了聚合物改性劑的廣泛使用。

近年來，天然瀝青作為一種新興的改性劑，以其優(yōu)良的技術(shù)性能、簡單的施工工藝及合理的價格備受人們的青睞。天然瀝青與基質(zhì)瀝青均屬于石油的衍生物，因此其與基質(zhì)瀝青之間具有很好的配伍性，兩者之間更容易相混；生產(chǎn)時，天然瀝青對拌合設(shè)備并無特殊要求，只需要在拌合時加入指定劑量的天然瀝青改性劑，就可以得到路用性能明顯提高的瀝青混合料；在存儲、運輸及使用方面方便簡單。

現(xiàn)有工藝是將天然瀝青粉碎達到一定的粒度，再通過物理共混的方式將其應(yīng)用瀝青改性過程中。然而，天然瀝青中往往包含一定比例的礦物質(zhì)(例如，砂石等)，因此，當(dāng)采用天然瀝青作為改性劑來生產(chǎn)改性瀝青時，難以均衡生產(chǎn)成本與產(chǎn)品性能。例如，現(xiàn)有技術(shù)中大多通過簡單的粉碎工藝得到粒徑較大(例如，60～800目)的天然瀝青，并將其與基質(zhì)瀝青進行混合使用；在此情況下，雖然生產(chǎn)工藝簡單且成本低，但所得改性瀝青的性能不足，例如，改性瀝青的穩(wěn)定性差，很容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象，尤其容易導(dǎo)致改性瀝青的各項性能難以達到改性處理的預(yù)計水平；另外，改性瀝青的延展性難以滿足施工要求。另一方面，現(xiàn)有技術(shù)中還可以通過精密設(shè)備將天然瀝青研磨至納米級以改善所得改性瀝青的性能；在此情況下，雖然所得改性瀝青的性能得到改善，但是生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，不利于大批量的應(yīng)用于各種交通路面。

基于此，現(xiàn)有技術(shù)中還報道了可以用于改性瀝青的以天然瀝青作為改性劑的組合物。