一种复配改性沥青及其制备方法和性能影响的评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种复配改性沥青及其制备方法和性能 影响的评价方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国国民经济的发展，特别是汽车工业、交通运输业的发展促使了废旧轮胎 生产和总量持续增长，加之处理途径比较少，给环境造成了巨大的压力。据统计，目前全世 界每年产生15亿条报废轮胎，其中北美大约4亿条，西欧近2亿条，日本约1亿条。据有关 资料显示，2002年我国的废旧轮胎已达到0. 8亿条，在2006年产生的废旧轮胎就有1. 3亿 条之巨，除了用于生产再生胶和其他行业的使用，还有相当的剩余。随着全球经济的迅速发 展，作为"黑色污染"的废橡胶轮胎已成为世界各国的公害。废旧轮胎是污染环境的固体废 弃物中最难处理的品种之一，这些"黑色垃圾"无论采用堆放、填埋还是采用焚烧的方法处 理都将带来新的污染，不但污染环境、占用土地资源，而且容易滋生蚊虫、传播疾病。因此， 废旧轮胎的处理，充分利用再生资源，减少环境污染，已经成为各国急需解决的一个问题。
[0003] EVA作为一种树脂材料，其在生活中的应用也十分广泛。随着EVA材料的大量使 用，其使用后的回收再利用也是急需解决的一个问题。
[0004] 与此同时，我国的大部分地区夏季酷热、冬季严寒，温差变化很大，沥青路面经受 着严竣的考验。普通道路石油沥青，由于原油成分及炼制、工艺等原因，其含蜡量较高，导致 其具有温度敏感性强，与石料的粘附性差，低温延度小等缺点。用其铺筑的沥青路面，夏季 较软，易出现明显车辙壅包等病害；冬季较脆，易出现低温开裂等病害；混合料的抗疲劳性 能，抗老化性能较差。一方面，由于经济的快速发展，普通沥青混合料已不能满足高等级道 路和特殊地点的重交通，大轴载，快速安全运输的需要。另一方面，现代交通发展的趋势是 交通量不断增加，车辆大型化、行驶渠道化，超载运输情况越来越严重。用普通沥青砼铺筑 的路面已无法适应当今及今后交通运输发展的需要，许多路面通车不久即出现严重病害， 甚至提前进入大修期。可以说普通沥青已不能满足现代交通流对其粘结力、高低温稳定性、 抗老化及耐久性的要求。而且传统结构的沥青砼路面不能很好解决路面防滑（粗糙度）和 防渗水的统一问题，新建路面使用一段时间后就会变得十分光滑，如追求粗糙度，又会出现 渗水，导致早期松散损坏。
[0005] 因此，改善沥青的高低温性能，即对沥青改性成为当务之急。研宄提高沥青混凝土 路面使用性能的关键技术，即改性沥青技术，已成为公路建设的重要课题。
[0006] 针对现有改性沥青的研宄，大多都是利用聚合物作为改性剂，其生产成本较高，不 能有效降低改性沥青成本，而且，采用单一改性剂不能同时改善沥青的高低温性能。同时， 现有技术也没有针对各因素对改性沥青性能的影响做一个定性研宄与讨论。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种复配改性沥青及其制备方法，旨在解决现有技术改性 沥青生产成本高以及单一改性剂不能同时改善沥青高低温性能的问题，本发明同时能够对 包装废弃物EVA和废胶粉进行再利用，节约资源。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0009] -种复配改性沥青，其特殊之处在于，以包装废弃物EVA以及废胶粉作为改性剂， 对沥青进行改性，按质量百分比，其组成为：包装废弃聚合物EVA2~2. 5%，废胶粉4. 5%~ 5%以及基质沥青92. 5%~93. 5%，以上组分质量百分比之和为100%。
[0010] 同时，本发明还提供了上述复配改性沥青的制备方法，其制备方法具体按照以下 步骤实施：
[0011] 步骤1，将质量百分比为92. 5 %~93. 5 %的基质沥青加热融化，保持温度在100~ 140°C，保证其在加热的过程中温度不能太高防止基质沥青冒烟影响其性能；
[0012]步骤2，将质量百分比为2 %~2. 5 %的包装废弃聚合物EVA和4. 5 %~5 %的废胶 粉缓慢加入到经步骤1融化的基质沥青中，打开剪切机进行搅拌剪切，使包装废弃物EVA和 废胶粉组成的改性剂均匀分散于沥青中，即得包装废弃聚合物EVA/废胶粉复配改性沥青。
[0013] 作为本发明的一优选方案，剪切速率为1250r/min~3750r/min。
[0014] 作为本发明的一优选方案，剪切时间为lh~2h。
[0015] 作为本发明的一优选方案，剪切温度为120°C~160°C。
[0016] 本发明的另一目的是提供一种基于改性工艺对复配改性沥青性能影响的评价方 法。
[0017] 为实现上述目的，本发明是这样实现的：
[0018] 一种基于改性工艺对复配改性沥青性能影响的评价方法，按照如下步骤进行：
[0019] 步骤一，将质量百分比为92. 5%~93. 5%的基质沥青加热使之融化，保持温度在 100~140°C，保证其在加热的过程中温度不能太高防止基质沥青冒烟影响其性能；
[0020] 步骤二，将质量百分比为2%~2. 5%的包装废弃聚合物EVA和4. 5%~5%的废 胶粉缓慢加入到基质沥青中，打开剪切机，通过控制剪切速率、剪切时间和剪切温度来制备 不同改性工艺下的改性沥青，其中，剪切速率控制在1250r/min~3750r/min，剪切时间为 lh~2h，剪切温度为120°C~160°C，通过分别选取剪切速率、剪切时间和剪切温度各三个 值，根据正交法共制备27种改性沥青；
[0021] 步骤三，将上步得到的改性沥青分别进行软化点、针入度、延度常规性能的测试以 及评价改性沥青存储稳定性能的测试，即离析实验；
[0022] 步骤四，用Matlab软件将上步测得的软化点、针入度、延度以及软化点差数据分 别和关于剪切速率、剪切时间、剪切温度的改性工艺进行拟合，得出改性沥青三大指标以及 软化点差针对改性工艺的性能影响评价公式，即分别为针对改性工艺关于软化点的评价公 式、关于针入度的评价公式、关于延度的评价公式和关于软化点差的评价公式；
[0023] 拟合出来的软化点、针入度、延度、软化点差针对改性工艺的性能影响评价公式分 别如下所示：
[0024]Yx= 11T+h1H+r1R+k1
[0025] Y2= 12T+h2H+r2R+k2
[0026] Y3= 13T+h3H+r3R+k3
[0027]Y4= 14T+h4H+r4R+k4
[0028] 其中：Yi、Y2、Y#PY4分别代表软化点、针入度、延度、软化点差，T、H、R分别代表剪 切温度、剪切时间以及剪切速率，其余参数均为常数。
[0029] 步骤五，针对拟合出来的公式，定性分析改性工艺对改性沥青性能的影响：根据各 公式中T、H、R前系数值的大小分别判断改性工艺的剪切温度、剪切时间以及剪切速率依次 对软化点、针入度、延度和软化点差的影响程度大小，完成基于改性工艺对复配改性沥青性 能影响的评价。
[0030] 进一步，在步骤二中，控制剪切速率分别为1250r/min、2500r/min、3750r/min，剪 切时间分别为1^1、1.511、211，剪切温度分别为1201：、1401：、1601：，根据正交法共制备27种 改性沥青以供性能测试。
[0031] 本发明的有益效果如下：
[0032] 本发明利用包装废弃聚合物EVA以及废胶粉作为复配改性剂改性沥青，可以节约 资源、降低成本、缓解"黑色污染"问题，同时，实现了对包装废弃物EVA的循环再利用，减少 废弃物对环境的污染；另一方面，废胶粉作为橡胶类的一种，而EVA作为树脂的一种，结合 各自的特点，用废胶粉和EVA复配改性沥青，可以同时提高沥青的高、低温性能，并且能增 强基质沥青的柔性及抗永久变形能力。再者，由于EVA和沥青的溶解度参数非常接近，EVA 的加入可以改善废胶粉和沥青相容性不好的弱点。
[0033] 同时，本发明提供的基于改性工艺对复配改性沥青性能影响的评价方法，利用 Matlab软件分别拟合出包装废弃聚合物EVA/废胶粉改性沥青的软化点、延度、针入度和软 化点差针对改性工艺（剪切速率、剪切时间、剪切温度）的线性公式，可以定性地分析改性 工艺对改