高抗车辙性能的胶粉复合改性沥青混合料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高抗车辙性能的胶粉复合改性沥青混合料及其制备方法，主要特点是，在干法成型制备方法中，维他连接剂TOR、胶粉、沥青、矿料和复合剂的质量百分比为：0.038~0.041：0.841~0.919：4.671~5.106：93.337~94.052：0.399~0.596；湿法成型制备方法中，维他连接剂TOR、胶粉、沥青、矿料和复合剂的质量配比为：0.016~0.035：0.780~0.855：4.335~4.918：93.671~94.652：0.217~0.492，本发明大幅度提高了橡胶沥青路面的抗车辙性能，动稳定度比SBS改性沥青混合料有显著的增大，低温抗裂性、水稳定性略有提高，本发明工艺简单，具有很大的社会效益和经济效益，符合绿色生态和可持续发展的特色。
【专利说明】高抗车辙性能的胶粉复合改性沥青混合料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及道路建设、养护【技术领域】，特别涉及一种高抗车辙性能的胶粉复合改 性浙青混合料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 车辙是指在行车荷载的反复作用下，路面发生不可恢复的永久变形。由于当前的 重载交通、夏季高温导致浙青路面剪切能力不足，车辙病害已经成为高速公路、城市道路交 叉路口与公交车道等路段主要病害之一。
[0003] 目前对于车辙的处治方式主要包括两种：第一种方式就是简单处理方式，用稀浆 封层的处理方式对车辙进行处理，但是这种处治方式耐久性较差，使用周期较短而且处治 后道路噪声较大，严重影响行车舒适性；第二种方式就是对产生车辙的整个车道进行全厚 度的铣刨，用普通的热浙青混凝土进行处理，但是这种处治方式铣刨量大、导致资源浪费和 环境污染。
[0004] 随着国内外研究的深入，废旧轮胎已逐步开始用于高速公路的建设，这也成为轮 胎橡胶这种固体废弃物的主要处理方式之一。而把废橡胶应用于高速公路，既可以收到可 观的环境效益，而且对高速公路性能也有一定的改善，延长路面的使用寿命。随着研究的深 入，橡胶浙青混合料较基质浙青混合料有了较明显的改善，但其路用性能还不能完全适应 当前道路环境要求，尤其在高速公路的渠化及重载交通条件下的需要。
【发明内容】
[0005] 鉴于目前对车辙处理的方式存在很明显的缺点和橡胶浙青路面还未能完全适应 当前道路环境的需要，本发明提出一种高抗车辙性能的胶粉复合改性浙青混合料及其制备 方法，通过本发明达到大幅度提高路面抗车辙性能，促进对废橡胶粉的应用，以缓解废轮胎 橡胶所带来的巨大环境压力，对该材料在实际工程中的应用具有较大的现实意义和使用价 值。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种高抗车辙性能的胶粉复合改性 浙青混合料，包括浙青，其特征是，所述混合料还包括维他连接剂TOR、胶粉、矿料和复合 齐U ;在干法成型制备方法中，维他连接剂TOR、胶粉、浙青、矿料和复合剂的质量百分比为： 0· 038 ?0· 041 :0· 841 ?0· 919 :4· 671 ?5. 106 :93· 337 ?94. 052 :0· 399 ?0· 596 ;湿法成 型制备方法中，维他连接剂TOR、胶粉、浙青、矿料和复合剂的质量配比为：0. 016?0. 035 : 0. 780 ?0. 855 :4. 335 ?4. 918 :93. 671 ?94. 652 :0. 217 ?0. 492。
[0007] 所述复合剂为德国抗车辙剂路孚8000。
[0008] 所述胶粉为废旧轮胎粉，其直径为30目、40目、60目中的一种。
[0009] 所述浙青为金陵70#道路石油浙青。
[0010] 所述矿料包括集料和矿粉，集料占矿料的质量百分比为88?92,矿粉占矿料的质 量百分比为8?12。 toon] 一种高车辙性能的胶粉复合改性浙青混合料的制备方法，其特征是，所述干法成 型制备方法，维他连接剂TOR、胶粉、浙青、矿料和复合剂按质量百分比0. 038?0. 041 : 0· 841 ?0· 919 :4· 671 ?5. 106 :93· 337 ?94. 052 :0· 399 ?0· 596 备料；
[0012] 1)将浙青加热并脱水，加热温度为120°C ;
[0013] 2)将配比的胶粉与维他连接剂TOR同时掺入加热后的浙青中，并进行机械搅拌， 搅拌时间为lh，控制温度160?170°C ;
[0014] 3)将2)搅拌完成的TOR橡胶浙青置于160?170°C的烘箱内溶胀，时间为Ih ;
[0015] 4)将包括集料和矿粉的矿料放进大于173°C烘箱中加热6小时后，将集料与复合 剂加入到160°C的拌合锅中搅拌30秒，搅拌结束后加入3)溶胀后的TOR橡胶浙青，开始搅 拌90秒；
[0016] 5)将4)搅拌结束后加入矿粉，继续搅拌90秒，将拌合后的混合料在不低于145°C 下成型试件；
[0017] 所述湿法成型制备方法，维他连接剂TOR、胶粉、浙青、矿料和复合剂按质量百分比 0· 016 ?0· 035 :0· 780 ?0· 855 :4· 335 ?4. 918 :93· 671 ?94. 652 :0· 217 ?0· 492 备料；
[0018] 1)将浙青加热并脱水，加热温度为120°C ;
[0019] 2)将配比的复合剂、胶粉与维他连接剂TOR同时掺入加热后的浙青中，并进行机 械搅拌，搅拌时间为lh，控制温度160?170°C ;
[0020] 3)将2)搅拌完成的TOR橡胶浙青置于160?170°C的烘箱内溶胀，时间为Ih ;
[0021] 4)将包括集料和矿粉的矿料放进大于173°C烘箱中加热6小时后，将集料和3)的 胶粉复合改性浙青加入到160°C的拌合锅中搅拌90秒；
[0022] 5)集料与胶粉复合改性浙青搅拌结束后加入矿粉，继续搅拌90秒，将拌合后的混 合料在不低于145°C下成型试件。
[0023] 本发明与现在已有的技术相比，大幅度提高了橡胶浙青路面的抗车辙性能，工艺 简单，具有很大的社会效益和经济效益，符合绿色生态和可持续发展的特色，较目前成熟的 SBS改性浙青混合料有以下优势：
[0024] (1)胶粉复合改性浙青混合料的动稳定度比SBS改性浙青混合料有显著的增大， 说明前者高温性能远优于后者，表明胶粉复合改性浙青混合料具有优异的高温性能，延长 道路使用寿命。
[0025] (2)胶粉复合改性浙青混合料的低温抗裂性、水稳定性略有提高，但总体上仍与 SBS改性浙青混合料处于同一水平；
[0026] (3)胶粉复合改性浙青混合料具有突出的社会环保意义，不仅能够大量消耗废旧 轮胎、解决环境污染问题，而且能够延长路面使用寿命。
[0027] 具体实施方法
[0028] 结合实施例进一步描述本发明，本发明包括浙青、维他连接剂T0R、胶粉、矿料和 复合剂；在干法成型制备方法中，维他连接剂T0R、胶粉、浙青、矿料和复合剂的质量百分比 为：0· 038 ?0· 041 :0· 841 ?0· 919 :4· 671 ?5. 106 :93· 337 ?94. 052 :0· 399 ?0· 596 ; 湿法成型制备方法中，维他连接剂T0R、胶粉、浙青、矿料和复合剂的质量配比为：0. 016? 0· 035 :0· 780 ?0· 855 :4· 335 ?4. 918 :93· 671 ?94. 652 :0· 217 ?0· 492。复合剂为德国 抗车辙剂路孚8000 ;胶粉为废旧轮胎粉，其直径为30目、40目、60目中的一种；浙青为金陵 70#道路石油浙青；所述矿料包括集料和矿粉，集料占矿料的质量百分比为88?92,矿粉占 矿料的质量百分比为8?12。
[0029] 实施例一为干法成型制备方法，先把180g胶粉和8. Ig维他连接剂（TOR) -起投 入120°C的IOOOg金陵70#道路石油浙青，然后在160?170°C下高速搅拌1小时，然后放 入170°C烘箱中溶胀1小时后，取得TOR橡胶浙青；再将6g路孚8000与1335g集料（其中 1# :2# :3# :4# = 42:30:0:17)在拌合锅中搅拌30s，加入93gT0R橡胶浙青进行搅拌90s，再 加入165g的矿粉搅拌90s后，成型试件，制备完成胶粉复合改性浙青混合料。具体步骤是：
[0030] 1)加热道路石油浙青：将浙青加热并脱水，加热温度为120°c。
[0031] 2)胶粉质量是浙青质量的18%，TOR为胶粉质量的4. 5%。
[0032] 3)将胶粉与TOR同时掺入道路石油浙青中，并进行机械搅拌，搅拌时间为lh，控制 温度160°C。
[0033] 4)将搅拌完成的TOR橡胶浙青置于烘箱内溶胀lh，烘箱的溶胀温度为160°C。
[0034] 5)路孚8000干拌的方式的质量为浙青混合料质量的4%。?6%。，TOR橡胶浙青质 量为矿料质量的6. 2%。
[0035] 6)将矿料放到大于173°C烘箱中加热6小时后，先将集料与路孚8000加入到 160°C的拌合锅中，搅拌30秒。在集料搅拌结束后加入TOR橡胶浙青，开始搅拌90秒。
[0036] 7)集料与浙青搅拌结束后加入矿粉，继续搅拌90秒。将拌合后的混合料在不低于 145 °C下成型试件，制备胶粉复合改性浙青混合料。
[0037] 实施例二为湿法成型制备方法，先把50g的路孚8000投入120°C的IOOOg金陵70# 道路石油浙青，搅拌2至3分钟，然后加入180g胶粉和8. Ig维他连接剂（TOR)，在160? 170°C下高速搅拌1小时，然后放入160°C烘箱中溶胀1小时，取得胶粉复合改性浙青；再将 1335g集料（其中1#:2# :3#:4# = 42:30:0:17)与93g胶粉复合改性浙青进行搅拌90s， 再加入165g矿粉搅拌90s后，成型试件，制备完成胶粉复合改性浙青混合料。
[0038] 1)加热道路石油浙青：将浙青加热并脱水，加热温度为120°C。
[0039] 2)路孚8000的质量为浙青的5%?10%，胶粉质量是浙青质量的18%，TOR为胶 粉质量的4. 5%。
[0040] 3)将路孚8000、胶粉与TOR同时掺入道路石油浙青中，并进行机械搅拌，搅拌时间 为lh，控制温度160°C。
[0041] 4)将搅拌完成的TOR橡胶浙青置于烘箱内溶胀lh，烘箱的溶胀温度为160°C，得到 胶粉复合改性浙青。
[0042] 5)胶粉复合改性浙青质量为矿料质量的6. 2%
[0043] 6)将矿料放到大于173°C烘箱中加热6小时后，先将集料与胶粉复合改性浙青加 入到160°C的拌合锅中，搅拌90秒。
[0044] 7)集料与浙青搅拌结束后加入矿粉，继续搅拌90秒。将拌合后的混合料在不低于 145 °C下成型试件，制备胶粉复合改性浙青混合料。
[0045] 表1-4为实施例一的胶粉复合改性浙青混合料的性能指标
[0046] 表1胶粉复合改性浙青混合料车辙试验结果
[0047]
【权利要求】
1. 一种高抗车辙性能的胶粉复合改性浙青混合料，包括浙青，其特征是，所述混合料 还包括维他连接剂TOR、胶粉、矿料和复合剂；在干法成型制备方法中，维他连接剂TOR、 胶粉、浙青、矿料和复合剂的质量百分比为：0.038?0.041 :0.841?0.919 :4. 671?5. 106 : 93. 337?94. 052 :0. 399?0. 596 ;湿法成型制备方法中，维他连接剂TOR、胶粉、浙青、矿料 和复合剂的质量配比为：〇? 016?0? 035 :0? 780?0. 855 :4. 335?4. 918 :93. 671 ?94. 652 : 0. 217?0. 492。
2. 根据权利要求1所述的高抗车辙性能的胶粉复合改性浙青混合料，其特征是，所述 复合剂为德国抗车辙剂路孚8000。
3. 根据权利要求1所述的高抗车辙性能的胶粉复合改性浙青混合料，其特征是，所述 胶粉为废旧轮胎粉，其直径为30目、40目、60目中的一种。
4. 根据权利要求1所述的高抗车辙性能的胶粉复合改性浙青混合料，其特征是，所述 浙青为金陵70#道路石油浙青。
5. 根据权利要求1所述的高抗车辙性能的胶粉复合改性浙青混合料，其特征是，所 述矿料包括集料和矿粉，集料占矿料的质量百分比为88~92,矿粉占矿料的质量百分比为 8 ?12。
6. -种高车辙性能的胶粉复合改性浙青混合料的制备方法，其特征是，所述干法 成型制备方法，维他连接剂TOR、胶粉、浙青、矿料和复合剂按质量百分比0. 038~0. 041 : 0? 841 ?0? 919 :4. 671 ?5. 106 :93. 337?94. 052 :0? 399?0? 596 备料； 1)将浙青加热并脱水，加热温度为120°C ; 2)将配比的胶粉与维他连接剂TOR同时掺入加热后的浙青中，并进行机械搅拌，搅拌 时间为lh，控制温度160?170°C ; 3) 将2)搅拌完成的TOR橡胶浙青置于160?170°C的烘箱内溶胀，时间为lh ; 4) 将包括集料和矿粉的矿料放进大于173°C烘箱中加热6小时后，将集料与复合剂加 入到160°C的拌合锅中搅拌30秒，搅拌结束后加入3)溶胀后的TOR橡胶浙青，开始搅拌 90秒； 5) 将4)搅拌结束后加入矿粉，继续搅拌90秒，将拌合后的混合料在不低于145° C 下成型试件； 所述湿法成型制备方法，维他连接剂TOR、胶粉、浙青、矿料和复合剂按质量百分比 0? 016?0? 035 :0? 780?0. 855 :4. 335?4. 918 :93. 671 ?94. 652 :0? 217?0? 492 备料； 1) 将浙青加热并脱水，加热温度为120°C ; 2) 将配比的复合剂、胶粉与维他连接剂TOR同时掺入加热后的浙青中，并进行机械搅 拌，搅拌时间为lh，控制温度160?170°C ; 3) 将2)搅拌完成的TOR橡胶浙青置于160?170°C的烘箱内溶胀，时间为lh ; 4) 将包括集料和矿粉的矿料放进大于173°C烘箱中加热6小时后，将集料和3)的胶粉 复合改性浙青加入到160 °C的拌合锅中搅拌90秒； 5) 集料与胶粉复合改性浙青搅拌结束后加入矿粉，继续搅拌90秒，将拌合后的混合料 在不低于145°C下成型试件。
【文档编号】C04B18/12GK104446157SQ201410605915
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】肖鹏, 徐亚, 康爱红, 吴正光, 陆如洋 申请人:扬州大学