一种排水性沥青路面专用高黏度改性沥青及其制备方法

本发明涉及改性沥青，特别涉及一种排水性沥青路面专用高黏度改性沥青及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，在我国随着“海绵城市”建设的提出，排水性沥青路面受到广泛关注。排水性沥青混合料内部具有许多较大孔隙，其骨架空隙结构增强了路表的抗滑能力和路面抗车辙性能，同时还起到了吸声减噪的作用。由于排水性沥青混合料孔隙率大，一般为18～24％，因而还具有疏水的效果，且排水能力显著，一般在路表面不会出现水膜或径流现象，也不会产生溅水和水雾，大大提高了用户的行车安全性和舒适感，降低了交通事故的发生概率，特别适用于南方多雨地区。

2、排水性沥青混合料的大孔隙结构带来的弊端也显而易见，阳光、空气和雨水易沿着贯通的孔隙进入沥青混合料结构内部，对沥青和集料之间的界面造成破坏，降低沥青和集料间的粘结力，因此，需保证排水性沥青混合料具有足够的耐久性及出色的抗水损害的能力。大孔隙路面结构的稳定性十分依赖于集料间的沥青粘结力，可见沥青的性质对排水性沥青混合料的性能有着很大的影响。在这一大环境的影响下，高黏度改性沥青被引入排水性沥青路面中，并备受关注，这主要归因于高黏度改性沥青对集料具有很好的粘附性和包裹力，且自身具有高粘结力、高粘韧性及较好的抗车辙性能和水稳定性的优点，性能远胜于普通改性沥青。采用高黏度改性沥青铺筑排水性沥青路面，能够显著改善沥青混合料的抗水损害性、高温稳定性和耐久性。

3、就目前国内外对高黏度改性沥青的研究来看，日本大有公司生产的tps沥青改性剂(全称为tafpack-super)对于沥青的改性效果显著，但是价格比较昂贵，一般要40000-50000元/t。根据目前我国高黏度改性沥青的发展状况并结合国内交通情况，研发一种合格且符合中国国情的高黏度改性沥青，对于满足国内高黏沥青改性剂市场的需求和促进排水性沥青路面的更好发展都具有十分重要的意义。

4、为了研发出适用于排水路面专用的改性沥青，专利cn1351096a用50份减压渣油、50份脱油沥青、3份石油树脂、9份sbs、6份sbr制备出一种排水路面用沥青，但其sbs用量相对较多成本偏高，且60℃粘度没有达到10万pa·s以上，其性能指标如下表1所示：

5、表1专利cn1351096a沥青性能检测结果

6、 性能指标 数据 针入度(25℃)0.1mm 45 软化点℃ >90 延度(15℃)mm 650 rtfot后质量损失％ 0.285 rtfot后针入度比％ 75.6 粘韧性(25℃)n·m 25.4 粘度(60℃)pa·s 84600

7、专利cn1990568a用100份基质沥青、8份sbs、8份石油树脂、和2份聚乙烯蜡制备出一种用于ogfc的高粘改性沥青，但其sbs和石油树脂用量多，成本较高，且60℃粘度用于排水路面来说很低，无法保证排水路面的长期适用性能；其性能指标如下表2所示：

8、表2专利cn1990568a沥青性能检测结果

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11、专利cn115785689b公开了一种高粘高弹抗老化复合改性沥青及制备方法，其虽然公开添加了多种高分子有机化合物添加剂以及抗老化剂，但其老化环境的抗老化性能不足。

技术实现思路

1、本发明提供了一种排水性沥青路面专用高黏度改性沥青及其制备方法，其目的是为了解决背景技术存在的上述问题。

2、为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种排水性沥青路面专用高黏度改性沥青及其制备方法，该高黏度改性沥青，包括以下各质量组分：基质沥青100份、热塑性弹性体4-8份、增粘剂2-8份、增塑剂1-5份、稳定剂0.1-0.3份、固体抗老化剂1～2份。热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，增粘剂为松香树脂，增塑剂为糖醛抽出油，稳定剂为硫磺，固体抗老化剂为纳米氧化锌。本发明针入度指数为3.6左右，感温性能优良；软化点高于85℃，60℃动力黏度高，具有优异的高温性能、低温延展性、热储存稳定性、抗热氧老化和抗紫外老化能力，在重交通下具有较强的高温抗变形能力，且便于沥青的储存和运输；本发明的制备成本低廉。

3、本发明的实施例提供了一种排水性沥青路面专用高黏度改性沥青，按照质量分数计，包括如下组分：基质沥青100份、热塑性弹性体4-8份、增粘剂2-8份、增塑剂1-5份、稳定剂0.1-0.3份、固体抗老化剂1～2份。

4、优选地，按照质量分数计，包括如下组分：基质沥青100份、热塑性弹性体6-8份、增粘剂4-6份、增塑剂2-4份、稳定剂0.1-0.3份、固体抗老化剂1～2份。

5、优选地，所述热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sbs)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sebs)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(sis)、硫化橡胶中的至少一种。

6、优选地，所述增粘剂为松香树脂、萜烯树脂、羟甲基纤维素钠、石油树脂中的至少一种。

7、优选地，所述增塑剂为糖醛抽出油、减压馏分油、芳烃油、环烷油、橡胶油中的至少一种。

8、优选地，所述稳定剂为硫磺和硫化物中的至少一种。

9、优选地，所述固体抗老化剂为纳米氧化锌、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米蒙托土、层状双氢氧化物中的至少一种。

10、基于一个发明总的构思，本发明的实施例还提供了上述的排水性沥青路面专用高黏度改性沥青的制备方法，包括如下步骤：

11、s1、将基质沥青预热，加入热塑性弹性体、增塑剂，搅拌并进行恒温高速剪切，得到混合物a，热塑性弹性体在沥青中能形成空间网络结构，增强沥青的黏度，增塑剂可以降低两物质间的界面张力，使热塑性弹性体更好的溶于沥青中；

12、s2、将混合物a中加入增粘剂，充分搅拌后进行高速剪切，得到混合物b，增粘剂能提高改性沥青的黏结力和抗剥离能力；

13、s3、将稳定剂和固体抗老化剂加入混合物b中，充分搅拌后进行高速剪切，得到混合物c，稳定剂可以使各改性剂与沥青发生化学反应以形成更加牢固的空间网络结构，提高聚合物改性沥青的热稳定性，减小材料离析；

14、s4、将混合物c置于烘箱中进行发育，使热塑性弹性体在沥青中充分溶胀，最终获得高黏度改性沥青。

15、优选地，步骤s1中的预热温度为160～165℃，高速剪切转速为4000r/min，高速剪切温度为180℃，高速剪切时间为45min；

16、步骤s2中高速剪切转速为4000r/min，高速剪切温度为180℃，高速剪切时间为30min；

17、步骤s3中高速剪切转速为4000r/min，高速剪切温度为180℃，高速剪切时间为45min；

18、步骤s4中烘箱温度为180℃，发育时间为2h。

19、本发明的上述方案有如下的有益效果：

20、1、本发明的排水性沥青路面专用高黏度改性沥青，具有较优异的抗热氧老化和抗紫外老化能力。

21、2、本发明的排水性沥青路面专用高黏度改性沥青，软化点高于85℃，60℃动力黏度高，具有优异的高温性能。

22、3、本发明的排水性沥青路面专用高黏度改性沥青，针入度指数为3.6左右，温度敏感性较小，感温性能优良。

23、4、本发明的排水性沥青路面专用高黏度改性沥青，热储存稳定性较好，便于沥青的储存和运输。

24、5、本发明的排水性沥青路面专用高黏度改性沥青，在重交通下具有较强的高温抗变形能力。

25、6、本发明的排水性沥青路面专用高黏度改性沥青的制备过程中使用了增塑剂，低温延展性得到较好改善。

26、7、本发明的排水性沥青路面专用高黏度改性沥青的制备过程，部分采用价格较为低廉的改性剂，改性成本较低。