温拌SBS超薄磨耗层沥青混合料配合比设计方法转让专利
申请号 : CN202010588506.4
文献号 : CN111635166B
文献日 : 2021-11-12
发明人 : 何鹏 , 马成 , 郭朝阳 , 马海洋 , 王天军
申请人 : 宁夏睿泰天成新材料科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种温拌SBS超薄磨耗层沥青混合料配合比设计方法,其特征在于包括以下步骤:(1)基于沥青混合料的稳定性,选择沥青混合料的材料品种及配合比、矿料级配、沥青用 量;沥青混合料的材料品种包括SBS改性沥青,集料和填料,SBS改性沥青的原料包括基质沥青,SBS,废塑料,丁二酰亚胺‑丁二酸酯和氨基丙烯酸酯类物质和丁二烯共聚物,过氧化物;
(2)选取适宜油石比,分别制作4‑5个马歇尔试件,测定试件的空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度指标,进行马歇尔击实实验;
(3)以矿料间隙率最小时对应的油石比为最佳油石比,如果该油石比对应的空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度体积参数满足技术要求,则对其进行稳定性性能验证;如果稳定性性能指标不满足技术要求,则应重新调整矿料配合比,进行马歇尔击实试验和最佳油石比的确定;
步骤(1)中,初步设计的沥青混合料的材料品种,按重量百分比计,包括70‑90%集料,5‑
15%填料,SBS改性沥青7‑15%,SBS改性沥青的原料按重量份包括基质沥青100‑150份,SBS
3‑10份,废塑料 10‑17份,丁二酰亚胺‑丁二酸酯 0.5‑2份和氨基丙烯酸酯类物质和丁二烯的共聚物0.5‑2份,过氧化物交联剂 0.1‑0.5份;
其中氨基丙烯酸酯类物质和丁二烯共聚物中单体氨基丙烯酸酯类物质和丁二烯共聚物的重量比为30‑70:70‑30,粒径为3‑30微米,聚合物25℃粘度为50‑3000cps。
2.根据权利要求1的设计方法,其中稳定性参数包括:马歇尔稳定度不小于15kN,动稳定度不小于3800次/mm,水稳定性不小于85%。
3.根据权利要求1的设计方法,氨基丙烯酸酯类物质包括二甲基氨基乙基丙烯酸酯,二甲基氨基乙基丙基丙烯酸酯或二甲基氨基丙基丙烯酸酯。
4.根据权利要求1的设计方法,SBS改性沥青的制备包括:第一步,在熔融状态下,将 SBS 添加到基质沥青中,并使用高速剪切机剪切混合0.5‑1小时;第二步,丁二酰亚胺‑丁二酸酯与废塑料粉充分混合后,加入第一步所得混合物,充分剪切混合0.2‑1.5小时,发育
0.5‑2小时;第三步,再加入氨基丙烯酸酯类物质和丁二烯嵌断共聚物,充分剪切混溶;最后,加入过氧化物交联剂。
说明书 :
温拌SBS超薄磨耗层沥青混合料配合比设计方法
技术领域
背景技术
的塑料,废塑料多为混合塑料,如将每种废塑料都一一分选出来,废塑料回收利用的成本将
大为提高。废塑料与基质沥青较难相容,掺杂量不能很高,塑料沥青的贮存稳定性较差。尽
管王刚在其硕士论文《聚烯烃类废塑料作为道路沥青性能改良材料的研究》中指出将聚烯
烃类废塑料、SBS与基质沥青研磨剪切混合,能有效增加塑料和沥青的相容性,改善沥青的
高温稳定性。但并未就增溶剂进行相关研究。
处理,可以遏制、改善道路病害,延长道路使用寿命。目前应用于超薄磨耗层的沥青主要为
SBS改性沥青、橡胶沥青及高黏改性沥青等。然而由于废塑料在沥青中的稳定性问题,将其
用于研究超薄磨耗层沥青混合料中的研究较少,而且研究中废塑料的添加量也比较少。现
有技术中针对稳定性的温拌SBS超薄磨耗层沥青混合料配合比设计方法也很少有研究。
发明内容
包括基质沥青,SBS,废塑料,丁二酰亚胺‑丁二酸酯和氨基丙烯酸酯类和丁二烯的共聚物,
过氧化物;
稳定性性能指标不满足技术要求,则应重新调整矿料配合比,进行马歇尔击实试验和最佳
油石比的确定。
SBS3‑10,废塑料8‑17份,丁二酰亚胺‑丁二酸酯0.5‑2份和氨基丙烯酸酯类和丁二烯的共聚
物0.5‑2份,过氧化物交联剂0.1‑0.5份。
丙烯酸酯类和丁二烯的重量比为30‑70:70‑30,粒径为3‑30微米,25℃时聚合物粘度为50‑
3000cps,优选80‑1000,更优选80‑300。氨基丙烯酸酯类包括二甲基氨基乙基丙烯酸酯,二
甲基氨基乙基丙基丙烯酸酯,二甲基氨基丙基丙烯酸酯等,丁二烯包括1,3丁二烯,2‑甲基‑
1,3丁二烯,2‑乙基‑1,3丁二烯。过氧化物交联剂包括2,5‑二甲基‑2,5‑双(叔丁基过氧基)
己烷、2,4‑二氯过氧化苯甲酰。基质沥青为SBS改性沥青常用的沥青种类,如石油沥青A级70
号,90号。所述共聚物进一步为嵌段共聚物。
加入第一步所得混合物,充分剪切混合0.2‑1.5小时,发育0.5‑2小时;第三步,再加入氨基
丙烯酸酯类和丁二烯嵌断共聚物,充分剪切混溶;最后,加入过氧化物交联剂。所述制备温
度在110‑150℃之间。
稠;丁二酰亚胺‑丁二酸酯包含不同的官能团,能使废塑料中不同的塑料组分充分分散在沥
青材料中,比单一使用丁二酰亚胺和丁二酸酯能够产生更好的分散作用。随后加入二甲基
氨基乙基丙烯酸酯和丁二烯嵌断共聚物,能充分提高废塑料的再分散和粘附能力,并减少
剪切混合时间。最后,加入过氧化物交联剂,使废塑料组分与SBS和沥青之间产生交联,提高
混合料的强度、稳定性和耐磨性。
水稳定性不小于80%,均采用常规方法测定。进一步地,稳定性性能参数包括马歇尔稳定度
不小于15kN,动稳定度不小于3800次/mm,水稳定性不小于85%。
能提高沥青粘度,又能充分混溶分散不同塑料成分,提高了废塑料的再分散能力,沥青混合
料的硬度和韧性大大提高,马歇尔稳定度不小于15kN,动稳定度大于3900次/mm,水稳定性
不小于85%,克服当前采用较多通用废塑料体系不稳定的问题,使得所述SBS沥青混合料能
很好的用做超薄磨耗层,以减少车辆载荷作用下沥青产生的应变和残余变形,提高路面抵
抗车辙等破损的能力,能够明显节约养护成本。
具体实施方式
二烯嵌断共聚物分散剂1.5份,2,5‑二甲基‑2,5‑双(叔丁基过氧基)己烷0.3份。二甲基氨基
乙基丙烯酸酯和丁二烯嵌断共聚物SBS沥青混合料的单体比为49:50,25℃时聚合物粘度为
100cps。沥青混合料包括80重量%集料,12重量%填料,8重量%SBS改性沥青。通过试配法,
选取的沥青混合料矿料级配如下表所示:
矿料间隙率、沥青饱和度等指标,测试方法按照T0705方法进行。确定沥青的最佳用量为
8.5%,当SBA沥青混合料的空隙率为3‑5%、矿料间隙率不小于15%、沥青饱和度为68‑78%
时,进一步测定混合料的稳定性性能指标。按T0709方法测试的马歇尔稳定度不小于10kN,
T0719方法测试的动稳定度不小于3800次/mm,T0709测试的水稳定性不小于80%,SBS改性
沥青中的废塑料含量高达13重量份。经计算调整获得的稳定性参数见表5。
二烯嵌断共聚物分散剂1.3份,2,5‑二甲基‑2,5‑双(叔丁基过氧基)己烷0.4份。二甲基氨基
乙基丙烯酸酯和丁二烯嵌断共聚物的单体比为60:40,25℃时聚合物粘度为500cps。沥青混
合料包括79重量%集料,12重量%填料,9重量%SBS改性沥青。通过试配法,选取的沥青混
合料矿料级配同表4。选取油石比为6,按实施例1所示条件制作5个马歇尔试件,分别测试试
件的空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等指标。确定沥青的最佳用量为9.8%。符合条件的
SBS改性沥青中的废塑料含量高达15重量份。
定沥青的最佳用量为10%,符合条件的SBS改性沥青中的废塑料含量8重量份。
实施例1初始条件相同。确定沥青的最佳用量为12%,符合条件的SBS改性沥青中的废塑料
含量为9重量份。
的SBS改性沥青中的废塑料含量为8重量份。
动稳定度和浸水马歇尔试验残留稳定度都比较高,能很好的达到超薄磨耗层对沥青混合料
的要求。而通过对比例1‑2的设计方法,不能达到超薄磨耗层对沥青混合料的稳定性要求。
而通过对比例3和4的设计方法,动稳定度和马歇尔稳定度并不能同时较好。