一種巖瀝青改性瀝青混合料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種巖漸青改性漸青混合料及其制備方法，屬于改性漸青材料技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 巖漸青是古生代石油經(jīng)過長達上億年的沉積，在溫度、壓力、有無機物觸媒、細菌 的綜合作用下氧化聚合形成的，巖漸青作為一種新興的天然改性劑，W其技術(shù)性能優(yōu)良、施 工工藝簡單W及在價格上經(jīng)濟合理，在國內(nèi)外已經(jīng)開始應(yīng)用，如早期與巖漸青同類產(chǎn)品湖 漸青已應(yīng)用于上海東海大橋、虹橋機場等重要工程。近幾年巖漸青在浙江、上海、江西、安徽 等省的高速公路、國省道及重載交通、大交通流量道路、爬坡路段、收費口等特殊路況的應(yīng) 用。世界上最為著名的巖漸青是北美UINTAITE巖漸青，在歐美許多國家的高速公路上都使 用UINTAITE巖漸青。近年來，UINTAITE巖漸青進入中國市場，但是其較高的價格限制其廣 泛應(yīng)用。當前，交通部科研所已把巖漸青列入我國西部地區(qū)發(fā)展項目，經(jīng)研究測試，通過了 鑒定并在2008年3月制定了相關(guān)的指南，運對繼聚合物SBS改性劑之后又一種道路漸青改 性的新理念。巖漸青可應(yīng)用于重載漸青道路，不僅可W顯著提高漸青路面的使用性能、延長 使用壽命，而且與SBS改性漸青相比具有明顯價格優(yōu)勢。因此，對巖漸青改性漸青混合料的 性能、生產(chǎn)與施工技術(shù)W及路面性能進行研究是一項具有理論意義和實用價值的課題。
[0003] 與聚合物改性劑相比，巖漸青具有W下優(yōu)越性能：（1)生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本 低，巖漸青改性漸青的加工滲配工藝一般采用普通加熱拌合，且與道路石油漸青有較好的 相容性，不易離析；（2)巖漸青與基質(zhì)漸青形成的共混體系有很好的相容性，具有熱力學(xué)的 穩(wěn)定性，從形成的角度看，巖漸青和基質(zhì)漸青是石油的衍生物，是天然形態(tài)存在的漸青，與 漸青的化學(xué)結(jié)構(gòu)基本相似，所W與路用漸青具有很好的相容性，極易共存，混合后能形成天 然漸青與路用漸青的緊密分子，運種分子既有巖漸青的硬度和耐磨性，同時也保留了基質(zhì) 漸青的初性；（3)巖漸青氮含量高，氮元素W官能團的形式存在，使得改性后的基質(zhì)漸青具 有很好的浸潤性和對自由氧化基的高抵抗性，其他元素（氧、硫）及有機鏈也共同發(fā)育并加 強了運一特性，具體表現(xiàn)為改性后的漸青粘度增大及與集料的粘附性增強，運有別于有機 胺類物質(zhì)提高漸青與集料的粘附性，有機胺類物質(zhì)在高溫作用下其與集料的粘附性會迅速 降低，研究表明，巖漸青改性漸青混合料在高溫作用下，其粘附性還有增強的趨勢；(4)具 有重組能力，天然巖海青的分子量很大，當它溶于路道石油漸青后，在高溫和小分子的作用 下，巖漸青的大膠束會破裂，從而暴露出很多活性點，而運些活性點會迅速被浙青的小分子 所填充、包圍，實際上是在基質(zhì)漸青中加入了非自發(fā)的核屯、物質(zhì)，使得改性后的基質(zhì)漸青形 成W巖漸青大分子為核屯、，基質(zhì)漸青小分子填充、包圍的新結(jié)構(gòu)，從而使得改性后的基質(zhì)漸 青分子量變大、粘性增強；（5)具有良好的耐久性。巖漸青具有很強的抵抗微生物侵蝕的能 力，在巖漸青形成的漫長過程當中，能被氧化的、侵蝕的早已氧化、侵蝕殆盡，所W剰下的成 分都很穩(wěn)定，耐老化性很強。巖漸青能在基質(zhì)漸青表面形成一層致密、光亮的保護膜，保護 里面的物質(zhì)不受侵害，運對提高漸青路面的耐久性并減緩漸青路面的老化速度起到了決定 性作用。
[0004]目前對巖漸青改性漸青的研究和應(yīng)用基本上局限于路面表面層，但是粉末狀固體 巖漸青，不能完全溶解于基質(zhì)漸青中，散布于基質(zhì)漸青中的巖漸青微小顆粒體阻礙漸青分 子間力發(fā)揮作用，使?jié)u青塑性退化，導(dǎo)致巖漸青改性漸青的延度隨巖漸青含量的增加而越 來越小。另外，巖漸青改性漸青混合料的性能并不能達到普通黑色漸青的性能水平，尤其是 防水和溫度敏感性能不足，導(dǎo)致其不能應(yīng)用在南方高溫、重載、交通量較大或透水路面等場 合，限制了其進一步應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有巖漸青改性漸青的性能不足，提供一種巖漸青改性漸青 混合料及其制備方法。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0007] 本發(fā)明所述的一種巖漸青改性漸青混合料，包括如下組分：基質(zhì)漸青、天然巖漸 青、氧化石墨和聚合物添加劑。
[0008] 一種巖漸青改性漸青混合料，所述巖漸青/氧化石墨改性漸青包括基質(zhì)漸青、天 然巖漸青、氧化石墨和聚合物添加劑，通過機械剪切、納米復(fù)合和聚合物改性等工藝制備而 成。
[0009] 本發(fā)明所述的一種巖漸青改性漸青混合料的制備方法，具體步驟為：
[0010] 1)按重量稱取100份基質(zhì)漸青、5~10份巖漸青、0. 1~1份氧化石墨和1~5份 聚合物添加劑和10~50 %份其他填料；
[0011] 2)將基質(zhì)漸青加熱到170~185°C，加入巖漸青、SBS和其他填料，剪切1~3小 時后攬拌30~60分鐘，得到巖漸青改性漸青；
[0012] 3)在步驟2)巖漸青改性漸青中加入氧化石墨，繼續(xù)剪切2~4小時，直至氧化石 墨均勻分散于巖漸青改性漸青中，即得到一種巖漸青改性漸青混合料。
[0013] 所述的基質(zhì)漸青為重交漸青70號和90號中一種。
[0014] 所述的氧化石墨為鱗片狀石墨粉經(jīng)過氧化得到的氧化石墨粉末，氧化石墨占基質(zhì) 漸青重量的0. 1~1%。
[0015] 所述的天然巖漸青為美國Gilsonite巖漸青、伊朗巖漸青和新疆巖漸青中一種， 灰分含量為0.3~10%，漸青含量為97~99. 5%，密度為1.04~1. 18g/cm3,巖漸青占基 質(zhì)漸青重量的5~10%。
[0016] 所述的聚合物添加劑為氯下橡膠、下基橡膠、再生橡膠和SBS熱塑性彈性體中一 種，分子量為1~15萬，聚合物添加劑占基質(zhì)漸青重量的1~5%。
[0017] 所述的其他填料為粗集料、細集料和礦質(zhì)填料中一種，其他填料占基質(zhì)漸青重量 的10~50%。
[0018] 本發(fā)明通過漸青混合料配合比試驗確定巖漸青/氧化石墨改性漸青組分配比，巖 漸青/氧化石墨改性漸青混合料的配比如表1所示。
[0019] 表1巖漸青/氧化石墨改性漸青混合料的配比
[0020]
[0021] 為系統(tǒng)評價巖漸青/氧化石墨改性漸青混合料的性能，進行巖漸青/氧化石墨改 性漸青混合料的性能測試。試驗采用AC-13(C)型級配，油石比采用10%，巖漸青占基質(zhì)漸 青質(zhì)量比為7%，氧化石墨占基質(zhì)漸青質(zhì)量比為0. 2%，其他填料質(zhì)量比為30%。試驗結(jié)果 見表2。
[0022] 表2巖漸青/氧化石墨改性漸青混合料的性能測試
[0023]
[0024] 如表2所示，浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗表明，巖漸青/氧化石墨改性漸青 混合料具有良好的抗水害能力；車徹穩(wěn)定度性能試驗結(jié)果表明，滲加7%巖漸青和0. 2%氧 化石墨后改性漸青混合料的車徹動穩(wěn)定度從788次/mm增加到3335次/mm，運表明氧化石 墨和巖漸青滲雜改性后漸青混合料的高溫性能明顯提高；低溫彎曲試驗表明，滲加氧化石 墨和巖漸青后改性漸青混合料的極限彎曲應(yīng)變?yōu)?412微應(yīng)變，與未普通漸青混合料的指 標處于同種水平，運表明氧化石墨和巖漸青改性漸青混合料在顯著提高漸青高溫性能的同 時，其低溫性能未受到影響。
【附圖說明】
[00巧]圖1是巖漸青/氧化石墨改性漸青所添加氧化石墨的紅外譜圖； 陽0%] 圖2是巖漸青/氧化石墨改性漸青所添加聚合物改性劑SBS的紅外譜圖；
[0027] 圖3是巖漸青/氧化石墨改性漸青所添加聚合物改性劑SBS的核磁共振氨譜圖。
【具體實施方式】
[0028] 重交漸青70號的技術(shù)要求如表3 :
[0029] 表3重交漸青70號的技術(shù)要求
[0030]
[0031] 重交漸青90號的技術(shù)要求如表4 :
[0032] 表4重交漸青90號的技術(shù)要求
[0033]
[0034] 粗集料應(yīng)潔凈、干燥、無風化、無雜質(zhì)，而且應(yīng)具有足夠的強度和耐磨性W及良好 的顆粒形狀，不含有細長、扁平的石片等雜質(zhì)。粗集料的質(zhì)量要求見表5。
[0035] 表5粗集料質(zhì)量技術(shù)要求
[0036]
[0037] 細集料采用普通石料，粒徑為0mm~3mm及3mm~5mm。細集料的質(zhì)量要求見表 6。
[0038] 表6細集料質(zhì)量技術(shù)要求
[0039]
[0040] 礦質(zhì)填料采用石灰?guī)r礦粉。石灰?guī)r礦粉的質(zhì)量要求見表7。
[0041] 表7填料質(zhì)量技術(shù)要求
[0042]
[0043] 下面結(jié)合實施例詳細說明本發(fā)明，應(yīng)當理解，此處所描述的舉例僅僅用W解釋本