一种微罩面沥青混合料及其制备方法与流程

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1.本发明涉及沥青混合料领域，尤其是涉及一种微罩面沥青混合料及其制备方法。

背景技术：

2.沥青混合料由于自身各种优良性能，早已成为道路施工中路面的主要成分，在当前沥青路面施工的过程中，薄层罩面(也称微表处理技术)主要用来修复基层基本稳定但面层已有相当程度损坏的道路表面，是对路面的常见问题和裂缝进行处理的有效方式和主要措施。
3.现有的，在传统的薄层罩面技术上进行改良优化后产生微罩面技术，微罩面技术是一种新型的预防性养护技术，具有抗滑、平整、降噪、耐磨、环保等特点，并且可快速施工，提升混合料路用性能，能适应更小的摊铺厚度。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为目前微罩面技术比传统的薄层罩面具有更小的摊铺厚度，高温耐久性及水稳定耐久性较差，且比较容易出现裂缝，为了提高微罩面的路用性能，对于沥青混合料的抗开裂性能及耐久性要求更高。

技术实现要素：

5.为了提高沥青混合料的抗开裂性能及耐久性，本技术提供一种微罩面沥青混合料及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供一种微罩面沥青混合料采用如下的技术方案：一种微罩面沥青混合料，由包括以下重量份的原料制成：改性沥青：5-8份；集料：94-97份；矿粉：3-6份；聚酯纤维：0.3-0.5份；所述改性沥青由沥青、粘韧性改性剂、邻苯二甲酸二丁酯和纳米二氧化硅改性制得。
7.通过采用上述技术方案，本技术通过粘韧性改性剂、邻苯二甲酸二丁酯和纳米二氧化硅对沥青进行改性，粘韧性改性剂起到改善沥青表面的粘合作用提升粘韧性，二氧化硅和邻苯二甲酸二丁酯分散和附着在沥青表面，使沥青表面具有活性基团，更好地提高改性沥青与集料和矿粉的相容性，从而提升沥青混合料的耐久性；改性后的沥青粘结性能强，且具有良好的粘韧性能，通过改性沥青、集料、矿粉和聚酯纤维的共同配合，可以提高沥青混合料的抗开裂性能；加入聚酯纤维可以吸附改性沥青，聚酯纤维作为稳定剂，提高了改性沥青与集料和矿粉的粘结作用力，加强改性沥青和集料形成的界面膜抵抗水分剥离作用的能力，进一步提高沥青混合料的抗裂性及耐久性。
8.优选的，所述粘韧性改性剂由100-120重量份苯乙烯共聚物、20-30重量份聚烯烃弹性体、15-20重量份橡胶粉、70-90重量份橡胶油、15-20重量份二甲基酮、10-15重量份甲
基乙基酮、2-4重量份稳定剂和4-6重量份聚丙烯酰胺制成，所述苯乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、二甲基酮、的重量比为(10.5-10.8)：(2.2-2.4)：(1.8-1.9)：1。
9.通过采用上述技术方案，通过上述原料混合制备的粘韧性改性剂对沥青进行改性，可以有效提高沥青的粘合性，使改性沥青与集料的粘结性更好，加快沥青混合料的成膜速度，进而提高沥青混合料的粘韧性；当苯乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、橡胶粉、聚丙烯酰胺在特定的重量配比时，可以大大提高沥青的粘合性，同时在四者的协同作用下制得的粘韧性改性剂可以提高沥青表面的交联能力，使沥青混合料具有较强的抗裂性能及耐久性。
10.优选的，所述改性沥青、集料、矿粉和聚酯纤维的重量比为(15-16)：(240-241.5)：(9-10.5)：1。
11.通过采用上述技术方案，当改性沥青、集料、矿粉和聚酯纤维在特定的配比时，可以提高沥青混合料的稳定性的同时还可以提高沥青混合料的物理强度，使沥青混合物具有良好的抗裂性能。
12.优选的，所述粘韧性改性剂、邻苯二甲酸二丁酯和纳米二氧化硅的重量比为(10.6-11.4)：1：(3.6-4)。
13.通过采用上述技术方案，在制备改性沥青的过程中，控制制备改性沥青原料在特定的配比时，可以提高沥青的粘韧性的同时增大沥青表层和内部的渗透压，制备出的沥青混合料具有较优的水稳定耐久性和高温耐久性。
14.优选的，所述苯乙烯共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
15.优选的，所述稳定剂为硫磺。
16.优选的，所述聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯共聚物。
17.通过采用上述技术方案，选用合适的稳定剂、聚烯烃弹性体和苯乙烯共聚物可以使制得的粘韧性改性剂性能更优。
18.第二方面，本技术提供的一种微罩面混合料的制备方法采用如下的技术方案：一种微罩面沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：将集料加热后与聚酯纤维混合搅拌均匀，得到预混料；将改性沥青和矿粉加热后与预混料混合搅拌，得到所述沥青混合料。
19.通过采用上述技术方案，将制备沥青混合料的原料分步骤进行，使各种原料之间混合更加均匀，从而得到粘结性能高的沥青混合料。
20.优选的，所述改性沥青的制备方法为：将沥青加热后加入粘韧性改性剂、邻苯二甲酸二丁酯和纳米二氧化硅加热混合搅拌，得到所述改性沥青。
21.通过采用上述技术方案，通过对沥青进行改性，使纳米二氧化硅和邻苯二甲酸二丁酯均能附着在沥青表面，使沥青表面具有活性基团，更好地提高改性沥青与集料和矿粉的相容性，提高沥青混合料的耐久性。
22.优选的，所述粘韧性改性剂的制备方法为：将聚烯烃弹性体、橡胶粉、二甲基酮、充分搅拌后，再加入苯乙烯共聚物、橡胶油加热搅拌，得到搅拌物；将稳定剂和聚丙烯酰胺混合均匀后，得到混合物；将混合物加入搅拌物中，混合搅拌均匀，得到改性混合料；将改性混合料挤出造粒，得到所述粘韧性改性剂。
23.通过采用上述技术方案，通过苯乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、橡胶粉、橡胶油、二甲基酮和混合后在加入稳定剂和聚丙烯酰胺制备的粘韧性改性剂，可以有效提高沥青的粘韧性，进而提高沥青混合料的抗裂性能。
24.综上所述，本技术包括以下有益技术方案：1.本技术通过粘韧性改性剂、邻苯二甲酸二丁酯和纳米二氧化硅对沥青进行改性，粘韧性改性剂起到改善沥青表面的粘合作用提升粘韧性，二氧化硅和邻苯二甲酸二丁酯分散和附着在沥青表面，使沥青表面具有活性基团，更好地提高改性沥青与集料和矿粉的相容性，从而提升沥青混合料的耐久性；改性后的沥青粘结性能强，且具有良好的粘韧性能，通过改性沥青、集料、矿粉和聚酯纤维的共同配合，可以提高沥青混合料的抗开裂性能；加入聚酯纤维可以吸附改性沥青，聚酯纤维作为稳定剂，提高了改性沥青与集料和矿粉的粘结作用力，加强改性沥青和集料形成的界面膜抵抗水分剥离作用的能力，进一步提高沥青混合料的抗裂性及耐久性；2.粘韧性改性剂对沥青进行改性，可以有效提高沥青的粘合性，使改性沥青与集料的粘结性更好，加快沥青混合料的成膜速度，进而提高沥青混合料的粘韧性；当苯乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、橡胶粉、聚丙烯酰胺在特定的重量配比时，可以大大提高沥青的粘合性，同时在四者的协同作用下制得的粘韧性改性剂可以提高沥青表面的交联能力，使沥青混合料具有较强的抗裂性能及耐久性；3.当改性沥青、集料、矿粉和聚酯纤维在特定的配比时，可以提高沥青混合料的稳定性的同时还可以提高沥青混合料的物理强度，使沥青混合物具有良好的抗裂性能。
具体实施方式
25.以下结合实施例和对比例对本技术作进一步详细说明。
26.制备例制备例1一种粘韧性改性剂的制备方法：将2kg乙烯-辛烯共聚物、1.5kg橡胶粉、1.5kg二甲基酮、1kg投入搅拌机内，搅拌溶解，再加入10kg苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、7kg橡胶油在温度为175℃的条件下继续搅拌20min，得到搅拌物；将0.2kg硫磺稳定剂、0.4kg聚丙烯酰胺在温度为175℃的条件下搅拌10min，得到混合物；将混合物加入搅拌物中，在温度为175℃的条件下搅拌10min，得到改性混合料；将改性混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为160℃，得到粘韧性改性剂。
27.制备例2一种粘韧性改性剂的制备方法：将3kg乙烯-辛烯共聚物、2kg橡胶粉、2kg二甲基酮、1.5kg投入搅拌机内，搅拌溶解，再加入12kg苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、9kg橡胶油在温度为175℃的条件下继续搅拌20min，得到搅拌物；将0.4kg硫磺稳定剂、0.6kg聚丙烯酰胺在温度为175℃的条件下搅拌10min，得到
混合物；将混合物加入搅拌物中，在温度为175℃的条件下搅拌10min，得到改性混合料；将改性混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为160℃，得到粘韧性改性剂。
28.制备例3一种粘韧性改性剂的制备方法，与制备例1的不同之处在于：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的投入量为10.5kg，乙烯-辛烯共聚物的投入量为2.2kg，二甲基酮的投入量为1.8kg，的投入量为1kg。
29.制备例4一种粘韧性改性剂的制备方法，与制备例1的不同之处在于：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的投入量为10.8kg，乙烯-辛烯共聚物的投入量为2.4kg，二甲基酮的投入量为1.9kg，的投入量为1kg。实施例
30.实施例1一种微罩面沥青混合料的制备方法：s1.将94kg集料加热到180℃后加入0.3kg聚酯纤维混合搅拌均匀，得到预混料；s2.将预混料、5kg改性沥青和3kg矿粉加热在温度为175℃的条件下混合搅拌均匀，得到所述沥青混合料。
31.其中一种改性沥青的制备方法：将100kg沥青在温度为180℃的条件下加热2h，加入制备例1中制得的10kg粘韧性改性剂、1kg邻苯二甲酸二丁酯和5kg纳米二氧化硅在温度为180℃的条件下混合搅拌20min，得到改性沥青。
32.实施例2一种微罩面沥青混合料的制备方法：s1.将97kg集料加热到180℃后加入0.5kg聚酯纤维混合搅拌均匀，得到预混料；s2.将预混料、8kg改性沥青和6kg矿粉加热在温度为180℃的条件下混合搅拌均匀，得到所述沥青混合料。
33.其中一种改性沥青的制备方法：将100kg沥青在温度为180℃的条件下加热2h，加入制备例1中制得的10kg粘韧性改性剂、1kg邻苯二甲酸二丁酯和5kg纳米二氧化硅在温度为180℃的条件下混合搅拌20min，得到改性沥青。
34.实施例3一种微罩面沥青混合料的制备方法：s1.将95.5kg集料加热到180℃后加入0.4kg聚酯纤维混合搅拌均匀；s2.将预混料、6.5kg改性沥青和4.5kg矿粉加热在温度为180℃的条件下混合搅拌均匀，得到所述沥青混合料。
35.其中一种改性沥青的制备方法：将100kg沥青在温度为180℃的条件下加热2h，加入制备例1中制得的10kg粘韧性改性剂、1kg邻苯二甲酸二丁酯和5kg纳米二氧化硅在温度为180℃的条件下混合搅拌
20min，得到改性沥青。
36.其中实施例1-3具体选用的原料及其用量参照表1表1原料(kg)实施例1实施例2实施例3改性沥青586.5集料949795.5矿粉364.5聚酯纤维0.30.50.4实施例4一种微罩面沥青混合料的制备方法，与实施例3的不同之处在于，在改性沥青的制备方法中，将制备例1中制得的粘韧性改性剂等量替换成制备例2中制得的粘韧性改性剂。
37.实施例5一种微罩面沥青混合料的制备方法，与实施例3的不同之处在于，在改性沥青的制备方法中，将制备例1中制得的粘韧性改性剂等量替换成制备例3中制得的粘韧性改性剂。
38.实施例6一种微罩面沥青混合料的制备方法，与实施例3的不同之处在于，在改性沥青的制备方法中，将制备例1中制得的粘韧性改性剂等量替换成制备例4中制得的粘韧性改性剂。
39.实施例7一种微罩面沥青混合料的制备方法，与实施例6的不同之处在于，在制备改性沥青的制备方法中，将100kg沥青在温度为180℃的条件下加热2h，加入制备例4中制得的18kg粘韧性改性剂和2kg邻苯二甲酸二丁酯在温度为180℃的条件下混合搅拌20min，得到混合物；将混合物和9kg纳米二氧化硅加热至120℃的条件下继续搅拌20min，得到改性沥青。
40.实施例8一种微罩面沥青混合料的制备方法，与实施例6的不同之处在于，在制备改性沥青的制备方法中，粘韧性改性剂的投入量为16kg，邻苯二甲酸二丁酯的投入量为1.5kg，纳米二氧化硅的投入量为5.5kg。
41.实施例9一种微罩面沥青混合料的制备方法，与实施例6的不同之处在于，在制备改性沥青的制备方法中，粘韧性改性剂的投入量为17kg，邻苯二甲酸二丁酯的投入量为1.5kg，纳米二氧化硅的投入量为6kg。
42.实施例10一种微罩面沥青混合料的制备方法，与实施例9的不同之处在于，改性沥青的投入量为6kg，集料的投入量为96kg，矿粉的投入量为3.6kg，聚酯纤维的投入量为0.4kg。
43.实施例11一种微罩面沥青混合料的制备方法，与实施例9的不同之处在于，改性沥青的投入量为6.4kg，集料的投入量为96.5kg，矿粉的投入量为4.2kg，聚酯纤维的投入量为0.4kg。
44.对比例
对比例1一种微罩面沥青混合料的制备方法，与实施例1的不同之处在于，将改性沥青等量替换成市售的改性沥青。
45.对比例2一种微罩面沥青混合料的制备方法，与实施例1的不同之处在于，改性沥青由sbs改性剂对沥青改性制得。
46.对比例3一种微罩面沥青混合料的制备方法，与实施例1的不同之处在于，不加入聚酯纤维。
47.性能检测试验粘韧性测试：根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》jtg e20-2011，对实施例1-11和对比例1-3中制得的沥青进行粘韧性试验。
48.耐久性试验：1.冻融劈裂强度测试：根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》jtg e20-2011，以冻融劈裂试验中的强度比作为评价手段；对实施例1-11和对比例1-3所制得的微罩面沥青混合料制成圆柱体试件，试件的尺寸为直径为101.6
±
0.25mm，高为63.5
±
1.3mm，实验条件为温度25℃
±
0.5℃，加载速率为50mm/min进行冻融劈裂试验。
49.2.浸水马歇尔残留稳定度测试：根据《公路沥青路面施工技术规范》(jtg f40-2004)中的方法对实施例1-11和对比例1-3中制得的微罩面沥青混合料进行浸水马歇尔残留稳定度的测试。
50.冻融劈裂强度和浸水马歇尔残留稳定度越高，则微罩面沥青混合料的水稳定性越高。
51.高温耐久性：根据《jtg e20-2011》的方法对实施例1-11和对比例1-3中制得的微罩面沥青混合料车辙试验测定，测试沥青混合料的动稳定度。
52.抗开裂性能：根据《jtg e20-2011》的方法对实施例1-11和对比例1-3中制得的微罩面沥青混合料进行单轴压缩试验，测定各试块的抗裂强度。
53.测试结果记录在表2表2
根据实施例1-6和对比例1-3的数据对比可得，本技术通过粘韧性改性剂、邻苯二甲酸二丁酯和纳米二氧化硅对沥青进行改性，粘韧性改性剂起到改善沥青表面的粘合作用提升粘韧性，二氧化硅和邻苯二甲酸二丁酯分散和附着在沥青表面，使沥青表面具有活性基团，更好地提高改性沥青与集料和矿粉的相容性，从而提升沥青混合料的耐久性；改性后的沥青粘结性能强，且具有良好的粘韧性能，通过改性沥青、集料、矿粉和聚酯纤维的共同配合，可以提高沥青混合料的抗开裂性能；加入聚酯纤维可以吸附改性沥青，聚酯纤维作为稳定剂，提高了改性沥青与集料和矿粉的粘结作用力，加强改性沥青和集料形成的界面膜抵抗水分剥离作用的能力，进一步提高沥青混合料的抗裂性及耐久性。
54.根据实施例6-9的数据对比可得，当改性沥青、集料、矿粉和聚酯纤维在特定的配比时，可以提高沥青混合料的稳定性的同时还可以提高沥青混合料的物理强度，使沥青混合物具有良好的抗裂性能。
55.根据实施例9-11的数据对比可得，在制备改性沥青的过程中，控制制备改性沥青原料在特定的配比时，可以提高沥青的粘韧性的同时增大沥青表层和内部的渗透压，制备出的沥青混合料具有较优的水稳定耐久性和高温耐久性。
56.具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：

1.一种微罩面沥青混合料，其特征在于：由包括以下重量份的原料制成：改性沥青：5-8份；集料：94-97份；矿粉：3-6份；聚酯纤维：0.3-0.5份；所述改性沥青由沥青、粘韧性改性剂、邻苯二甲酸二丁酯和纳米二氧化硅改性制得。2.根据权利要求1所述的一种微罩面沥青混合料，其特征在于：所述粘韧性改性剂由100-120重量份苯乙烯共聚物、20-30重量份聚烯烃弹性体、15-20重量份橡胶粉、70-90重量份橡胶油、15-20重量份二甲基酮、10-15重量份、2-4重量份稳定剂和4-6重量份聚丙烯酰胺制成，所述苯乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、二甲基酮、的重量比为（10.5-10.8）：（2.2-2.4）：（1.8-1.9）：1。3.根据权利要求1所述的一种微罩面沥青混合料，其特征在于：所述改性沥青、集料、矿粉和聚酯纤维的重量比为（15-16）：（240-241.5）：（9-10.5）：1。4.根据权利要求1所述的一种微罩面沥青混合料，其特征在于：所述粘性粘韧性改性剂、邻苯二甲酸二丁酯和纳米二氧化硅的重量比为（10.6-11.4）：1：（3.6-4）。5.根据权利要求1所述的一种微罩面沥青混合料，其特征在于：所述苯乙烯共聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。6.根据权利要求1所述的一种微罩面沥青混合料，其特征在于：所述所述稳定剂为硫磺。7.根据权利要求1所述的一种微罩面沥青混合料，其特征在于：所述聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯共聚物。8.一种微罩面沥青混合料的制备方法，其特征在于：用于制备权利要求1-7任一所述的一种微罩面沥青混合料，包括以下步骤：将集料加热后与聚酯纤维混合搅拌均匀，得到预混料；将改性沥青和矿粉加热后与预混料混合搅拌，得到所述沥青混合料。9.根据权利要求8所述的一种微罩面沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述改性沥青的制备方法为：将沥青加热后加入粘韧性改性剂、邻苯二甲酸二丁酯和纳米二氧化硅加热混合搅拌，得到所述改性沥青。10.根据权利要求8所述的一种微罩面沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述粘韧性改性剂的制备方法为：将聚烯烃弹性体、橡胶粉、二甲基酮、充分搅拌后，再加入苯乙烯共聚物、橡胶油加热搅拌，得到搅拌物；将稳定剂和聚丙烯酰胺混合均匀后，得到混合物；将混合物加入搅拌物中，混合搅拌均匀，得到改性混合料；将改性混合料挤出造粒，得到所述粘韧性改性剂。