[发明专利]一种阻尼多孔降噪隧道沥青面层材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学与工程领域，具体涉及一种隧道沥青面层材料的制备方法。

技术背景

隧道的噪声是一个普遍关注的技术问题，目前降噪路面研究多集中于利用多孔沥青混合料，如OGFC沥青混合料，吸收噪声并消除轮胎泵浦效应，但是多孔材料的吸声作用有限，降噪效果一般仅2～4dB，根本无法根本解决隧道噪声问题。阻尼技术主要是沥青中添加一些增加弹性或具有空间网络结构的材料，提高材料的阻尼特性，消除车辆行驶中轮胎甚至车体的振动噪声。

目前大型公路隧道具有封闭空间，通风差，噪声大的特点，出于防火安全考虑，大型公路隧道对沥青材料的使用非常谨慎。在较长隧道中使用部分有机阻燃剂，如溴类阻燃剂，路面型式多为AC系列沥青混凝土，但是这种阻燃沥青混凝土路面根本无法控制汽油等液态燃烧物的燃烧，对隧道车辆的火灾没有控制作用，研究表明在汽油完全燃烧的高温状态下，阻燃沥青的极限氧指数将大幅度降低，而且相对于汽油等燃烧物，沥青路面的部分燃烧根本就微不足道，所以必须有效控制隧道中参与燃烧的汽油等可燃液体量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有降噪、阻燃、抗滑功能的阻尼多孔降噪隧道沥青面层材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种阻尼多孔降噪隧道沥青面层材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)高粘度高弹性改性沥青的制备：按各组分的质量比为基质沥青：改性剂SBS∶活化橡胶粉∶增粘增容剂∶抗氧剂∶稳定剂＝100∶6.0～18.3∶20.2～45.7∶1.2～3.7∶0.2～1.4∶0.4～1.9，选取基质沥青、改性剂SBS、活化橡胶粉、增粘增容剂、抗氧剂和稳定剂，备用；

首先将熔化的基质沥青与改性剂SBS共同投入胶体磨中碾磨，经过一次循环后加入增粘增容剂、抗氧剂及稳定剂，继续碾磨3～6次循环，温度控制150～180℃，再将碾磨后的沥青混合物通过高速乳化剪切机，调整转速3000～7000转/min，慢慢添加活化橡胶粉，待全部添加后，继续高速剪切15～30min，剪切时控制温度160～180℃，将剪切后的沥青混合物在140～170℃下充分溶胀后，即制得高粘度高弹性改性沥青；

2)在高粘度高弹性改性沥青中加入阻燃剂，高粘度高弹性改性沥青与阻燃剂的质量比为100∶8～22，将高粘度高弹性改性沥青加热熔化添加阻燃剂，搅拌3～9min，150～170℃静置15～30min，即得阻燃高粘度高弹性改性沥青；

3)按质量比为矿料∶阻燃高粘度高弹性改性沥青∶纤维稳定剂＝100∶3.6～5.2∶0.1～0.4，选取矿料、阻燃高粘度高弹性改性沥青、纤维稳定剂，备用；所述的矿料由粗集料、细集料、填料和阻尼物质组成，质量比为粗集料∶细集料∶填料∶阻尼物质＝100∶11～18∶1～4∶2～6；

采用间歇式拌和设备，首先将粗集料、细集料及纤维稳定剂拌和10～20s，然后喷入阻燃高粘度高弹性改性沥青拌和15～30s，分别从两个料仓同时喷入填料和阻尼物质，拌和10～30s，拌和温度170～185℃，出料温度不低于160℃，得阻尼多孔降噪隧道沥青面层材料。

所述的基质沥青选用沥青AH-70或沥青AH-90。

所述的改性剂SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，选用星型或线型的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。

所述的增粘增容剂选用萜烯树脂、石油树脂或松香树脂。

所述的抗氧剂选用铅类、锌类、钙盐或胺类。

所述的稳定剂选用聚酰胺类或硫磺类稳定剂。

所述的阻燃剂选用卤系阻燃剂、磷系阻燃剂或无机阻燃剂。

所述的粗集料选用玄武岩或辉绿岩，最大公称粒径为16mm(9.5～16mm)。

所述的细集料选用玄武岩或辉绿岩，最大公称粒径4.75mm。

所述的填料选用石灰岩矿粉。

所述的阻尼物质选用蛭石粉、膨胀珍珠岩粉或天然沸石粉。

本发明借鉴多孔沥青混合料空隙率大，排水性能好，吸声系数大的特点，以大空隙沥青混合料为基体，制备具有高粘度高弹性的沥青材料，并利用阻燃剂对沥青进行阻燃技术处理，在沥青混合料的制备过程中，添加阻尼物质，配制出具有高阻尼、大空隙结构，并对隧道火灾具有控制作用的隧道沥青面层材料。