[发明专利]一种岩沥青改性沥青混合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩沥青改性沥青混合料及其制备方法，属于改性沥青材料技术领域。

背景技术

岩沥青是古生代石油经过长达上亿年的沉积，在温度、压力、有无机物触媒、细菌的综合作用下氧化聚合形成的，岩沥青作为一种新兴的天然改性剂，以其技术性能优良、施工工艺简单以及在价格上经济合理，在国内外已经开始应用，如早期与岩沥青同类产品湖沥青已应用于上海东海大桥、虹桥机场等重要工程。近几年岩沥青在浙江、上海、江西、安徽等省的高速公路、国省道及重载交通、大交通流量道路、爬坡路段、收费口等特殊路况的应用。世界上最为著名的岩沥青是北美UINTAITE岩沥青，在欧美许多国家的高速公路上都使用UINTAITE岩沥青。近年来，UINTAITE岩沥青进入中国市场，但是其较高的价格限制其广泛应用。当前，交通部科研所已把岩沥青列入我国西部地区发展项目，经研究测试，通过了鉴定并在2008年3月制定了相关的指南，这对继聚合物SBS改性剂之后又一种道路沥青改性的新理念。岩沥青可应用于重载沥青道路，不仅可以显著提高沥青路面的使用性能、延长使用寿命，而且与SBS改性沥青相比具有明显价格优势。因此，对岩沥青改性沥青混合料的性能、生产与施工技术以及路面性能进行研究是一项具有理论意义和实用价值的课题。

与聚合物改性剂相比，岩沥青具有以下优越性能：(1)生产工艺简单，生产成本低，岩沥青改性沥青的加工掺配工艺一般采用普通加热拌合，且与道路石油沥青有较好的相容性，不易离析；(2)岩沥青与基质沥青形成的共混体系有很好的相容性，具有热力学的稳定性，从形成的角度看，岩沥青和基质沥青是石油的衍生物，是天然形态存在的沥青，与沥青的化学结构基本相似，所以与路用沥青具有很好的相容性，极易共存，混合后能形成天然沥青与路用沥青的紧密分子，这种分子既有岩沥青的硬度和耐磨性，同时也保留了基质沥青的韧性；(3)岩沥青氮含量高，氮元素以官能团的形式存在，使得改性后的基质沥青具有很好的浸润性和对自由氧化基的高抵抗性，其他元素(氧、硫)及有机链也共同发育并加强了这一特性，具体表现为改性后的沥青粘度增大及与集料的粘附性增强，这有别于有机胺类物质提高沥青与集料的粘附性，有机胺类物质在高温作用下其与集料的粘附性会迅速降低，研究表明，岩沥青改性沥青混合料在高温作用下，其粘附性还有增强的趋势；(4)具有重组能力，天然岩海青的分子量很大，当它溶于路道石油沥青后，在高温和小分子的作用下，岩沥青的大胶束会破裂，从而暴露出很多活性点，而这些活性点会迅速被浙青的小分子所填充、包围，实际上是在基质沥青中加入了非自发的核心物质，使得改性后的基质沥青形成以岩沥青大分子为核心，基质沥青小分子填充、包围的新结构，从而使得改性后的基质沥青分子量变大、粘性增强；(5)具有良好的耐久性。岩沥青具有很强的抵抗微生物侵蚀的能力，在岩沥青形成的漫长过程当中，能被氧化的、侵蚀的早已氧化、侵蚀殆尽，所以剰下的成分都很稳定，耐老化性很强。岩沥青能在基质沥青表面形成一层致密、光亮的保护膜，保护里面的物质不受侵害，这对提高沥青路面的耐久性并减缓沥青路面的老化速度起到了决定性作用。

目前对岩沥青改性沥青的研究和应用基本上局限于路面表面层，但是粉末状固体岩沥青，不能完全溶解于基质沥青中，散布于基质沥青中的岩沥青微小颗粒体阻碍沥青分子间力发挥作用，使沥青塑性退化，导致岩沥青改性沥青的延度随岩沥青含量的增加而越来越小。另外，岩沥青改性沥青混合料的性能并不能达到普通黑色沥青的性能水平，尤其是防水和温度敏感性能不足，导致其不能应用在南方高温、重载、交通量较大或透水路面等场合，限制了其进一步应用。

发明内容

本发明目的在于克服现有岩沥青改性沥青的性能不足，提供一种岩沥青改性沥青混合料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的一种岩沥青改性沥青混合料，包括如下组分：基质沥青、天然岩沥青、氧化石墨和聚合物添加剂。

一种岩沥青改性沥青混合料，所述岩沥青/氧化石墨改性沥青包括基质沥青、天然岩沥青、氧化石墨和聚合物添加剂，通过机械剪切、纳米复合和聚合物改性等工艺制备而成。

本发明所述的一种岩沥青改性沥青混合料的制备方法，具体步骤为：

1)按重量称取100份基质沥青、5～10份岩沥青、0.1～1份氧化石墨和1～5份聚合物添加剂和10～50％份其他填料；

2)将基质沥青加热到170～185℃，加入岩沥青、SBS和其他填料，剪切1～3小时后搅拌30～60分钟，得到岩沥青改性沥青；