本發明專利技術屬于道路工程領域，具體涉及一種適用于鋼橋面鋪裝的高粘高彈瀝青改性劑，所述的瀝青改性劑，按重量份計，其原料組成為：廢舊輪胎膠粉3-10份，聚乙烯廢棄物3-10份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3-8份，苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物1-5份，萜烯樹脂1-5份，溶劑油5-10份，醇醚羧酸鹽界面劑0.3-0.7份。另外，本發明專利技術在該改性劑基礎上制得了改性瀝青和改性瀝青混合料，應用該改性劑制得的改性瀝青60℃動力粘度可達300000Pa.s以上，性能分級達PG88-28；瀝青混合料具有良好水穩定性，較高的動態模量，較高的車轍動穩定度及低溫破壞應變，可以抵御鋼橋面復雜的力學及溫度環境。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于道路工程領域，具體涉及一種適用于鋼橋面鋪裝的高粘高彈浙青改性齊U，以及應用該改性劑制得改性浙青和浙青混合料。
技術介紹
浙青鋼橋面鋪裝結構是一種鋪筑在鋼橋面板上的薄層浙青路面(通常在5-lOcm)，其質量的好壞對于橋梁在建成營運期間的行車安全性、舒適性以及美觀性等方面都起著至關重要的作用。鋼橋面鋪裝結構所處的溫度及荷載環境相比一般路面復雜的多，主要有以下幾點一、溫度場更加嚴苛由于鋼箱梁具有良好的溫度傳導性，易受到外界溫度變化影響，致使其冬季極端溫度下可達-10°C以下，夏季高溫鋼箱梁頂面鋼板達70°C以上，且溫度變化梯度較大，因此對鋪裝層材料的高低溫性能、抗溫度疲勞性能提出更高要求。二、所處荷·載應力復雜鋼箱梁本身振動幅度變形較大，且變形復雜，要求鋪裝層與鋼板具有良好的追從變形能力，能承受反復振動荷載作用而不產生應力疲勞破壞；同時隨著重載、超載現象嚴重，使鋼橋面鋪裝層受力和變形比公路路面或機場道面復雜得多，加之極端溫度的共同作用，使鋼橋面鋪裝層極易出現車轍、坑槽、裂縫等早期病害。因此，鋼橋面鋪裝除需要滿足普通浙青路面的基本要求外，還必須具有足夠的強度和適當的剛度、良好的抗疲勞性能、較高的高溫穩定性、良好的抗裂性能、抗剪能力及較好的變形隨從性。目前所用的橋面鋪裝層浙青膠結料多采環氧浙青，或者用橡膠粉與SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)復合改性，或者采用巖浙青、湖浙青對道路石油浙青復合改性。環氧浙青的優勢是強度高變形小，但疲勞性能差，早期強度偏低，施工工藝復雜，工程養護周期較長，造價昂貴。而其他的改性浙青疲勞性能優于環氧浙青，施工工藝簡單，但很難適應橋面的特殊溫度及受力環境，剛性、彈性、韌性、變形隨從性顯著不足，浙青60°C動力粘度較小，使其浙青混合料在重力荷載作用下易出現車轍，在界面剪應力作用下出現推移、擁抱，在溫度差作用下鋼板變形較大而混合料變形協從性較差易出現開裂，抗溫度疲勞和荷載疲勞性能較差易產生開裂、脫落等問題。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提出了一種浙青改性劑，并且應用該改性劑制得改性浙青和浙青混合料，應用該改性劑制得的改性浙青60°C動力粘度可達300000Pa. s以上，性能分級達PG88-28 ;浙青混合料具有良好水穩定性，較高的動態模量，較高的車轍動穩定度及低溫破壞應變，可以抵御鋼橋面復雜的力學及溫度環境。本專利技術所述的浙青改性劑，按重量份計，其原料組成為廢舊輪胎膠粉3-10份，聚乙烯廢棄物3-10份,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3-8份,苯乙烯-異戍二烯-苯乙烯嵌段共聚物1-5份，萜烯樹脂1-5份，溶劑油5-10份，醇醚羧酸鹽界面劑O. 3-0. 7份。其中，廢舊輪胎膠粉是將廢舊輪胎粉中的子午線鋼絲以及纖維去除后常溫粉碎獲得的。廢舊輪胎膠粉的化學本質決定其具有良好的浙青改性功能，其中的天然橡膠、合成橡膠使浙青具有寬廣的彈性溫度工作區間，炭黑及少量的氧化鈣使浙青具有良好的抗老化和耐磨性，因此廢舊輪胎膠粉在提高浙青低溫柔性、改善浙青抗疲勞特性方面具有優異的效果，但其對浙青的高溫性能改善不明顯，單獨與浙青作用時與浙青的相容性較差，致使浙青存儲穩定性較差。廢舊輪胎膠粉用量過大，其在浙青中不能充分溶脹，使改性浙青的粘度過大，影響浙青的施工和易性；用量過小，不具有明顯的改性效果，對浙青的低溫柔性及抗疲勞特性改善不明顯，因此需要控制其用量在3-10份。聚乙烯廢棄物以廢舊塑料為原料，也就是俗稱的“白色垃圾”為原始材料,高溫熔融，采用螺桿機擠出造粒得到。這種材料對浙青的高溫穩定性有明顯的改善，用于改善浙青的高溫抗車轍能力，顯著提高浙青的60°C動力粘度。采用電子顯微鏡研究聚乙烯改性浙青，可發現有絮狀的發絲狀的聯結，有一些柔順卷曲的聚乙烯支鏈相互結合，形成交聯網狀結構，并裹復浙青折疊交聯在一起，形成立體的網狀結構，因而擴大了浙青的粘彈性范圍，約束了浙青在外力作用下的流動性，由此提高浙青在高溫狀態下的粘度和抗流動變形能力。但是單獨作用，與浙青的相容性較差，其摻量過大對浙青的低溫性能損傷較大，因此其用量需要限定在一定范圍，專利技術人經過多次實驗發現其用量為3-10份時制得的改性劑效果較好。綜合上述對于廢舊輪胎膠粉單獨與浙青作用時的效果描述，若聚乙烯廢棄物與廢舊輪 胎膠粉復合，則具有協同效應，改善兩者在浙青中的相容性，共同改善浙青的高低溫性能。專利技術人經過多次實驗發現當聚乙烯廢棄物為3-10份時，廢舊輪胎膠粉也為3-10份，兩者的協同作用較好，尤其是兩者的用量比為1:1時，效果最佳。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物SIS為熱塑性彈性體。SBS作為優良的浙青改性劑，對浙青的高低溫性能均有一定的改善，但若單獨作用，通常摻量較大，而其價格較高，更多的工作者希望尋找其替代品。SIS作為優良的膠結劑，在膠水領域應用較多，將其應用于浙青改性，可提高浙青彈性及粘結特性。兩者在一定的配比下結合使用，既改善了改性浙青的高低溫性能又提高了改性浙青的彈性及粘結特性，而且不會導致生產成本過高。樹脂類產品在改善基質稠度方面具有一定效應，也是優良的膠結劑。作為高粘高彈浙青改性劑，要求其改善浙青50-90°C之間的粘彈特性，使浙青具有更大的粘度，但希望浙青在135°C的粘度較低，以使改性浙青具有較好的施工和易性。因此選擇軟化點在90-110°C之間，酸值小于20mgK0H/g的萜烯樹脂。這種萜烯樹脂在溫度低于80°C時，在浙青中基本不流動，起到錨固作用；但當溫度達到90-100°C時，首先開始軟化,改善浙青在120°C以上的粘彈性，確保改性浙青135°C不大于6Pa. s，具有良好的施工和易性。所述的溶劑油可以采用常規的糠醛抽出油，也可以采用廢棄食用油與糠醛抽出油的復合物。廢棄食用油為餐飲或家庭食用油廢棄物，其中的高級脂肪酸甘油酯與改性劑中多種高分子聚合物相容性較好；而糠醛抽出油為富芳烴組分，可加速浙青中改性劑的溶脹，促使改性劑在浙青中更好的相容。兩者復合使用，對于改性浙青的相容性提高具有更優的價值。專利技術人通過多次實驗發現當兩者以重量比1:1復合時，可以取得較好的效果。所述的界面劑為醇醚羧酸鹽，例如AEC_9Na、AEC-1ONa, AEC-H，其中效果最好的是AEC-IONa0由于現存的浙青改性手段均為物理改性，改性劑在浙青體系中不會完全溶解，通常以較細小的顆粒存在，在熱存儲狀態下，這些微小的顆粒會在重力作用下產生沉降，造成改性浙青的離析。而醇醚羧酸鹽可有效降低固體微粒與浙青相的界面張力，增加改性浙青的網絡結構強度，改善改性浙青的彈性及韌性，確保改性浙青長期的熱存儲穩定性，不發生尚析。專利技術人經過長期試驗摸索發現，按重量份計，當浙青改性劑的原料組成為廢舊輪胎膠粉3份，聚乙烯廢棄物3份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物6份，苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物2份，萜烯樹脂4份，溶劑油6份，醇醚羧酸鹽界面劑O. 7份時，改性效果最好。制備本專利技術所述的浙青改性劑，其具體步驟為將溶劑油、醇醚羧酸鹽界面劑、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯廢棄物、廢舊輪胎膠粉、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、萜烯樹脂按重量比例在180-190°C下剪切研磨混合均勻，通過雙螺桿擠出機本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種瀝青改性劑，其特征在于：按重量份計，其原料組成為：廢舊輪胎膠粉3？10份，聚乙烯廢棄物3？10份，苯乙烯？丁二烯？苯乙烯嵌段共聚物3？8份，苯乙烯？異戊二烯？苯乙烯嵌段共聚物1？5份，萜烯樹脂1？5份，溶劑油5？10份，醇醚羧酸鹽界面劑0.3？0.7份。
【技術特征摘要】
1.一種浙青改性劑，其特征在于按重量份計，其原料組成為廢舊輪胎膠粉3-10份，聚こ烯廢棄物3-10份，苯こ烯-丁ニ烯-苯こ烯嵌段共聚物3-8份，苯こ烯-異戊ニ烯-苯こ烯嵌段共聚物1-5份，萜烯樹脂1-5份，溶劑油5-10份，醇醚羧酸鹽界面劑O. 3-0. 7份。2.根據權利要求I所述的浙青改性劑，其特征在于按重量份計，其原料組成為廢舊輪胎膠粉3份，聚こ烯廢棄物3份，苯こ烯-丁ニ烯-苯こ烯嵌段共聚物6份，苯こ烯-異戊ニ烯-苯こ烯嵌段共聚物2份，萜烯樹脂4份，溶劑油6份，醇醚羧酸鹽界面劑O. 7份。3.根據權利要求I所述的浙青改性劑，其特征在干所述的萜烯樹脂軟化點為90-110°C，酸值小于 20mgK0H/g。4.根據權利要求I所述的浙青改性劑，其特征在于所述的溶劑油為糠醛抽出油或廢棄食用油與糠醛抽出油的復合物。5.根據權利要求4所述的浙青改性劑，其特征在于所述的廢棄食用油與糠醛抽出油的復合物中廢棄食用油與糠醛抽出油的重量比為1:1。6.制備權利要求I所述的浙青改性劑的方法，其特征在于其具體步驟為將溶劑油、醇醚羧酸鹽...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王鵬，王立志，任瑞波，高曉寧，徐強，耿立濤，
申請(專利權)人：山東建筑大學，
類型：發明
國別省市：
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