一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料及其制备方法与流程

本发明属于道路工程材料，具体涉及一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料及其制备方法。

背景技术：

1、随着我国汽车行业的发展和车辆产品的快速迭代，每年被淘汰和废弃的汽车急剧增加，产生了大量废旧轮胎；仅2022年，我国产生的废旧轮胎为3.5亿条，且每年产生的废旧轮胎正以8％至10％的速度增加，由此产的“黑色污染”对生态环境造成了极大的破坏，因此废旧轮胎的妥善处理愈来愈得到我国关注。

2、我国公路建设发展迅速，为国家和地区的经济发展起到了重要作用；截止2022年底，我国公路密度已经达到55.78公里/百平方公里，公路网已逐步形成。从结构形式上看，我国公路主要采用沥青路面，然而随着沥青路面的路龄、行车次数及超载等因素的增加，路面会出现疲劳、车辙、抗滑不足、裂缝、松散等病害，严重降低了沥青路面服务能力和使用寿命。为此，市场上亟需一种寿命长、力学性能优异且抗滑耐磨新型沥青路面材料。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料及其制备方法，所得的沥青混合料具有优异的力学性能、高抗滑耐磨、较好的温度稳定性以及抗疲劳性能，不仅能改善沥青路面服役性能，延长沥青路面使用寿命，而且节能环保、绿色低碳，具有显著的经济社会双重效益。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料，按重量包括以下组成成分：基质沥青100份、多源废旧轮胎胶粉25～30份、sbs改性剂2～3份、稳定剂5～8份、抗剥落剂0.4～0.5份、表面活性剂1～1.5份、连接剂4～5份、石灰岩机制砂600～700份、铝矾土集料600～700份、钢渣集料700～800份、矿粉40～60份。

3、优选的，所述多源废胎胶粉为货车轮胎胶粉或小车轮胎胶粉或货车轮胎胶粉与小车轮胎胶粉混合物，目数为30～40目。

4、优选的，所述基质沥青为道路石油沥青；所述sbs改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述稳定剂为硫磺类稳定剂，采用结晶型硫磺；所述抗剥落剂为非胺类抗剥落剂；所述表面活性剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠；所述连接剂为辛烯聚合物橡胶连接剂。

5、优选的，所述石灰岩机制砂的粒度为0-5mm；所述铝矾土集料的粒度为5-10mm；所述钢渣集料的粒度为10-15mm。

6、优选的，所述铝矾土集料为88#煅烧铝矾土，其al2o3的含量大于或等于88％；所述钢渣集料为平炉钢渣或转炉钢渣，且存放时间大于一年。

7、一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：

8、s1、制备多源废胎胶粉复合改性沥青；

9、s2、制备高抗滑耐磨复合改性沥青混合料。

10、优选的，步骤s1具体为，

11、s11、按比例，从基质沥青储存罐取出熔化的基质沥青，并分别称量好多源废旧轮胎胶粉、sbs改性剂、稳定剂、抗剥落剂、表面活性剂、连接剂；

12、s12、将取出熔化的基质沥青放入搅拌机中，基质沥青温度控制为150～160℃，加入表面活性剂，快速搅拌3～7min，使表面活性剂完全融入基质沥青中；

13、s13、将基质沥青温度保持在160～170℃，依次加入多源废旧轮胎胶粉、sbs改性剂，机械搅拌30min，得到复合改性沥青；

14、s14、将复合改性沥青的温度控制在170～185℃，高速剪切复合改性沥青，高速剪切30min，剪切速度为3000～4000r/min；

15、s15、在步骤s14的高速剪切过程中，依次加入稳定剂、抗剥落剂及连接剂，待步骤s14剪切完成后，再高速剪切0.5～1h，剪切速度为4500～5000r/min，并得到初始复合改性沥青；

16、s16、将初始复合改性沥青存放在温度为160～170℃的烘箱中发育溶胀1～1.5h，最终制成多源废胎胶粉复合改性沥青；

17、制作完成多源废胎胶粉复合改性沥青后，若不及时使用，应放在储存罐中，温度控制在140～150℃，并不断搅拌。

18、优选的，步骤s2具体为，

19、s21、按比例，分别称量好石灰岩机制砂、铝矾土集料、钢渣集料、矿粉、多源废胎胶粉复合改性沥青；

20、s22、将称取的多源废胎胶粉复合改性沥青加热至170～185℃；

21、s23、将石灰岩机制砂、铝矾土集料、钢渣集料倒入搅拌锅内复配骨料，将骨料加热到190～200℃，干拌时间为20～25s；

22、s24、将步骤s22加热后的多源废胎胶粉复合改性沥青加入搅拌锅中，湿拌时间为55～70s；

23、s25、向搅拌锅加入矿粉，并搅拌10s，拌和而成的沥青混合料即为高抗滑耐磨复合改性沥青混合料成品；

24、若拌和而成的沥青混合料出锅温度大于200℃，应给予废弃。

25、优选的，所述步骤s21中，多源废胎胶粉复合改性沥青的添加比例根据设计单位所出的配合比范围添加。

26、优选的，所述步骤s23中，钢渣集料使用前，采用有机硅防水剂处理。

27、本发明的有益效果：

28、1、本发明通过多种原材料组合的复配，制备得到了一种高抗滑耐磨多源废胎胶粉复合改性沥青混合料，避免了沥青路面因长期使用而导致的抗滑性能不足的问题，有效的改善了现有沥青混合料力学性能差、稳定性不佳、过早疲劳及出现病害的缺点，延长了沥青路面使用寿命；

29、2、本发明所制得的高抗滑耐磨的沥青混合料其动稳定度可达7137次/mm，构造深度高达0.77mm，浸水残留稳定度为92％，疲劳寿命次数高达681354次，具有优异的力学性能、高抗滑耐磨、较好的温度稳定性以及抗疲劳性能；

30、3、本发明将废旧轮胎加工成胶粉制备橡胶沥青混合料，可以改善沥青路面的服役行为和延长路面使用寿命，同时可以缓解“黑色污染”造成环境压力，不仅节能环保、绿色低碳，还能改善沥青路面服役性能，延长沥青路面使用寿命，具有显著的经济社会双重效益。

31、下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料，其特征在于，按重量包括以下组成成分：基质沥青100份、多源废旧轮胎胶粉25～30份、sbs改性剂2～3份、稳定剂5～8份、抗剥落剂0.4～0.5份、表面活性剂1～1.5份、连接剂4～5份、石灰岩机制砂600～700份、铝矾土集料600～700份、钢渣集料700～800份、矿粉40～60份。

2.根据权利要求1所述的一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料，其特征在于：所述多源废胎胶粉为货车轮胎胶粉或小车轮胎胶粉或货车轮胎胶粉与小车轮胎胶粉混合物，目数为30～40目。

3.根据权利要求1所述的一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料，其特征在于：所述基质沥青为道路石油沥青；所述sbs改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述稳定剂为硫磺类稳定剂，采用结晶型硫磺；所述抗剥落剂为非胺类抗剥落剂；所述表面活性剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠；所述连接剂为辛烯聚合物橡胶连接剂。

4.根据权利要求1所述的一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料，其特征在于：所述石灰岩机制砂的粒度为0-5mm；所述铝矾土集料的粒度为5-10mm；所述钢渣集料的粒度为10-15mm。

5.根据权利要求1所述的一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料，其特征在于：所述铝矾土集料为88#煅烧铝矾土，其al2o3的含量大于或等于88％；所述钢渣集料为平炉钢渣或转炉钢渣，且存放时间大于一年。

6.一种如权利要求1-5任意一项所述的一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤s1具体为，

8.根据权利要求7所述的一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤s2具体为，

9.根据权利要求8所述的一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述步骤s21中，多源废胎胶粉复合改性沥青的添加比例根据设计单位所出的配合比范围添加。

10.根据权利要求9所述的一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述步骤s23中，钢渣集料使用前，采用有机硅防水剂处理。

技术总结
本发明公开了一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料及其制备方法，按重量包括以下组成成分：基质沥青100份、多源废旧轮胎胶粉25～30份、SBS改性剂2～3份、稳定剂5～8份、抗剥落剂0.4～0.5份、表面活性剂1～1.5份、连接剂4～5份、石灰岩机制砂600～700份、铝矾土集料600～700份、钢渣集料700～800份、矿粉40～60份。本发明采用上述一种高抗滑耐磨复合改性沥青混合料及其制备方法，所得的沥青混合料具有优异的力学性能、高抗滑耐磨、较好的温度稳定性以及抗疲劳性能，不仅能改善沥青路面服役性能，延长沥青路面使用寿命，而且节能环保、绿色低碳，具有显著的经济社会双重效益。

技术研发人员：兰晓刚,朱克南,秦宇聪,周鑫,祁雪峰,戴文斌,焦伟立,王静,位可可,马百赞
受保护的技术使用者：河南省交通规划设计研究院股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23