專利名稱：：道路用高嵌段比改性瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及聚合物彈性體的用途，尤其涉及以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯為原料的道路用高嵌段比改性瀝青及其制備方法。
背景技術(shù)：
：目前在重載、超載以及高速公路長陡坡等特殊路段，越來越多地采用改性瀝青以提高路面的路用性能，挖掘改性瀝青的潛力成為重要的工程需求。在公路工程中，通常采用高剪切加熱攪拌的方式向基質(zhì)瀝青中加入一定比例的聚合物彈性體制成改性瀝青以滿足瀝青路面的技術(shù)性能要求。聚合物彈性體與基質(zhì)瀝青適當配伍混合制備的改性瀝青可以在相當程度上提高瀝青路面的強度、高溫穩(wěn)定性和抗疲勞性能，適當?shù)販p少行車荷載作用下路面產(chǎn)生的變形。目前采用的聚合物彈性體改性劑主要為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)類材料，其苯乙烯(S)/丁二烯(B)的比例通常為30/70。此類材料通常被稱為SBS改性瀝青，SBS改性瀝青的技術(shù)性能必須滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)中表4.6.2聚合物改性瀝青技術(shù)要求的規(guī)定?！豆窞r青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)中表4.6.2聚合物改性瀝青技術(shù)要求主要包括針入度、軟化點、延度、彈性回復等經(jīng)驗性技術(shù)指標，這些指標在一定程度上反映了改性瀝青的技術(shù)性能。為了提高瀝青路面抵抗車轍變形的能力，采用提高改性瀝青復數(shù)彈性模量的方法具有更加清晰的力學依據(jù)。提高改性瀝青復數(shù)彈性模量可以配制高嵌段比瀝青混合料，高嵌段比瀝青混合料首先提高了材料自身的車轍抵抗能力，同時在瀝青路面結(jié)構(gòu)層中降低了相鄰結(jié)構(gòu)層承受的應(yīng)力應(yīng)變水平，提高了瀝青路面結(jié)構(gòu)總體的抗變形能力。當重載車輛以較低速度行駛時，瀝青混合料的模量將較高速行駛條件下顯著降低，高嵌段比瀝青混合料能夠適應(yīng)長大陡坡路段、城市道路交叉口路段等低速重載交通的需求，提供足夠的承載能力和變形抵抗能力。設(shè)計具有較高復數(shù)剪切模量的改性瀝青具有較高的實際應(yīng)用價值。此高嵌段比改性瀝青具有與普通改性瀝青相同的外觀、氣味、形態(tài)。其技術(shù)性能應(yīng)在滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)中表4.6.2聚合物改性瀝青技術(shù)要求的I-D標準或者ASSHTOPG70-22標準同時，采用動態(tài)剪切流變儀(DSR)，在6(TC溫度條件下，以10rad/s頻率測定的復數(shù)剪切模量G'作為評價指標，此時的復數(shù)剪切模量應(yīng)該大于10kpa。SBS改性劑的規(guī)格列于表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種道路用高嵌段比改性瀝青及其制備方法。本發(fā)明通過采用嵌段比S/B為35/65~45/55的非常規(guī)改性劑，添加有糠酸抽出油作為溶脹劑，應(yīng)用高速剪切混煉技術(shù)、超細粉碎技術(shù)，與限制組成成分的基質(zhì)瀝青混合制成的高分散性高復數(shù)剪切模量的改性瀝青制備得到高嵌段比改性瀝青。它能夠明顯地提高改性瀝青混合料的模量，同時在瀝青路面結(jié)構(gòu)層中降低了相鄰結(jié)構(gòu)層承受的應(yīng)力應(yīng)變水平，提高了瀝青路面結(jié)構(gòu)總體的抗變形能力。本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)一種道路用高嵌段比改性瀝青的制備方法，其以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯為原料，通過高速剪切混煉以及超細粉碎后與限制組成成分的基質(zhì)瀝青混合，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的苯乙烯/丁二烯嵌段比為35/6545/55，添加量為高嵌段比改性瀝青成品總質(zhì)量的57%。上述制備方法中，所述原料中還添加糠醛抽出油作為溶脹劑，所述糠醛抽出油用量為高嵌段改性瀝青成品總質(zhì)量的010%。上述制備方法中，所述糠醛抽出油使用量為所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性劑質(zhì)量的一倍。上述制備方法中，還將將混合制得的高嵌段比改性瀝青在120150'C的條件下機械攪拌824小時。上述制備方法中，所述基質(zhì)瀝青與所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性劑相互配伍，其稠度與瀝青質(zhì)、飽和分等組分比例適當。由上述方法制得的高嵌段比改性瀝青，該高嵌段比改性瀝青在60'C以10rad/s頻率測定的復數(shù)剪切模量為10kpa40kpa，滿足復數(shù)剪切模量應(yīng)該大于10kpa的要求?？啡┏槌鲇偷氖褂昧考s為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性劑質(zhì)量的一倍，通常占改性瀝青總質(zhì)量的10%以內(nèi)。上述制備的高嵌段比改性瀝青在140'C左右的條件下機械攪拌8至24小時，促使改性瀝青熟化。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點及效果1、本發(fā)明得到的高嵌段比改性瀝青突出的應(yīng)用性能為高溫條件下復數(shù)剪切模量顯著提高，G'大于10kpa。使用高嵌段比改性瀝青拌制的高嵌段比瀝青混合料具有良好的車轍抵抗能力，同時可以減少瀝青路面中相鄰結(jié)構(gòu)層承受的應(yīng)力應(yīng)變水平，從而減少其車轍變形。2、本發(fā)明得到的高嵌段比改性瀝青同時提高了改性瀝青的軟化點，在3(TC以上的溫度范圍內(nèi)增加了改性瀝青的粘度。3、本發(fā)明得到的高嵌段比改性瀝青的拌合及鋪設(shè)溫度略高于普通改性瀝青，但其135°C粘度小于3P^s，滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，不需要改變?yōu)r青路面的鋪設(shè)工藝。4、本發(fā)明得到的高嵌段比改性瀝青同時具有較高粘附性，能大大提高改性瀝青與石料之間的粘附性能，使瀝青表面具有良好的水損害抵抗能力，有效減少早期破壞現(xiàn)象。5、由于本發(fā)明得到的高嵌段比改性瀝青使用的聚合物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此在紫外光，氧等環(huán)境因素作用下不會產(chǎn)生降解，耐久性差等老化現(xiàn)象。具體實施方式下面通過實例來進一步說明本發(fā)明的具體實施方式。實施例1以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯為原料，占高嵌段比改性瀝青總質(zhì)量的6%,添加糠醛抽出油(占高嵌段比改性瀝青總質(zhì)量的5%)作為溶脹劑,-通過高速剪切混煉以及超細粉碎后與限制組成成分的基質(zhì)瀝青混合制成，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的苯乙烯/丁二烯嵌段比為40/60，所選基質(zhì)瀝青與所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性劑具有良好的配伍性，將混合制得的高嵌段比改性瀝青在14(TC的條件下機械攪拌16小時。實施例2以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯為原料，占高嵌段比改性瀝青總質(zhì)量的5%，添加糠醛抽出油(占高嵌段比改性瀝青總質(zhì)量的10%)作為溶脹劑，通過高速剪切混煉以及超細粉碎后與限制組成成分的基質(zhì)瀝青混合制成，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的苯乙烯/丁二烯嵌段比為45/55，所選基質(zhì)瀝青與所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性劑具有良好的配伍性，將混合制得的高嵌段比改性瀝青在12(TC的條件下機械攪拌24小時。實施例3以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯為原料，占高嵌段比改性瀝青總質(zhì)量的7%，通過高速剪切混煉以及超細粉碎后與限制組成成分的基質(zhì)瀝青混合制成，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的苯乙烯/丁二烯嵌段比為35/65，所選基質(zhì)瀝青與所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性劑具有良好的配伍性，將混合制得的高嵌段比改性瀝青在15(TC的條件下機械攪拌8小時。對本發(fā)明的優(yōu)選實施例1制得的高嵌段比改性瀝青作如下檢測一、高嵌段比改性瀝青性能檢測結(jié)果(見表2)材料名稱高嵌段比改性瀝青性能檢測結(jié)果執(zhí)行標準JTGF40-2004:JTJ052-2000試驗要求按技術(shù)要求檢測表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>二、高嵌段比改性瀝青與PG76-22等級改性瀝青動態(tài)剪切模量測定結(jié)果比較，見表3。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>臨界溫度,'C84.6—73.2_一—三、高嵌段比改性瀝青混合料與PG76-22改性瀝青混合料間接拉伸回彈模量測定結(jié)果比較，見表4。表權(quán)利要求1.一種道路用高嵌段比改性瀝青的制備方法，其特征在于以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯為原料，通過高速剪切混煉以及超細粉碎后與限制組成成分的基質(zhì)瀝青混合，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的苯乙烯/丁二烯嵌段比為35/65～45/55，添加量為高嵌段比改性瀝青成品總質(zhì)量的5～7％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于在所述原料中還添加糠醛抽出油作為溶脹劑，糠醛抽出油用量為高嵌段改性瀝青成品總質(zhì)量的010%，所述比苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的苯乙烯/丁二烯嵌段比為40/60。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于所述基質(zhì)瀝青與所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性劑相互配伍。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述糠醛抽出油使用量為所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性劑質(zhì)畺的一倍。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于還將將混合制得的高嵌段比改性瀝青在12015(TC的條件下機械攪拌824小時。6、由權(quán)利要求15任一項所述方法制得的高嵌段比改性瀝青。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的高嵌段比改性瀝青，其特征在于該高嵌段比改性瀝青在60'C以10rad/s頻率測定的復數(shù)剪切模量為10kpa40kpa。全文摘要本發(fā)明公開了道路用高嵌段比改性瀝青及其制備方法，該方法通過采用嵌段比為35/65～45/55的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯非常規(guī)改性劑，添加糠醛抽出油作為溶脹劑，應(yīng)用高速剪切混煉技術(shù)、超細粉碎技術(shù)，與限制組成成分的基質(zhì)瀝青混合制成的高分散性高復數(shù)剪切模量的改性瀝青，即高嵌段比改性瀝青，它能夠明顯地提高改性瀝青混合料的模量，同時在瀝青路面結(jié)構(gòu)層中降低了相鄰結(jié)構(gòu)層承受的應(yīng)力應(yīng)變水平，提高了瀝青路面結(jié)構(gòu)總體的抗變形能力。本發(fā)明制得的高嵌段比改性瀝青60℃溫度條件下復數(shù)剪切模量大于10kPa，施工時其135℃粘度小于3Pa·s，滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，不需要改變?yōu)r青路面的鋪設(shè)工藝。文檔編號C08L53/00GK101275033SQ20081002799公開日2008年10月1日申請日期2008年5月9日優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日發(fā)明者張肖寧申請人:華南理工大學