一种低温度敏感型橡胶改性沥青混合料的制作方法

本发明涉及沥青材料，尤其涉及一种低温度敏感型橡胶改性沥青混合料。

背景技术：

1、2022年中国轮胎产量超过一亿条，每年产生的废旧轮胎多达5000万条，随着汽车保有量的增长，废旧轮胎的产生量还将大量增加，如何有效回收利用，避免对环境造成污染，建设低碳环保的节约型社会是目前面临的新课题。将废旧轮胎生产成废旧橡胶粉作为道路沥青改性剂，在公路建设中充分加以利用将是国际公认的无害化、资源化处理的最好方法之一。采用橡胶沥青混合料作为路面铺装材料可以科学降噪、耐磨、充分利用废旧轮胎转换材料，在节约社会资源和环境保护方面具有显著的社会和经济价值。

2、橡胶沥青在高温下具有较大的弹性和弹性恢复能力，可改善路面抗变形能力和抗疲劳开裂的性能；具有较好的高低温性能，降低了沥青对温度的敏感性；具有粘度高、抗老化、抗氧化能力强等特点；防滑功能强、减少雨天行车溅水、改善视野、降低噪音，大大提高路面行车安全和舒适性。但是，随着胶粉掺量的增加，橡胶沥青的黏度逐渐加大。增加了沥青混合料拌和、摊铺和路面压实的难度，施工温度过高，也会增加能耗，加剧有害气体的排放，不利于低碳环保和工作人员的身体健康。因此如何降低橡胶沥青的施工温度是现在研究的热点。温拌剂可以将橡胶沥青的施工温度降低20℃左右，但是温拌剂价格昂贵，不利于推广应用。cn112159597a发明了一种低粘度橡胶改性沥青，利用化学试剂和微波辐射结合对废旧轮胎橡胶粉进行活化处理，将橡胶粉表面硫化胶解聚，改善橡胶粉与基质的粘附性、相容性；最终制得的橡胶沥青粘度低、热稳定性良好、气味低；其工艺过于复杂，不利于大规模推广应用；cn201511024254.8发明的低粘度橡胶沥青利用活化橡胶粉技术降低橡胶沥青的黏度。胶粉活化导致交联键断开，沥青的强度有所损失。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种复合纤维橡胶改性沥青混合料，用以解决现有降低橡胶沥青混合料黏度的技术成本高、工艺复杂、并且损失橡胶沥青的性能的问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种低温度敏感型橡胶改性沥青混合料，包括：橡胶改性沥青、矿料和固态改性剂；所述固态改性剂用于改善混合料的黏度，以降低橡胶改性沥青混合料的施工温度；所述橡胶改性沥青的质量占矿料质量的4.0％～5.5％，固态改性剂的质量占矿料质量的0.2％～1.5％。

4、可选地，所述橡胶改性沥青的组成包括：基质沥青、废旧橡胶粉、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、液态改性剂、塑化剂和硫磺。

5、可选地，所述液态改性剂包括聚异丁烯(pib)(液态)、乙烯丙烯共聚物(ocp)(液态)、聚甲基丙烯酸酯(pma)(液态)、聚正丁基乙烯醚(bb)、氯化苯乙烯-双烯共聚物(hsd)中的一种或几种。

6、可选地，所述固态改性剂包括聚异丁烯(pib)(固态)、乙烯丙烯共聚物(ocp)(固态)、聚甲基丙烯酸酯(pma)(固态)中的一种或几种。

7、可选地，所述基质沥青为70号或90号道路石油沥青。

8、可选地，所述废旧橡胶粉的目数为20～40目。

9、可选地，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为星型或线型结构。

10、可选地，所述塑化剂为邻苯二甲酸二丁酯。

11、可选地，所述固态改性剂为颗粒状或粉末状。

12、第二方面，本发明提供了一种低温度敏感型橡胶改性沥青混合料的制备方法，用于制备上述的混合料，包括以下步骤：

13、步骤1：制备橡胶改性沥青；

14、步骤2：向拌和锅中加入石料和固态改性剂；

15、步骤3：将橡胶改性沥青加入拌和锅中；

16、步骤4：向拌和锅加入矿粉，搅拌、出料。

17、可选地，步骤1包括以下步骤：

18、步骤a：预热基质沥青；

19、步骤b：向预热后的基质沥青中加入废旧橡胶粉、sbs、塑化剂和液态改性剂，升温；

20、步骤c：加入硫磺，搅拌，得到橡胶改性沥青。

21、可选地，步骤a中，基质沥青预热至140-150℃。

22、可选地，步骤b中，升温至170-180℃。

23、可选地，步骤3中，橡胶改性沥青预热至155-165℃。

24、可选地，步骤4中，出料温度为150-160℃。

25、可选地，步骤c中，搅拌时间为20-30min。

26、可选地，步骤2中，固态改性剂的质量占矿料质量的0.2％～1.5％。

27、可选地，步骤b中，液态改性剂的用量占橡胶改性沥青的0.5％-2％。

28、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

29、(1)本技术的低温度敏感型橡胶改性沥青混合料，借助改性剂粘附性强和剪切稳定性较好的特点，一方面，可减少沥青用量，同时增强混合料油石界面的粘结力(粘附性等级达到5级)；另一方面，也可以有效提高橡胶改性沥青混合料的抗疲劳能力(抗拉强度高达1.65-1.68mpa、抗剪强度高达2.7-3.1mpa)，降低车轮碾压路面造成的剪切破坏，降低路面产生裂缝的概率。

30、(2)本发明的改性剂包括固态和液态两种形态，不同形态的改性剂加入时机不同。具体的，液态改剂在制备橡胶改性沥青的过程中加入，固态改性剂在拌和过程中加入，固态改性剂和石料充分、均匀混合，使得石料更容易与沥青浸润，可进一步减少橡胶改性沥青混合料的用量(现有技术橡胶改性沥青混合料的用量为4.7％-5.5％，本发明橡胶改性沥青混合料的用量为4.0％-4.5％)，而且石料通过黏度指数改性剂可以与沥青分子更好的结合。混合料更加致密，不容易松散，掉粒，提高了混合料的稳定性。

31、(3)本发明通过在橡胶改性沥青混合料的制备过程中加入改性剂，使得制备得到的橡胶改性沥青混合料具有较高的黏度指数和平滑的黏温曲线，降低了橡胶沥青的温度敏感性，进而降低施工温度(现有的橡胶改性沥青混合料的施工温度为175℃-185℃，本发明的橡胶改性沥青混合料的施工温度为155℃-165℃)。当施工温度降低时，沥青的黏度增长放缓，因此，橡胶改性沥青混合料仍然可以保持良好的流动性，方便拌和与摊铺，也易于压实，施工和易性良好。这是因为：改性剂的高分子线圈在高温下伸展，在低温下收缩。这种线圈形态的变化，使其在高温下增黏能力大，在低温下增黏能力小，从而改善了流体的黏温性能。

32、同时改性剂的高分子线圈与沥青分子相互作用，沥青分子通过高分子线圈相互连接，形成致密的网格结构，增强了沥青的内聚力，提高了橡胶改性沥青混合料的软化点(85-90℃)、延度(28-35cm)等指标，改善了橡胶改性沥青混合料的高低温性能。另外，橡胶沥青内部形成的致密的网络结构，对提高橡胶沥青的稳定性有积极作用，改善了橡胶改性沥青混合料的抗老化性能(针入度比高达87％-90％，残留延度高达16-20cm，质量变化仅为0.11％-0.25％)。

33、(4)本发明的制备方法不需要额外的设备，也不需要增加额外的工序，工艺简单，在降低施工温度的同时，没有额外增加工艺成本，经济效益显著。

34、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。