一种树脂沥青混凝土及其制备方法与流程

本发明属于沥青混凝土制备，具体涉及一种树脂沥青混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、沥青类材料是无缝伸缩缝常用的胶结材料，但其面临的主要难题是低温脆性和高温稳定性不足，须对其进行高度改性以便获得性能优异的弹性体材料。由于无缝伸缩缝填充材料富含沥青材料，其低温延伸变形和高温交通承载能力均依赖于沥青胶结料的性能，这对沥青材料的低温与高温兼容性提出了更高的要求。

2、常见的无缝伸缩缝材料是由高剂量沥青与特定级配集料组成，但是高剂量的沥青会使伸缩缝在夏季高温环境下出现车辙、泛油、推移等病害，冬季低温环境下出现裂缝与界面脱落，因此使用寿命低。不仅给交通运输带来了很大的压力，而且也增加了交通设施的维修成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种树脂沥青混凝土及其制备方法。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种树脂沥青混凝土，所述树脂沥青混凝土由a、b、c三组份组成，其中a组份为改性沥青，b组份为聚氨酯胶结料，c组份为单一粒径石料；所述a、b、c三组份的质量比为100-150：20-50：400-800。

3、进一步地，所述b组份聚氨酯胶结料由质量比为50-70：80-110的多巴胺改性多元醇和封闭型聚氨酯预聚体组成。

4、进一步地，所述a组份改性沥青的制备包括，将道路沥青加热至170-180℃，以100份70#道路沥青计，加入3-10份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物sbs，剪切60-120min，剪切机速率为3000-4000r/min；而后依次加入15-25份橡胶粉、2-5份橡胶油、0.1-1份抗老化剂及1-5份有机膨润土，并持续搅拌30-90min，温度保持在180-190℃，得改性沥青。

5、进一步地，所述橡胶粉为斜交胎胶粉，粒径为40-60目，橡胶粉的天然橡胶含量≥25％，炭黑含量28-35％；所述抗老化剂由质量比为1：1的受阻酚抗氧剂和紫外线吸收剂组成；所述受阻酚抗氧剂为受阻酚抗氧剂2246、受阻酚抗氧剂425、受阻酚抗氧剂1010中的至少一种；所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂uv-622、紫外线吸收剂uv-531、紫外线吸收剂uv-326中的至少一种。

6、进一步地，所述b组份多巴胺改性多元醇的制备包括，称取100-120份马来酸酐改性聚丙二醇、60-100份碳二亚胺系列缩合剂及40-60份n-羟基丁二酰亚胺溶于溶剂中，然后调节ph为4-5，搅拌反应5-8h；继续加入40-70份盐酸多巴胺，调节ph为8-9，氮气保护下搅拌反应12-24h，得多巴胺改性多元醇。

7、进一步地，所述聚丙二醇为聚丙二醇2000、聚丙二醇1000、聚丙二醇600、聚丙二醇400中的至少一种；所述碳二亚胺系列缩合剂为n,n'-二环己基碳二亚胺、n,n'-二异丙基碳二亚胺、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐中的至少一种；所述溶剂为无水乙醇。

8、进一步地，所述b组份封闭型聚氨酯预聚体制备包括，称取100份多元醇在110-120℃除水2-3h，加入功能化石墨烯，超声分散后继续加入160-250份多异氰酸酯，加热到80℃反应2-4h，冷却后得到-nco聚氨酯预聚体；加入200-300份封闭剂(封闭剂溶于n-二甲基甲酰胺中)，70-80℃恒温水浴加热，氮气保护下搅拌反应6-12h；加入1-3份消泡剂和5-10份增塑剂，得封闭型聚氨酯预聚体。

9、进一步地，所述多元醇为聚醚多元醇、聚烯烃多元醇和植物油多元醇中的至少一种；多异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种；所述功能化石墨烯为羧基化石墨烯、磺酸化石墨烯、羟基化石墨烯中的至少一种；所述封闭剂为2-羟基吡啶、3-羟基吡啶和4-羟基吡啶中的至少一种；所述消泡剂为消泡剂gpe10、消泡剂gp型、消泡剂gpes型中的至少一种；所述增塑剂为磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、癸二酸二辛酯、氯化石蜡中的至少一种。

10、进一步地，所述单一粒径石料为玄武岩、辉绿岩、石灰岩中的至少一种，高温压碎值≤25％，抗压强度≥120mpa，粒径为9.5-16mm。

11、进一步地，还包括一种树脂沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤，

12、s1、制备a组份改性沥青；

13、s2、制备b组份聚氨酯胶结料；

14、s3、按比例将b组份加入a组份中，在高温160-180℃下搅拌2-5min，即为树脂沥青胶结料；

15、s4、将石料加热至170-190℃，将树脂沥青胶结料和石料加入到拌和锅中，保持拌和温度160-180℃，搅拌2-5min，得树脂沥青混凝土。

16、本发明的有益效果在于：

17、多巴胺改性多元醇中的邻苯二羟基基团能增强树脂沥青与石料的黏附性，显著提升树脂沥青混合料的水稳定性能及与基面的黏结性能；封闭型聚氨酯预聚体可以延长树脂沥青混合料在高温下的操作时间，解封后树脂沥青混合料在常温下能较快形成强度。多巴胺改性多元醇和封闭型聚氨酯预聚体反应后能在沥青中形成网络结构，从根本上改变沥青材料的热塑性，制得的树脂沥青混合料具有较强的抗车辙性能、低温变形性能和变形性能。

18、本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种树脂沥青混凝土，其特征在于：所述树脂沥青混凝土由a、b、c三组份组成，其中a组份为改性沥青，b组份为聚氨酯胶结料，c组份为单一粒径石料；所述a、b、c三组份的质量比为100-150：20-50：400-800。

2.根据权利要求1所述的一种树脂沥青混凝土，其特征在于：所述b组份聚氨酯胶结料由质量比为50-70：80-110的多巴胺改性多元醇和封闭型聚氨酯预聚体组成。

3.根据权利要求1所述的一种树脂沥青混凝土，其特征在于：所述a组份改性沥青的制备包括，将道路沥青加热至170-180℃，以100份70#道路沥青计，加入3-10份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物sbs，剪切60-120min，剪切机速率为3000-4000r/min；而后依次加入15-25份橡胶粉、2-5份橡胶油、0.1-1份抗老化剂及1-5份有机膨润土，并持续搅拌30-90min，温度保持在180-190℃，得改性沥青。

4.根据权利要求3所述的一种树脂沥青混凝土，其特征在于：所述橡胶粉为斜交胎胶粉，粒径为40-60目，橡胶粉的天然橡胶含量≥25％，炭黑含量28-35％；所述抗老化剂由质量比为1：1的受阻酚抗氧剂和紫外线吸收剂组成；所述受阻酚抗氧剂为受阻酚抗氧剂2246、受阻酚抗氧剂425、受阻酚抗氧剂1010中的至少一种；所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂uv-622、紫外线吸收剂uv-531、紫外线吸收剂uv-326中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的一种树脂沥青混凝土，其特征在于：所述b组份多巴胺改性多元醇的制备包括，称取100-120份马来酸酐改性聚丙二醇、60-100份碳二亚胺系列缩合剂及40-60份n-羟基丁二酰亚胺溶于溶剂中，然后调节ph为4-5，搅拌反应5-8h；继续加入40-70份盐酸多巴胺，调节ph为8-9，氮气保护下搅拌反应12-24h，得多巴胺改性多元醇。

6.根据权利要求5所述的一种树脂沥青混凝土，其特征在于：所述聚丙二醇为聚丙二醇2000、聚丙二醇1000、聚丙二醇600、聚丙二醇400中的至少一种；所述碳二亚胺系列缩合剂为n,n'-二环己基碳二亚胺、n,n'-二异丙基碳二亚胺、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐中的至少一种；所述溶剂为无水乙醇。

7.根据权利要求2所述的一种树脂沥青混凝土，其特征在于：所述b组份封闭型聚氨酯预聚体制备包括，称取100份多元醇在110-120℃除水2-3h，加入功能化石墨烯，超声分散后继续加入160-250份多异氰酸酯，加热到80℃反应2-4h，冷却后得到-nco聚氨酯预聚体；加入200-300份封闭剂(封闭剂溶于n-二甲基甲酰胺中)，70-80℃恒温水浴加热，氮气保护下搅拌反应6-12h；加入1-3份消泡剂和5-10份增塑剂，得封闭型聚氨酯预聚体。

8.根据权利要求7所述的一种树脂沥青混凝土，其特征在于：所述多元醇为聚醚多元醇、聚烯烃多元醇和植物油多元醇中的至少一种；多异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种；所述功能化石墨烯为羧基化石墨烯、磺酸化石墨烯、羟基化石墨烯中的至少一种；所述封闭剂为2-羟基吡啶、3-羟基吡啶和4-羟基吡啶中的至少一种；所述消泡剂为消泡剂gpe10、消泡剂gp型、消泡剂gpes型中的至少一种；所述增塑剂为磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、癸二酸二辛酯、氯化石蜡中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的一种树脂沥青混凝土，其特征在于：所述单一粒径石料为玄武岩、辉绿岩、石灰岩中的至少一种，高温压碎值≤25％，抗压强度≥120mpa，粒径为9.5-16mm。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种树脂沥青混凝土，还包括一种树脂沥青混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

技术总结本发明公开了一种树脂沥青混凝土及其制备方法，属于沥青混凝土制备技术领域。所述树脂沥青混凝土由A、B、C三组份组成，其中A组份为改性沥青，B组份为聚氨酯胶结料，C组份为单一粒径石料；所述A、B、C三组份的质量比为100‑150：20‑50：400‑800。本发明的树脂沥青从根本上改变沥青的热塑性，制得的树脂沥青混合料具有较强的抗车辙性能、低温变形性能和黏附性能，且在高温下具有较长的操作时间，常温下又能较快开放交通。技术研发人员：刘攀,王斌斌,王民,徐建晖,郝增恒,董值槐,万佳鑫,全弘彬受保护的技术使用者：重庆市智翔铺道技术工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27