一種摻經表面處治的玄武巖纖維與廢胎膠粉的瀝青膠結料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于道路工程技術領域，涉及一種摻經表面處治的玄武巖纖維與廢胎膠粉的瀝青膠結料。
【背景技術】
[0002]瀝青路面因其良好的行車舒適性和優越的使用性能，得到了廣泛應用，90%以上的高速公路、一級公路和城市道路均采用瀝青路面。然而，隨著社會經濟高速發展，道路運輸中不斷增加的重載車流量嚴重影響了瀝青路面的使用壽命。因此，對瀝青路面的性能要求也不斷增加，高性能的瀝青膠結料的研發也成為了公路建設的重要發展方向。
[0003]瀝青混合料是典型的熱流變材料，其力學特性對溫度、加荷時間和荷載大小具有高度的敏感性。在南方夏季高溫地區，交通量大、重荷載車輛多的路段，非常容易產生車轍病害，嚴重影響行車質量和交通安全，降低瀝青路面的使用壽命。
[0004]玄武巖纖維，是玄武巖石料在1450°C?1500 °C熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續纖維，具有良好的抗拉強度、電絕緣性、抗腐蝕、抗燃燒、耐高溫等優越性能。此外，玄武巖纖維是一種綠色、環保材料，它的生產工藝產生的廢棄物少，對環境污染小，產品廢棄后可直接轉入生態環境中，我國已把玄武巖纖維列為我國重點發展的四大纖維之一。將玄武巖纖維添加到瀝青中，可以增強瀝青膠結料的強度及抗疲勞性能，進而可增強瀝青混合料的高溫性能、抗裂性能、水穩定性。
[0005]廢棄輪胎的資源利用已成為中國政府需要解決的問題，然而，在道路工程建設中，橡膠瀝青是一種很好的粘結材料。將廢胎膠粉添加到瀝青中，不但保證了優良的路用性能，同時利用了大量廢舊輪胎，起到變廢為寶、節約資源、低碳環保的作用。
[0006]偶聯劑是一種具有兩不同性質官能團的物質，其分子結構的最大特點是分子中含有化學性質不同的兩個基團，一個是親無機物的基團，易與無機物表面起化學反應；另一個是親有機物的基團，能與合成樹脂或其它聚合物發生化學反應或生成氫鍵溶于其中。因此偶聯劑被稱作“分子橋”，用以改善無機物與有機物之間的界面作用，從而大大提高復合材料的性能。
[0007]將玄武巖纖維與廢胎膠粉經偶聯劑溶液處治后添加到瀝青中，能更好地增強瀝青材料的路用性能，尤其高溫性能，較SBS改性瀝青其軟化點可提升30%左右。因此，開發一種能有效提高路面抗車轍能力和抗裂能力的高性能瀝青膠結料具有十分重要的意義。
【發明內容】
[0008]本發明所要解決的技術問題是研制一種摻經表面處治的玄武巖纖維與廢胎膠粉的瀝青膠結料，此材料可以起到提高路面的抗車轍能力，并具有良好的路用性能。
[0009]為實現上述目的，本發明的技術方案是:
一種摻經表面處治的玄武巖纖維與廢胎膠粉的瀝青膠結料，由以下組分組成:82.7-86.3質量份的基質瀝青；13.1-16.4質量份的經表面處治的廢胎膠粉；0.6-0.9質量份的經表面處治的玄武巖纖維；各組分的質量之和為100。
[0010]上述一種摻經表面處治的玄武巖纖維與廢胎膠粉的瀝青膠結料中，所述表面處治廢胎膠粉和玄武巖纖維的材料為偶聯劑溶液，其要求:偶聯劑:水:乙醇=1: 3-6: 10-20 O
[0011]上述一種摻經表面處治的玄武巖纖維與廢胎膠粉的瀝青膠結料中，所述的基質瀝青在25°C，5s, 10g的針入度值不小于60 (單位為0.1mm)。
[0012]所述廢胎膠粉粒徑不小于60目；所述玄武巖纖維為短切玄武巖纖維，其長度為8~12mm0
[0013]所述經表面處治的玄武巖纖維和廢胎膠粉，其要求:將玄武巖纖維和廢胎膠粉分別加入偶聯劑溶液中攪拌，經反應l~2h后過濾，在100~110°C溫度范圍內烘干。
[0014]上述一種摻經表面處治的玄武巖纖維與廢胎膠粉的瀝青膠結料中，所述瀝青膠結料其性能指標為:5°C延度不小于15cm，軟化點不小于80°C，25°C針入度不小于40 (單位為0.1_)，彈性恢復不小于70%，PG分級不小于PG82-22，60°C粘度不小于1200Pa 135°C粘度不大于3.0Pa.So
[0015]本發明的有益效果如下:
本發明涉及的瀝青膠結料，具有強度高、高溫性能好，可有效提高瀝青路面的抗車轍和抗開裂能力。
[0016]本發明經表面處治的玄武巖纖維與廢胎膠粉的瀝青膠結料是按照提高瀝青膠結料性能的原則進行科學合理選擇與設計的。廢胎膠粉顯著提升了基質瀝青的高低溫穩定性能和粘結性能；玄武巖纖維明顯提高了瀝青的抗老化性能和高溫性能；偶聯劑改善了無機物與有機物之間的界面作用，從而大大提高復合材料的性能。本發明涉及的瀝青膠結料通過試驗驗證具有優良的抗車轍性能和抗開裂性能，且制備方法簡單、經濟成本低，適用于南方夏季高溫地區，較一般改性瀝青材料有明顯的優勢，尤其是高溫性能，其較普遍使用的SBS改性瀝青，軟化點可提高30%左右，且同時具有常溫高粘度、高溫低粘度的特點，即60°C粘度不小于1200Pa.s、135°C粘度不大于3.0Pa.S，此特點表明該材料不僅擁有良好的抗車轍和抗開裂性能，且具有良好施工和易性。因此，該材料的應用前景廣闊，潛在的社會、經濟效益顯著。
【具體實施方式】
[0017]為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0018]實施例1:
用82.7質量份的基質瀝青、16.4質量份的經偶聯劑處治后的廢胎膠粉和0.9質量份的經偶聯劑處治后的玄武巖纖維，制成瀝青膠結料。對制備的瀝青膠結料進行性能試驗檢測，測得該瀝青膠結料5°C延度為20.3cm,軟化點為87.4°C，25°C的針入度值為42.3 (單位為0.1mm)，彈性恢復為82%，PG分級為PG88-28 (動態剪切流變試驗失效溫度為89.4°C，低溫彎曲梁流變試驗失效溫度為_28°C)，60°C粘度為1780 Pa *s，135°C粘度為2.68Pa *s，各項指標均符合前述的要求。
[0019]實施例2: 用84.5質量份的基質瀝青、14.7質量份的經偶聯劑處治后的廢胎膠粉和0.8質量份的經偶聯劑處治后的玄武巖纖維，制成瀝青膠結料。對制備的瀝青膠結料進行性能試驗檢測，測得該瀝青膠結料5°C延度為18.4cm,軟化點為84.5°C，25°C的針入度值為45.7 (單位為0.1mm)，彈性恢復為79%，PG分級為PG88-28 (動態剪切流變試驗失效溫度為88.5°C，低溫彎曲梁流變試驗失效溫度為_28°C)，60°C粘度為1420 Pa.s，135°C粘度為2.31 Pa.S，各項指標均符合前述的要求。
[0020]實施例3:
用86.3質量份的基質瀝青、13.1質量份的經偶聯劑處治后的廢胎膠粉和0.6質量份的經偶聯劑處治后的玄武巖纖維，制成瀝青膠結料。對制備的瀝青膠結料進行性能試驗檢測，測得該瀝青膠結料5°C延度為16.2cm，軟化點為82.3°C，25°C的針入度值為47.4 (單位為0.1mm)，彈性恢復為72%，PG分級為PG82-22 (動態剪切流變試驗失效溫度為84.2°C，低溫彎曲梁流變試驗失效溫度為_22°C)，60°C粘度為1320 Pa.s，135°C粘度為2.12 Pa.S，各項指標均符合前述的要求。
[0021]本發明的所列舉的實施例是按各組成成分的上、中、下限取值，都能滿足本發明的權利要求，且綜合性能優越，較國內普遍使用的SBS改性瀝青、橡膠瀝青等都具有其突出特點，如SBS改性瀝青軟化點一般為60°C左右，而本發明可達80°C以上，可提高30%左右，同時PG分級可達PG82-22以上；橡膠瀝青雖高溫性能較好，但其135°C粘度可達6.0 Pa *s以上，遠高于規范要求，一般需要添加降粘劑以滿足施工和易性要求，而本發明具有低溫高粘度、高溫低粘度的特點，是目前瀝青路面中理想的膠結料。
【主權項】
1.一種摻經表面處治的玄武巖纖維與廢胎膠粉的瀝青膠結料，由以下組分組成:82.7-86.3質量份的基質瀝青；13.1-16.4質量份的經表面處治的廢胎膠粉；0.6-0.9質量份的經表面處治的玄武巖纖維；各組分的質量之和為100 ;所述表面處治廢胎膠粉和玄武巖纖維的材料為偶聯劑溶液，其特征在于:偶聯劑:水:乙醇=1: 3-6: 10-20ο
2.根據權利要求1所述的一種摻經表面處治的玄武巖纖維與廢胎膠粉的瀝青膠結料，其特征在于:所述的基質瀝青在25 V，5s, 10g的針入度值不小于60 (單位為0.1mm);所述廢胎膠粉粒徑不小于60目；所述玄武巖纖維為短切玄武巖纖維，其長度為所述經表面處治的玄武巖纖維和廢胎膠粉，其特征在于:將玄武巖纖維和廢胎膠粉分別加入偶聯劑溶液中攪拌，經反應l~2h后過濾，在100~110°C溫度范圍內烘干。
3.根據權利要求1~2所述的一種摻經表面處治的玄武巖纖維與廢胎膠粉的瀝青膠結料，其特征在于，所述瀝青膠結料其性能指標為:5°C延度不小于15cm，軟化點不小于80°C，25°C針入度不小于40 (單位為0.1mm)，彈性恢復不小于70%，PG分級不小于PG82_22，60°C粘度不小于1200Pa.s，135°C粘度不大于3.0Pa.S。
【專利摘要】本發明公開了一種摻經表面處治的玄武巖纖維與廢胎膠粉的瀝青膠結料。該瀝青膠結料組成為：82.7~86.3質量份的基質瀝青；13.1~16.4質量份的經表面處治的廢胎膠粉；0.6~0.9質量份的經表面處治的玄武巖纖維；各組分的質量之和為100，其中表面處治廢胎膠粉和玄武巖纖維的材料為偶聯劑溶液；偶聯劑溶液組成要求為：偶聯劑∶水∶乙醇=1∶3~6∶10~20。該瀝青膠結料主要適用于夏季高溫地區的瀝青路面中，可有效提高瀝青路面的抗車轍能力和抗開裂能力，減少瀝青路面養護維修費用，延長瀝青路面的使用壽命。
【IPC分類】C08K9-00, C08L95-00, C08L21-00, C08K7-10
【公開號】CN104861673
【申請號】CN201510256081
【發明人】劉朝暉, 柳力, 李盛, 曹前, 向宇, 陳善祥, 劉靖宇, 顏燕舞, 黃嶼, 許慶祥
【申請人】長沙理工大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月20日