本發(fā)明屬于道路工程材料，具體涉及一種預溶脹多元聚合物高黏彈瀝青改性顆粒及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、高黏高彈改性瀝青因具有黏度大、彈性恢復性好的路用性能，被廣泛應用于瀝青超薄罩面、大空隙排水降噪路面、高溫重載路段和一些特殊鋪裝工程，它能夠有效提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及耐疲勞性能。

2、高黏彈改性瀝青的規(guī)模化生產(chǎn)工藝較為復雜，需要精確控制溫度、混合時間和改性劑的添加量。并且對于小規(guī)模工程項目，如城市道路修補或小型基礎設施建設，大規(guī)模生產(chǎn)的改性瀝青可能導致材料的過剩和浪費。高黏彈改性瀝青在運輸過程中由于振動、溫度變化等因素，可能導致改性劑與基質(zhì)瀝青的分離，從而影響道路的使用壽命和質(zhì)量。這些方面的因素，限制了高黏彈改性瀝青的發(fā)展。

3、為了解決上述問題，研究人員提出了干法工藝。干法工藝可直接將改性劑、瀝青和礦料進行拌和，省略改性瀝青的運輸環(huán)節(jié)，從根本上避免改性瀝青的離析現(xiàn)象。當前，經(jīng)過眾多研究人員的不懈努力，在干法高黏彈改性劑的研究方面取得的進步相當迅速。但目前現(xiàn)有的干法改性劑其性能雖然可滿足規(guī)范要求，但在排水路面及超薄磨耗層等特殊路面結(jié)構(gòu)的應用中略顯不足，與基質(zhì)瀝青的溶解性略顯不足，且制備的改性瀝青性能提升需要長時間發(fā)育。

4、鑒于此，有必要開發(fā)一種路用性能優(yōu)異、溶解性好且成本低廉的顆?；唣棡r青改性劑，實現(xiàn)高黏改性瀝青在應力吸收層、排水降噪路面、特殊抗車轍路段、預防性養(yǎng)護超薄罩面等大中小規(guī)模新建及養(yǎng)護領域中的多場景應用，推動高黏高彈改性瀝青的廣泛應用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種預溶脹多元聚合物高黏彈瀝青改性顆粒及其制備方法。通過采用預溶脹膠粉與其他改性劑混合制備高黏彈改性顆粒，能夠保證膠粉預先溶脹，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)與瀝青溶脹發(fā)育。因此，該預溶脹多元聚合物高黏彈瀝青改性顆粒在制備改性瀝青時能夠快速溶解在基質(zhì)瀝青中，且無需長時間發(fā)育即可得到高黏高彈改性瀝青。利用本發(fā)明提供的預溶脹多元聚合物高黏彈瀝青改性顆粒所制備的改性瀝青的性能指標能夠同時滿足jtg/t?3350-03-2020、gb/t?30516-2014和jtg?5142-2019等多項國標和行標對高黏彈改性瀝青膠結(jié)料的技術(shù)要求。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明技術(shù)方案之一：提供一種預溶脹多元聚合物高黏彈瀝青改性顆粒，按照重量份數(shù)計，組分包括：脫硫廢輪胎膠粉10～40份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物20～30份、粘合劑15～20份、相容劑10～17份、增黏劑13～18份和助劑2～5份；

4、所述粘合劑為70#瀝青、90#瀝青和110#瀝青中的至少一種；

5、所述相容劑為廢舊輪胎熱解油、催化裂化油漿、松焦油、芳烴油、糠醛抽出油、糠醛、廢生物油和植物油中的至少一種。

6、本發(fā)明中的脫硫廢舊輪胎橡膠粉由于破壞了橡膠中的硫鍵，能吸附瀝青中的輕質(zhì)組分進而溶脹，同時膠粉分解出膠烴物質(zhì)，瀝青質(zhì)組分增多，兩者與瀝青發(fā)生接枝等反應相互交聯(lián)，從而獲得更優(yōu)良的黏度性能，從而改善改性瀝青的高低溫性能。本發(fā)明中sbs會吸收基質(zhì)瀝青中的輕質(zhì)組分，導致輕組分減少，與瀝青形成連續(xù)相，使改性瀝青熱穩(wěn)定性提升且瀝青中的分子流動性降低，從而導致瀝青黏度顯著變大。本發(fā)明的粘合劑選用瀝青可使sbs預先溶脹發(fā)育，與基質(zhì)瀝青混合后能夠快速分散并與瀝青發(fā)生接枝等反應相互交聯(lián)，從而獲得更優(yōu)良的黏度性能，并改善改性瀝青的高低溫性能。本發(fā)明選用的相容劑能夠活化膠粉，使膠粉預先溶脹。

7、優(yōu)選地，所述脫硫廢輪胎膠粉目數(shù)為40～100目。

8、優(yōu)選地，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物包括sbs791h、sbs791e、sbs792、sbs1301-3、sbs4303、sbs792e和sbr中的至少一種。

9、優(yōu)選地，所述廢舊塑料為廢舊聚乙烯(pe)、廢舊低密度聚乙烯(ldpe)、廢舊高密度聚乙烯(hdpe)和廢舊聚丙烯(pp)中的至少一種。

10、本發(fā)明使用廢舊塑料作為增黏劑，在保障預溶脹多元聚合物高黏彈瀝青改性顆粒性能的前提下，大量使用脫硫廢輪胎膠粉與廢舊塑料有著經(jīng)濟環(huán)保的優(yōu)勢。

11、優(yōu)選地，所述助劑由抗老化劑與溫拌劑復配組成，其中，所述抗老化劑為納米石墨烯、蒙脫土、層狀雙金屬氫氧化物(ldhs)和有機蒙脫土中的至少一種，所述溫拌劑為sasobit溫拌劑、wsg-h01溫拌劑和sasowam溫拌劑中的至少一種。

12、本發(fā)明所用助劑中的抗老化劑能夠有效抵抗紫外線、氧化等自然因素的侵蝕，提升改性瀝青抗老化性能；溫拌劑能夠降低改性瀝青施工溫度，提高施工和易性。

13、更優(yōu)選地，所述抗老化劑與所述溫拌劑的質(zhì)量比為1～5:1～5。

14、本發(fā)明技術(shù)方案之二：提供一種上述預溶脹多元聚合物高黏彈瀝青改性顆粒的制備方法，包括以下步驟：

15、將脫硫廢輪胎膠粉與相容劑在50～80℃下保溫1～4h，得到混合物a；

16、將粘合劑加熱融化，加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物并升溫至150～200℃，進行6000～8000r/min的高速剪切，而后加入增黏劑、助劑和所述混合物a，攪拌均勻，冷卻后造粒，得到預溶脹多元聚合物高黏彈瀝青改性顆粒。

17、優(yōu)選地，所述高速剪切的時間為15～60min。

18、優(yōu)選地，所述攪拌均勻采用普通的低速攪拌即可，攪拌速度可選擇500～2000rpm。

19、本發(fā)明技術(shù)方案之三：提供一種上述預溶脹多元聚合物高黏彈瀝青改性顆粒在制備高黏高彈改性瀝青中的應用。

20、本發(fā)明技術(shù)方案之四：提供一種高黏高彈改性瀝青的制備方法，包括以下步驟：

21、將基質(zhì)瀝青加熱熔化，然后加入上述預溶脹多元聚合物高黏彈瀝青改性顆粒并升溫至180～190℃，攪拌混合，得到高黏高彈改性瀝青。

22、優(yōu)選地，所述攪拌混合的攪拌速度為1000～3000r/min，時間為5～10min。

23、本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下：

24、(1)本發(fā)明提供的預溶脹多元聚合物高黏彈瀝青改性顆粒所制備的改性瀝青60℃動力黏度在2萬-40萬pa·s黏度范圍可調(diào)控，彈性恢復率>90％，5℃延度>30cm，具有優(yōu)異的黏彈性能及延展性。

25、(2)本發(fā)明提供的預溶脹多元聚合物高黏彈瀝青改性顆粒中，脫硫廢舊輪胎橡膠粉在相容劑中預先溶脹，sbs在瀝青粘合劑中提前發(fā)育提前與瀝青組成了不易變形且有一定程度彈性性質(zhì)的連續(xù)相體系，保障了所制得改性顆粒中高摻量的脫硫廢舊輪胎橡膠粉與sbs可穩(wěn)定分散于基質(zhì)瀝青中并快速提升性能，提高施工和易性，具有黏彈性能好、按需調(diào)優(yōu)、體系穩(wěn)定、經(jīng)濟效益高等優(yōu)點。

26、(3)本發(fā)明制備的高黏彈改性瀝青適用于路面小規(guī)模修補，也適用于大規(guī)模養(yǎng)護及新建工程中，應用領域廣泛，可適用性強，使用條件受場地及設備限制小。

27、(4)本發(fā)明所得改性劑顆粒外觀呈現(xiàn)均勻顆粒狀、不粘結(jié)，單個顆粒質(zhì)量≤0.25g，熔融指數(shù)≥3.0g/10min，灰分含量≤3％，干拌分散性能夠達到無顆粒殘留的技術(shù)要求，能夠滿足t/chts20003-2018等標準對干法改性劑的技術(shù)要求。