新型酸性石料用纳米沥青抗剥落剂的制备与表征

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1、实验与研究新型酸性石料用纳米沥青抗剥落剂的制备与表征Developmentandcharacteristicofnew-typenanoasphaltantistrippingagentforacidaggregates1,22122张国宏王晖李晓民魏定邦赵静卓（1甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司，甘肃兰州730030；2甘肃畅陇公路养护技术研究院有限公司，甘肃兰州730203）摘要：本文针对酸性石料与沥青的界面粘结性差，易发生水损害等病害，应用原位聚合一步反应法制备了OMMT/聚酰胺纳米复合材料（新型纳

2、米沥青抗剥落剂，简称为MAS），其带有的酰胺基团可有效提升沥青与酸性石料粘附性，沥青混合料的水稳定性、高温稳定性等均具有明显的提高。通过与某一级公路路面混合料，以及与掺入石灰岩石屑的沥青混合料的对比，掺入0.3%新型沥青抗剥落剂（MAS）的沥青混合料具有更好的动稳定度与高低温性能。关键词：纳米结构；沥青；抗剥落剂；酸性石料；界面Abstract:AnanocompositeofOMMTandpolyamide(Novelasphaltantistrippingagent,MAS)waspreparedbyin

3、situpolymerization,andtheantistrippingagentbearingamidegroupscouldmarkedlyenhancedtheadhesionbetweenasphaltandaggregates.AfteraddingMAS,thewaterstability,hightemperaturestabilityandlowtemperaturecrackresistanceofasphaltmixturesimprovedwithawidemargin.Compar

4、ingwithaprojectsamplethatfromaGradeAhighwayandmixturewithlimerockcuttings,themixturewith0.3%MASaddedhadbetterstabilityandfreeze-thawsplittingperformance.Keywords:nanostructure；asphalt；antistripping；acidaggregate；interface中图分类号：TQ423文献辨识码：B文章编号：1003-8965(201

5、7)02-0040-05一直以来，酸性石料与沥青之间的粘附性都是沥青路1试验部分面施工建设中面临的一个重要难题。由于沥青的化学组成[1]中含有羧基等酸性基团，导致其与酸性石料的粘附性能1.1MAS制备往往无法满足道路施工需求。尤其是在多雨地区，使用酸在反应罐中分别加入桐油和水，并搅拌加热。然后缓性石料拌合而成的沥青混合料极易发生水损害，最终表现慢加入30%的液碱，约1h加完，液碱添加完毕后保温皂[2,3]为路面裂缝、坑槽、唧浆等病害现象，严重影响了行化24h。皂化结束后加入适量水稀释均匀，缓慢加入90%车的安

6、全性和道路的使用寿命。硫酸进行酸析，并不停搅拌直至油水分层，此时下层水溶目前解决沥青与酸性石料界面粘附性差的方法有两液pH值约为2。静置分层后弃去下层水，并用热水洗涤种，一是改变石料表面的酸碱性和电荷正负性增加与沥青3次至油酸中无硫酸根残留。将产物升温至105℃脱水。[4]的结合，二是在沥青中加入添加剂（工程应用中被称为[5]“抗剥落剂”）以提高与集料间的粘附性，其中加入抗剥落剂的方法应用最为广泛。当前市场上主要有金属皂类、图1桐油的皂化[6,7]脂肪胺类、磺酸类或磷羟基小分子类抗剥落剂应用于公路建设，但上述

7、抗剥落剂均存在对酸性石料的适用性差、高温稳定性不足等的问题，在沥青混合料的拌合过程中容图2桐油酸的制备[8-10]易发生分解，进而影响沥青混合料的性能。近年来，纳米材料的出现和纳米技术的发展，为聚合[11]物的改性提供了新的途径。无机纳米材料由于具有优异的耐热性及尺寸稳定性等优点已被越来越多的应用在聚合物的改性研究中。其中聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料采用聚合物插层制备的方法，利用纳米技术使材料的某些[12]方面表现出非纳米材料在宏观领域中不能达到的结果，主要集中表现在材料的性能指标上。本文利用有机蒙脱土的纳

8、米结构采用原位聚合法制备OMMT/聚酰胺纳米复合材料（新型纳米沥青抗剥落剂，简称为MAS），旨在改善沥青抗剥落剂的高温性能和粘附性能，提高其与酸性石料的适用性，从而提升沥青混合料的抗水损害能力。图3纳米层状硅酸盐/桐油二聚酸40实验与研究桐油酸与有机蒙脱土在二氧化碳保护下搅拌并逐步加将其放入25℃的水中浸水两小时，再进行冻融劈裂试验。热到280℃~300℃，在此温度下维持2~4h，得到纳米层1.2.