CN101798203B - 一种直拌橡胶沥青混合料及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种橡胶沥青混合料及其制备方法。本发明的混合料是按以下重量比的组份进行配置:级配石料:石油基质沥青:橡胶粉改性剂=89~94:4~6:2~5,所述橡胶粉改性剂由如下重量比的组份组成:橡胶粉:己二醇=100 : 3~7。混合料的制备方法如下:将己二醇按比例掺入废轮胎粉中,拌和润湿得橡胶粉改性剂;将矿料加热至210~220℃后同时向矿料中加入橡胶粉改性剂和石油基质沥青,拌合40~60s,即得到混合料。该方法无需将橡胶粉与石料进行预拌,方法简单,可以实现“胶变油”,混合料的油石比可降低为6-8。本发明的直拌橡胶沥青混合料各项技术指标均明显高于行业标准,可用于公路施工和屋面隧道防水防漏使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产橡胶沥青混合料的方法及其生产的橡胶沥青混合料。
背景技术
橡胶沥青是橡胶粉与沥青按一定比例拌合而得到的产物,是一种用于多种类型柔性路面施工中的粘结剂。橡胶沥青与矿料拌合而得到的混合物称为橡胶沥青混合料,当其摊铺碾压成型后,又称为橡胶沥青混凝土。目前橡胶沥青路面技术已经形成比较完善的湿法工艺和干法工艺。干法工艺是将橡胶粉加入矿料后,投放到拌和楼里,同时加入热沥青拌和生产橡胶沥青混合料的生产方法。湿法工艺是首先将橡胶粉和沥青拌和,形成橡胶沥青后再与矿料拌和生产橡胶沥青混合料的生产方法。根据生产工艺的不同,橡胶沥青混合料也相应地分为干法和湿法橡胶沥青混合料两种。
由于湿法工艺首先将橡胶粉加入到基质沥青中,在高温条件下搅拌,使橡胶粉在基质沥青中得到充分溶胀并与沥青发生较为复杂的物质交换与化学反应,一方面,橡胶粉在此过程中发生脱硫、降解,提高了橡胶颗粒的粘着性能;另一方面,部分橡胶成分进入沥青中,对沥青进行改性以提高沥青的粘接性等性能并对沥青起到加劲作用。因而,湿法橡胶沥青混合料表现出高粘度、高弹性的优良性能。但是,湿法工艺需要专门的橡胶沥青生产设备,设备投入大,并且湿法工艺复杂,流程长,需要在高温下反应1-4h,能耗较大。
干法工艺是将橡胶颗粒直接加入集料中,然后喷入热沥青拌制成橡胶沥青混合料。由于高弹性废旧橡胶颗粒的加入,可增加路面的弹性和阻尼性能,可降低轮胎/路面泵气噪声和减小轮胎振动噪声。干法工艺所用的橡胶颗粒加工工艺简单,拌制混合料的工艺简单、费时较短,不需要昂贵的橡胶沥青生产设备及能源费用,较湿法工艺经济、效率高。但是,由于干法橡胶沥青混合料的制备时间短,只有1分钟左右,干法橡胶沥青混合料中的橡胶颗粒不能完成脱硫、降解的过程,也不能与沥青进行物质交换而对沥青进行改性,仅能充当集料使用,对沥青路面性能改善效果不明显。因而,现有的干法橡胶沥青混合料的性能较湿法沥青的性能差,特别是水稳定性差,生产过程中往往需要添加水泥、硝石灰等添加剂来改善水稳性。由于橡胶颗粒的粘接性较差,与矿料的混溶性差,需进行矿料与橡胶颗粒的预拌,影响了混合料的热储并限制了摊铺碾压时间,使得摊铺成型的橡胶沥青混凝土由于质量较低而仅适宜作公路的中下层。并且干法橡胶沥青混合料在拌制时,橡胶沥青会吸收等体积沥青,使混合料油石比(沥青与矿料的质量比)增加,限制了橡胶粉改性剂掺量及质量,加大了橡胶沥青混合料的成本。目前国内外橡胶粉改性剂的掺量质量比例为沥青:橡胶粉改性剂=1:0.2~0.3,高于此比例则摊铺碾压不能成型,橡胶沥青用量为混合料总重量的8~10%。
发明内容
本发明的目的在于克服现有干法橡胶沥青混合料及其生产工艺中所存在的上述不足,提供一种的高掺量干法橡胶沥青混合料及其生产方法。本发明的橡胶沥青混合的生产方法简单、操作容易,通过该方法提高橡胶粉改性剂掺量比,能使橡胶颗粒沥青质变,实现“胶变油”,降低石油基质沥青的用量,提高橡胶粉改性剂的掺量和质量。本发明的橡胶沥青混合料生产方法无需传统干法工艺的预拌工艺,也不需要添加矿粉、水泥、硝石灰或调和油、延展油等其它助剂,制备的橡胶沥青混合料各项技术指标符合行业标准,并且十分经济。
本发明实现上述发明目的的技术方案为:
一种直拌橡胶沥青混合料,它是按以下重量比的组份进行配置:级配石料:石油基质沥青:橡胶粉改性剂=89~94:4~6:2~5,所述橡胶粉改性剂由如下重量比的组份组成:橡胶粉:己二醇=100 : 3~7。
所述橡胶粉是由斜交尼龙或子午钢丝废旧轮胎经粉碎加工而成。
一种直拌橡胶沥青混合料的生产方法,包括以下步骤:
(1)、制备橡胶粉改性剂:将己二醇按橡胶粉:己二醇=100 : 3~7的重量比例掺入橡胶粉中,拌和润湿得橡胶粉改性剂,将橡胶粉改性剂装入拌和楼粉仓备用;
(2)、制备橡胶沥青混合料:将矿料加热至210~220℃,石油基质沥青加热至160~170℃,按照级配石料:沥青:橡胶粉改性剂=89~94:4~6:2~5的重量比例,向矿料中同时加入橡胶粉改性剂和石油基质沥青,拌合40~60s,控制混合料出料温度为180~200℃,得到橡胶沥青混合料。
本发明的橡胶沥青混合料按以下重量比的组份进行配置:级配石料:石油基质沥青:橡胶粉改性剂=89~94:4~6:2~5,橡胶粉改性剂由废轮胎粉和己二醇组成,己二醇是一种橡胶交联剂,化学组份为2,5-二甲基-2,5-己二醇,英文名:2,5-dimethyl-2,5-hexanediol,分子式C8H18O2,为白色粉状或片状,具有促进石油沥青和橡胶碳氢分子低温合成沥青质的功能,能增加橡胶粉改性剂的渗透性。本发明的橡胶沥青混合料的制备方法是将基质沥青加热至160~170℃后,与橡胶粉改性剂同时加入到加热的级配石料中,拌和40-60s,即可得到橡胶沥青。该方法无需将橡胶粉与石料进行预拌,方法简单。按照本发明方法制备的橡胶粉改性剂的渗透性较强,橡胶颗粒在高温下变成橡胶油,胶粉的某些成分进入沥青,发生沥青质变,实现“胶变油”,橡胶粉改性剂与矿石料的混溶性较强,橡胶粉改性剂可以渗透入石料晶格中,从而可以提高橡胶沥青中橡胶粉改性剂的用量而降低沥青的用量。混合料的油石比可由8-10降低为6-8。本发明的直拌橡胶沥青混合料用马歇尔试验方法及路用性能指标进行评价,多项技术指标均明显高于行业标准,可用于公路施工和屋面隧道防水防漏使用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
本发明列举的实施例中的橡胶沥青按照以下方法制备:
实施例1
本实施例列举的直拌橡胶沥青混合料,为AC10级配城市白加黑混合料,按以下重量比的组份进行配置:石料:石油基质沥青:橡胶粉改性剂=89:6:5,所述橡胶粉改性剂由如下重量比的组份组成:废轮胎胶粉:己二醇=100:3。
本实施例的直拌橡胶沥青混合料按以下方法制备:
(1)、制备橡胶粉改性剂:将己二醇按橡胶粉:己二醇=100 : 3的重量比例掺入橡胶粉中,拌和润湿得橡胶粉改性剂,将橡胶粉改性剂装入拌和楼粉仓备用;
(2)、制备橡胶沥青混合料:在拌和仓将级配石料加热至210~220℃,将石油基质沥青加热至160~170℃,按照级配石料:沥青:橡胶粉改性剂=89: 6: 5的重量比例,通过电脑计量控制,将橡胶粉改性剂和石油基质沥青同时喷洒入拌和仓内与石料拌合40~60s,即完成胶变油的沥青改性过程,控制混合料出料温度为180~200℃,得到橡胶沥青混合料。
实施例2
本实施例列举的直拌橡胶沥青混合料,为AC13一级路面层混合料,按以下重量比的组份进行配置:石料:石油基质沥青:橡胶粉改性剂=92:5:3,所述橡胶粉改性剂由如下重量比的组份组成:废轮胎胶粉:己二醇=100:5。
本实施例的直拌橡胶沥青混合料按以下方法制备:
(1)、制备橡胶粉改性剂:将己二醇按橡胶粉:己二醇=100 : 5的重量比例掺入橡胶粉中,拌和润湿得橡胶粉改性剂,将橡胶粉改性剂装入拌和楼粉仓备用;
(2)、制备橡胶沥青混合料:在拌和仓将级配石料加热至210~220℃,将石油基质沥青加热至160~170℃,按照级配石料:沥青:橡胶粉改性剂=92:5:3的重量比例,通过电脑计量控制,将橡胶粉改性剂和石油基质沥青同时喷洒入拌和仓内与石料拌合40~60s,即完成胶变油的沥青改性过程,控制混合料出料温度为180~200℃,得到橡胶沥青混合料。
实施例3
本实施例列举的直拌橡胶沥青混合料,为AC16中间层混合料,按以下重量比的组份进行配置:石料:石油基质沥青:橡胶粉改性剂=94:4:2,所述橡胶粉改性剂由如下重量比的组份组成:废轮胎胶粉:己二醇=100:7。
本实施例的直拌橡胶沥青混合料按以下方法制备:
(1)、制备橡胶粉改性剂:将己二醇按橡胶粉:己二醇=100 : 7的重量比例掺入橡胶粉中,拌和润湿得橡胶粉改性剂,将橡胶粉改性剂装入拌和楼粉仓备用;
(2)、制备橡胶沥青混合料:在拌和仓将级配石料加热至210~220℃,将石油基质沥青加热至160~170℃,按照级配石料:沥青:橡胶粉改性剂=94:4:2的重量比例,通过电脑计量控制,将橡胶粉改性剂和石油基质沥青同时喷洒入拌和仓内与石料拌合40~60s,即完成胶变油的沥青改性过程,控制混合料出料温度为180~200℃,得到橡胶沥青混合料。
用马歇尔试验方法及路用性能指标对各实施例的直拌橡胶混合料的质量进行评价:
马歇尔试验:(表干法T0705-2000)
高温车辙试验
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)中沥青混合料车辙试验方法进行高温车辙试验,按现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中的相关技术要求评价。
低温小梁弯曲试验
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)中沥青混合料弯曲试验标准(T0715-1993)进行低温小梁弯曲试验,按现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中的相关技术要求评价。
水稳定性试验
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)中沥青混合料冻融劈裂试验条件进行试验,按照最佳油石比下的马歇尔试件密度的0.98倍备料,采用“静压法”成型φ10×10cm圆柱体试件,保证与现场相同的压实度。
上述三个实施例所制备的高掺量直拌橡胶沥青混合料的试验结果如下:
Claims (2)
1.一种直拌橡胶沥青混合料,其特征在于它是按以下重量比的组份进行配置:级配石料:石油基质沥青:橡胶粉改性剂=89~94:4~6:2~5,所述橡胶粉改性剂由如下重量比的组份组成:橡胶粉:己二醇=100 : 3~7。
2.一种权利要求1所述直拌橡胶沥青混合料的生产方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)、制备橡胶粉改性剂:将己二醇按橡胶粉:己二醇=100 : 3~7的重量比例掺入橡胶粉中,拌和润湿得橡胶粉改性剂,将橡胶粉改性剂装入拌和楼粉仓备用;
(2)、制备橡胶沥青混合料:将矿料加热至210~220℃,石油基质沥青加热至160~170℃,按照级配石料:沥青:橡胶粉改性剂=89~94:4~6:2~5的重量比例,向矿料中同时加入橡胶粉改性剂和石油基质沥青,拌合40~60s,控制混合料出料温度为180~200℃,得到橡胶沥青混合料。
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