CN102795808A - 一种温拌沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

一种温拌沥青混合料及其制备方法 Download PDF

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何唯平
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Abstract

本发明公开了一种温拌沥青混合料及其制备方法，该温拌沥青混合料包括沥青、集料、矿粉和温拌剂，其中，温拌剂为含水率为18％-23％无机硅铝酸盐，以沥青重量份数为1份计，集料15-30份，矿粉0.5-1.5份，温拌剂0.05-0.01份；同时，本发明公开了该温拌沥青混合料的制备方法，在该方法中详细描述了各物料的添加顺序、控制的温度及拌和的时间。本发明的温拌沥青混合料有效的降低了沥青的拌和温度，减少了燃料的消耗和有害气体的排放，降低了对环境的破坏和对施工人员的健康危害，并且便于储存性生产，同时，本发明提供的温拌沥青混合料制备方法简化了混合料的生产程序，在现有设备即可生产，减少设备投入和维修成本。

Description

一种温拌沥青混合料及其制备方法
【技术领域】
本发明属于道路工程材料技术领域，涉及一种沥青混合料及其制备方法。
【背景技术】
热拌沥青混合料路面经以有几十年的发展历程，由于热拌沥青混合料有很好的路用性能，所以得到了广泛推广应用。但热拌沥青混合料是在160℃-180℃的高温下拌和而成，存在环境污染重，能量消耗高、沥青老化严重等缺点。
早在上世纪90年代，欧洲等地不少国家签署了《京都议定书》，这些国家承诺将大量地减少温室气体排放，热拌沥青行业也是其须减少排放的目标之一。1995年，Shell公司与KoloVeidekke(挪威)最早合作开发了温拌沥青(Warm Mix Asphalt简称WMA)。1997年德国沥青论坛，2000年悉尼第一次国际沥青路面会议和2000年巴塞罗纳第二届欧洲沥青大会上，WMA得到了大规模的宣传和介绍，在欧洲、澳洲和南非等地获得了广泛关注。
温拌沥青技术是欧洲一些国家最早发明并应用于沥青混凝土路面，它能使混合料在较低的温度下进行拌和、摊铺及压实。一般，其拌和温度约为120～130℃，摊铺及压实温度约为70～100℃，相对于拌和温度150～160℃，摊铺及压实温度不低于120的传统热拌沥青混合料(Hot Mix Asphalt简称HMA)来说，WMA技术所需的设备、工艺基本与HMA的一样，而WMA技术在降低至少30℃工作温度的基础上，其产品的质量、路用性能却完全能与HMA相媲美。
随着我国GDP持续快速增长，能源消费总量持续攀升，我国温室气体的排放已受到世界各国的关注，减少有害气体的排放以是当务之急，对我国来说，研究和推广WMA技术的应用有着十分重要的现实意义。中国作为《京都协议书》的签约国，将承担巨额降低CO2排放量任务和巨大的考验，减少空气污染、降低CO2排放量、节约能源是关系到我国国计民生的重大课题。结合国内外的发展现状和工程的具体要求，以及我国的实际情况，从根本上改变过去热拌沥青混合料的缺点，发挥温拌沥青混合料节能减排和安全环保的效果，加快消化吸收研究推广WMA技术，具有具有显著的经济效益和社会效益，以及十分重要的现实意义。
【发明内容】
为了实现沥青温拌的目的，本发明提供了一种温拌沥青混合料及其制备方法，该温拌沥青混合料切实降低了沥青的拌和温度，为此本发明采用如下技术方案：
温拌沥青混合料，包括沥青、集料、矿粉和温拌剂；该温拌剂为含水率为18％-23％无机硅铝酸盐；以沥青重量份数为1份计，集料15-30份，矿粉0.5-1.5份，温拌剂0.05-0.1份。
作为优选，温拌剂的添加量为温拌沥青混合料重量的0.3％；矿粉重量的25％为消石灰；沥青为70#沥青。
一种温拌沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
a、将集料加热到145-155℃烘干后加入到拌和锅中，拌和锅内温度保持在135-145℃；
b、将沥青加热至150-160℃后，加入到拌和锅中，把温拌剂撒在沥青的表面，在拌和锅中拌和120-150s；
c、将矿粉加入到拌和锅中，拌和80-100s；
d、将拌和后的混合料在135-145℃下出锅，在125-135℃下成型。
作为优选，步骤c中矿粉的拌和时间为90s。
本发明所选用的温拌剂是含水率为18％-23％无机硅铝酸盐，外形为白色粉末，在沥青混合料拌和过程中添加温拌剂，延长15～30秒拌合时间，从而在混合料中产生泡沫作用，这是由于温拌剂中的水分在100℃左右以极细的状态持续释放出来，与沥青作用使之发泡，降低沥青粘度，使沥青可以在相对较低的温度条件下与集料拌合均匀，液相结合料中的发泡反应起到润滑剂的作用，起到温拌效果，使得混合料的拌和温度显著降低至125～135℃。
本发明温拌沥青混合料具有以下优点：1)拌和方便，制备简单，无需额外增加设备；2)适用范围广，能够用于各种级配类型的混合料；3)能够减少施工过程中沥青的老化；4)能够简化混合料的生产程序，延长沥青混合料拌合设备的使用寿命，而且其生产和摊铺压实的设备采用普通热拌混合料的设备即可，减少设备投入和维修成本；5)使用的温拌剂采用天然矿物做原料，不会造成环境污染；6)施工温度相对同级配热拌沥青的施工温度至少可降低30℃；7)能够减少燃料的消耗，与HMA相比大约能够节约30％的能源；8)减少CO2、SOx、NOx、VOC，粉尘等有害物质的排放，从而降低对环境的破坏和对施工人员的健康危害；9)能更稳定地储存更长的时间，便于储存性生产，延长运输距离；10)能够适当延长施工季节。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的阐述和说明。
实施例中使用的集料级配为AC-13型，即：
Figure BSA00000502853000031
实施例1
取10054g集料加热到150℃烘干，加入到拌和锅中，拌和锅内温度保持在140℃，取498g70#沥青加热至154℃后，加入到拌和锅中，把32.6g温拌剂撒在沥青的表面，在拌和锅中拌和135s；将311g矿粉加入到拌和锅中，拌和85s，其中该矿粉中其重量的25％是消石灰；将拌和后的混合料在138℃下出锅，在130℃下成型，即得到温拌沥青混合料。
实施例2
取10158g集料加热到145℃烘干，加入到拌和锅中，拌和锅内温度保持在145℃，取381g70#沥青加热至160℃后，加入到拌和锅中，把32.8g温拌剂撒在沥青的表面，在拌和锅中拌和120s；将423g矿粉加入到拌和锅中，拌和95s；将拌和后的混合料在140℃下出锅，在135℃下成型，即得到温拌沥青混合料。
实施例3
取10189g集料加热到155℃烘干，加入到拌和锅中，拌和锅内温度保持在140℃，取435g70#沥青加热至158℃后，加入到拌和锅中，把33.1g温拌剂撒在沥青的表面，在拌和锅中拌和135s；将424g矿粉加入到拌和锅中，拌和100s；将拌和后的混合料在135℃下出锅，在130℃下成型，即得到温拌沥青混合料。
实施例4
取10193g集料加热到148℃烘干，加入到拌和锅中，拌和锅内温度保持在138℃，取488g70#沥青加热至158℃后，加入到拌和锅中，把33.3g温拌剂撒在沥青的表面，在拌和锅中拌和130s；将425g矿粉加入到拌和锅中，拌和100s；将拌和后的混合料在142℃下出锅，在130℃下成型，即得到温拌沥青混合料。
实施例5
取10092g集料加热到150℃烘干，加入到拌和锅中，拌和锅内温度保持在138℃，取536g沥青加热至155℃后，加入到拌和锅中，把32.8g温拌剂撒在沥青的表面，在拌和锅中拌和140s；将420g矿粉加入到拌和锅中，拌和85s；将拌和后的混合料在139℃下出锅，在134℃下成型，即得到温拌沥青混合料。
实施例6
取10020g集料加热到145℃烘干，加入到拌和锅中，拌和锅内温度保持在135℃，取605g沥青加热至160℃后，加入到拌和锅中，把33.1g温拌剂撒在沥青的表面，在拌和锅中拌和130s；将418g矿粉加入到拌和锅中，拌和90s；将拌和后的混合料在145℃下出锅，在135℃下成型，即得到温拌沥青混合料。
温拌沥青混合料马歇尔残留稳定度试验和冻融劈裂强度比试验见表1：
表1温拌沥青混合料马歇尔残留稳定度试验和冻融劈裂强度
Figure BSA00000502853000041
温拌沥青混合料动稳定度试验，车辙动稳定度见表2：
表2温拌沥青混合料动稳定度
Figure BSA00000502853000042
从表1和表2可以看出，该温拌沥青混合料马歇尔残留稳定度试验、冻融劈裂强度比、车辙动稳定度都符合规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)相关要求。

Claims (6)

1.一种温拌沥青混合料，其特征是，包括：沥青、集料、矿粉和温拌剂；所述温拌剂为含水率为18％-23％无机硅铝酸盐；以所述沥青重量份数为1份计，所述集料15-30份，所述矿粉0.5-1.5份，所述温拌剂0.05-0.1份。
2.根据权利要求1所述的温拌沥青混合料，其特征是：所述温拌剂的添加量为温拌沥青混合料重量的0.3％。
3.根据权利要求1所述的温拌沥青混合料，其特征是：所述矿粉重量的25％为消石灰。
4.根据权利要求1所述的温拌沥青混合料，其特征是：所述沥青为70#沥青。
5.一种温拌沥青混合料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
a、将集料加热到145-155℃烘干后加入到拌和锅中，拌和锅内温度保持在135-145℃；
b、将沥青加热至150-160℃后加入到拌和锅中，把温拌剂撒在沥青的表面，在拌合锅中拌和120-150s；
c、将矿粉加入到拌和锅中，拌和80-100s；
d、将拌和后的混合料在135-145℃下出锅，在125-135℃下成型。
6.根据权利要求5所述的温拌沥青混合料的制备方法，其特征是：所述步骤c中矿粉的拌和时间为90s。
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