CN109160787B - 一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料及其制备方法 - Google Patents

一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料及其制备方法，按照质量百分比计，包括沥青4.49％～4.56％、稀释剂1.12％～1.14％、矿料88.02％～91.61％、水泥2.26％～5.28％、膨润土0.45％～1.06％；矿料包括粗集料、细集料和填料。其制备步骤如下：1)按矿料级配配置矿料并进行保温，之后将粗、细集料拌和均匀压实备用；2)将沥青加热融化后按比例加入稀释剂，边加热边搅拌均匀得到稀释沥青；3)将备用的粗、细集料与稀释沥青按比例混合搅拌均匀，之后按比例加入填料、水泥和膨润土搅拌均匀即可。本发明制得的冷补料具有骨架空隙结构，连通孔隙率大、透水系数高，具有较强的强度和水稳定性。

Description

一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料及其制备方法
技术领域
本发明公开了一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料及其制备方法，属于沥青路面养护领域。
背景技术
近年来随着“排水城市”建设的兴起，透排水沥青路面的应用变得越来越多。排水沥青路面指铺装压实后空隙率达到20％左右，且在混合料内部形成能够排水的通道的新型沥青混凝土面层，其本质是按照嵌挤原理形成骨架－空隙结构的开级配多孔沥青混合料。由于排水沥青混合料的空隙率大，雨水通过表面孔洞渗入路面，并沿着路面中连通的空隙向路面边缘处排出，因此在雨天有效的减少了路面水膜厚度，并防止水漂的产生，抑制水雾的溅水现象，减轻眩光的危害，此外还具有减少噪音、增加抗滑性、保证行车安全等突出优点。在雨量集中充沛的南方地区，排水沥青的路面性能表现优秀，是一种前景良好的路面。
但是，由于排水沥青路面的空隙率较大，沥青胶结料与空气、水、光照的接触面积增大，因此更容易与这些自然因素发生反应。在空气、水、阳光、冻融等自然因素的反复作用下，沥青胶结料不断发生着物理化学变化，加速沥青老化，使其粘结性降低，易导致路面出现松散、剥落以及坑槽等病害，最终使行车速度下降，服务质量下降。此外，坑洼、坑槽等病害引起行车颠簸振动而产生的荷载是正常行驶的1.5-2.0倍，在行车荷载的作用下，松散、坑洼等很快发展成为大面积的损坏，降低了道路的使用寿命和服务质量，严重时甚至引发交通事故，因此必须对路面病害进行及时的处理。对于路面坑槽破损程度较小，破损位置较为分散的路面维修，一般所使用的沥青量较少。而热拌沥青混合料的生产需要进行高温拌和，采用大型压路机械压实，所以不适合进行大批量生产热拌沥青混合料用以修补路面。因此，路面坑槽的维修需要一种受温度、规模、施工环境、破损位置等因素影响较小，生产方便且可以快速投入使用的材料。
排水沥青路面的冷补技术是一种不受施工环境限制，可以在常温甚至低温下对坑槽、裂缝、沉陷等破损位置进行快速修复的新工艺，在这项技术中所使用的材料被称为冷补沥青混合料，简称冷补料。目前冷补料稀释剂一般选用柴油等对石油沥青溶解能力较大的有机溶剂，但是柴油挥发物不利于人体健康，因此需要一种可有助于改善环境效益的植物性挥发性溶剂。其次，对于排水性沥青路面的冷补料，必须具有足够的透水系数，因此需要研究具有大量连通孔隙的冷补料。此外，排水性沥青路面坑洞修补的最大的问题是水稳定性不足，因此还有必要有针对性的提高冷补料的水稳定性。总之，排水沥青冷补料还未成为道路工程探索与研究的焦点，世界各国对其所做的研究还处于起步阶段。本专利介绍了一种采用环保型植物性溶剂、具有足够孔隙率和排水系数，和较高水稳定性的环保型多孔沥青冷补料。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料及其制备方法，该料具有连续开级配构成强度的骨架空隙结构，并用松节油作为稀释剂，具有较高的初始强度、劈裂强度和水稳定性等，且其制备方法简单，解决了现有的稀释沥青冷补料早期强度低，水稳定性差的问题，可用于排水沥青路面修补的材料。
技术方案：本发明提供了一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，该沥青冷补料具有骨架空隙结构，按照质量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0001817734570000021
其中矿料包括粗集料、细集料和填料。
其中：
所述的沥青为60℃零剪切粘度大于40000Pa·s的高粘度改性沥青。
所述的稀释剂为松节油。
所述的粗集料为玄武岩或辉绿岩碎石，细集料为机制砂，填料为碱性岩石磨细的矿粉；该矿料采用最大公称粒径为13.2mm的矿料级配，即按照重量百分比计包括以下粒径的矿料：
Figure BDA0001817734570000022
所述的碱性岩石是指石灰岩或玄武岩。
所述的粗集料的粒径R1范围为2.36mm＜R1≤16mm，细集料的粒径R2范围为0.3mm＜R2≤2.36mm，填料的粒径R3范围为0.075mm≤R3≤0.3mm。
所述的水泥是标号为42.5(R)的水泥，其最佳掺入质量百分比为4％。
所述的膨润土的最佳掺入质量百分比为0.8％。
本发明还提供了一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)配制矿料：按矿料级配配置矿料并进行保温，之后将粗集料和细集料拌和均匀，压实备用；
2)制备稀释沥青：将沥青加热融化，之后按比例加入稀释剂，边加热边搅拌均匀得到稀释沥青；
3)将步骤1)备用的粗集料和细集料与步骤2)得到的稀释沥青按比例混合搅拌均匀，之后按比例将填料加入，并加入水泥和膨润土搅拌均匀，得到所述的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料。
其中：
步骤1)所述的按矿料级配配置矿料并进行保温，之后将粗集料和细集料拌和均匀，压实备用的过程中，保温的温度条件为140℃±5℃，保温时长为4h～5h，拌和均匀的温度为140℃±5℃，压实温度为100℃±5℃。
步骤2)所述将沥青加热融化的条件为：加热温度为140℃±5℃，加热时长为1h～2h；步骤2)所述的边加热边搅拌均匀得到稀释沥青的过程中，采用人工搅拌或用剪切仪搅拌，搅拌频率为2r/s～3r/s,搅拌时长为5min～6min，搅拌使其温度、稠度、颜色均匀即可。
步骤3)所述将步骤1)备用的粗集料和细集料与步骤2)得到的稀释沥青按比例混合搅拌均匀过程中，搅拌温度控制在140℃±5℃，搅拌频率为2r/s～3r/s,搅拌时长为60s～90s；步骤3)所述按比例将填料加入，并加入水泥和膨润土搅拌均匀的过程中，搅拌温度控制在140℃±5℃，搅拌频率为2r/s～3r/s,搅拌时长为2min～3min。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：
(1)本发明设计的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，选用玄武岩或辉绿岩碎石作为集料，可提高冷补材料的力学性能；填料采用石灰岩等碱性岩石磨制的细矿粉可增加对沥青的吸附性；
(2)本发明设计的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，采用连续开级配构成强度的骨架空隙结构，其孔隙率较大，性能受温度等环境因素影响较小，可用于排水沥青路面修补的材料，且在雨天有效的减少了路面水膜厚度，并防止水漂的产生、抑制水雾的溅水现象、减轻眩光的危害，此外还具有减少噪音、增加抗滑性、保证行车安全等突出优点；
(3)本发明设计的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料采用松节油作为稀释剂，其挥发性能快于柴油，这就导致稀释剂为松节油的冷补料的初始强度、养生后强度、水稳定性均大于稀释剂为常规溶剂柴油的冷补料；
(4)本发明设计的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料中膨润土和水泥部分替换矿粉加入到冷补料，一方面消耗掉入侵的水分，预防并阻隔了水分到达沥青与集料的表面，产生更加严重的破坏；另一方面，水泥水化产物能够补偿由于水分入侵造成的冷拌沥青混合料颗粒间粘结性的损失；膨润土一方面能够发挥矿粉的作用，另一方面促进水泥水化反应，消耗多余水分且提高强度，加入沥青混合料总质量0.8％的膨润土的冷补料相较于无膨润土冷补料，能够提高冷补料的强度。
附图说明
图1是不同冷补料性能测试试验中初始马歇尔试验和养生后马歇尔试验平均稳定度示意图；
图2是不同冷补料性能测试试验中浸水马歇尔试验平均强度比示意图；
图3是不同冷补料性能测试试验中肯德堡飞散试验飞散损失示意图；
图4是不同冷补料性能测试试验中冻融劈裂试验平均强度比示意图；
图5是本发明提供的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法流程示意图。
具体实施方式
为进一步说明本发明公开的技术方案，下面结合附图和具体实施案例对本发明作进一步的阐述。
实施例1：
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，该沥青冷补料具有骨架空隙结构，按质量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0001817734570000041
Figure BDA0001817734570000051
其中矿料包括粗集料、细集料和填料。
其中：
所述的沥青为60℃零剪切粘度大于40000Pa·s的高粘度改性沥青；
所述的粗集料为玄武岩碎石，粒径R1范围为2.36mm＜R1≤16mm；细集料为机制砂，粒径R2范围为0.3mm＜R2≤2.36mm；填料为石灰岩磨细的矿粉粒径R3范围为0.075mm≤R3≤0.3mm。
所述矿料采用最大粒径为13.2mm的矿料级配，即按照重量百分比计，包括以下粒径的矿料：
Figure BDA0001817734570000052
所述的水泥是标号为42.5(R)的水泥。
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：
1)配制矿料：按矿料级配配置矿料并放置于烘箱中，在140℃条件下保温4.5h，之后将粗集料、细集料倒入拌和锅中，在140℃条件下拌和均匀，待降温至100℃时压实备用；
2)制备稀释沥青：将沥青在140℃温度下加热1.5h，之后按比例加入松节油，在频率为2.5r/s的条件下搅拌5.5min(可以人工搅拌或用剪切仪搅拌)，使其温度、稠度、颜色均匀得到稀释沥青；
3)将步骤1)备用的粗集料、细集料和步骤2)得到的稀释沥青按比例混合倒入拌和锅中，启动拌和锅开始搅拌(拌合条件：温度140℃、搅拌频率2.5r/s、搅拌时长70s)，使混合料搅拌均匀，至混合料无花白，有润泽感即可，之后按比例加入矿粉填料、水泥和膨润土，启动拌和锅(拌合条件：温度140℃、搅拌频率为2.5r/s、搅拌时长2.5min)，得到所述的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料。
实施例2：
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，该沥青冷补料具有骨架空隙结构，按质量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0001817734570000061
其中矿料包括粗集料、细集料和填料。
其中：
所述的沥青为60℃零剪切粘度大于40000Pa·s的高粘度改性沥青；
所述的粗集料为辉绿岩碎石，粒径R1范围为2.36mm＜R1≤16mm；细集料为机制砂，粒径R2范围为0.3mm＜R2≤2.36mm；填料为玄武岩磨细的矿粉粒径R3范围为0.075mm≤R3≤0.3mm。
所述矿料采用最大粒径为13.2mm的矿料级配，即按照重量百分比计，包括以下粒径的矿料：
Figure BDA0001817734570000062
所述的水泥是标号为42.5(R)的水泥。
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：
1)配制矿料：按矿料级配配置矿料并放置于烘箱中，在135℃条件下保温5h，之后将粗集料、细集料倒入拌和锅中，在135℃条件下拌和均匀，待降温至105℃时压实备用；
2)制备稀释沥青：将沥青在135℃温度下加热2h，之后按比例加入松节油，在频率为3r/s的条件下搅拌5min(可以人工搅拌或用剪切仪搅拌)，使其温度、稠度、颜色均匀得到稀释沥青；
3)将步骤1)备用的粗集料、细集料和步骤2)得到的稀释沥青按比例混合倒入拌和锅中，启动拌和锅开始搅拌(拌合条件：温度135℃、搅拌频率3r/s、搅拌时长60s)，使混合料搅拌均匀，至混合料无花白，有润泽感即可，之后按比例加入矿粉填料、水泥和膨润土，启动拌和锅(拌合条件：温度135℃、搅拌频率为3r/s、搅拌时长3min)，得到所述的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料。
实施例3：
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，该沥青冷补料具有骨架空隙结构，按质量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0001817734570000071
其中矿料包括粗集料、细集料和填料。
其中：
所述的沥青为60℃零剪切粘度大于40000Pa·s的高粘度改性沥青；
所述的粗集料为辉绿岩碎石，粒径R1范围为2.36mm＜R1≤16mm；细集料为机制砂，粒径R2范围为0.3mm＜R2≤2.36mm；填料为石灰岩磨细的矿粉粒径R3范围为0.075mm≤R3≤0.3mm。
所述矿料采用最大粒径为13.2mm的矿料级配，即按照重量百分比计，包括以下粒径的矿料：
Figure BDA0001817734570000072
所述的水泥是标号为42.5(R)的水泥。
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：
1)配制矿料：按矿料级配配置矿料并放置于烘箱中，在145℃条件下保温4h，之后将粗集料、细集料倒入拌和锅中，在145℃条件下拌和均匀，待降温至95℃时压实备用；
2)制备稀释沥青：将沥青在145℃温度下加热1h，之后按比例加入松节油，在频率为2r/s的条件下搅拌6min(可以人工搅拌或用剪切仪搅拌)，使其温度、稠度、颜色均匀得到稀释沥青；
3)将步骤1)备用的粗集料、细集料和步骤2)得到的稀释沥青按比例混合倒入拌和锅中，启动拌和锅开始搅拌(拌合条件：温度145℃、搅拌频率2r/s、搅拌时长90s)，使混合料搅拌均匀，至混合料无花白，有润泽感即可，之后按比例加入水泥和膨润土，启动拌和锅(拌合条件：温度145℃、搅拌频率为2r/s、搅拌时长3min)，得到所述的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料。
实施例4：
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，该沥青冷补料具有骨架空隙结构，按质量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0001817734570000081
所述的水泥是标号为42.5(R)的水泥。
其中：
所述的沥青为60℃零剪切粘度大于40000Pa·s的高粘度改性沥青；
所述的粗集料为玄武岩碎石，粒径R1范围为2.36mm＜R1≤16mm；细集料为机制砂，粒径R2范围为0.3mm＜R2≤2.36mm；填料为玄武岩磨细的矿粉粒径R3范围为0.075mm≤R3≤0.3mm。
所述矿料采用最大粒径为13.2mm的矿料级配，即按照重量百分比计，包括以下粒径的矿料：
Figure BDA0001817734570000082
Figure BDA0001817734570000091
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：
1)配制矿料：按矿料级配配置矿料并放置于烘箱中，在143℃条件下保温4.7h，之后将粗集料、细集料倒入拌和锅中，在143℃条件下拌和均匀，待降温至103℃时压实备用；
2)制备稀释沥青：将沥青在137℃温度下加热1.8h，之后按比例加入松节油，在频率为2.8r/s的条件下搅拌5.8min(可以人工搅拌或用剪切仪搅拌)，使其温度、稠度、颜色均匀得到稀释沥青；
3)将步骤1)备用的粗集料、细集料和步骤2)得到的稀释沥青按比例混合倒入拌和锅中，启动拌和锅开始搅拌(拌合条件：温度143℃、搅拌频率2.3r/s、搅拌时长70s)，使混合料搅拌均匀，至混合料无花白，有润泽感即可，之后按比例加入矿粉填料、水泥和膨润土，启动拌和锅(拌合条件：温度143℃、搅拌频率为2.3r/s、搅拌时长2.3min)，得到所述的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料。
实施例5：
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，该沥青冷补料具有骨架空隙结构，按质量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0001817734570000092
所述的水泥是标号为42.5(R)的水泥。
其中：
所述的沥青为60℃零剪切粘度大于40000Pa·s的高粘度改性沥青；
所述的粗集料为玄武岩碎石，粒径R1范围为2.36mm＜R1≤16mm；细集料为机制砂，粒径R2范围为0.3mm＜R2≤2.36mm；填料为玄武岩磨细的矿粉粒径R3范围为0.075mm≤R3≤0.3mm。
所述矿料采用最大粒径为13.2mm的矿料级配，即按照重量百分比计，包括以下粒径的矿料：
Figure BDA0001817734570000101
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：
1)配制矿料：按矿料级配配置矿料并放置于烘箱中，在140℃条件下保温4.5h，之后将粗集料、细集料倒入拌和锅中，在140℃条件下拌和均匀，待降温至100℃时压实备用；
2)制备稀释沥青：将沥青在140℃温度下加热1.5h，之后按比例加入松节油，在频率为2.5r/s的条件下搅拌5.5min(可以人工搅拌或用剪切仪搅拌)，使其温度、稠度、颜色均匀得到稀释沥青；
3)将步骤1)备用的粗集料、细集料和步骤2)得到的稀释沥青按比例混合倒入拌和锅中，启动拌和锅开始搅拌(拌合条件：温度140℃、搅拌频率2.5r/s、搅拌时长70s)，使混合料搅拌均匀，至混合料无花白，有润泽感即可，之后按比例加入矿粉填料、水泥和膨润土，启动拌和锅(拌合条件：温度140℃、搅拌频率为2.5r/s、搅拌时长2.5min)，得到所述的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料。
实施例6：
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，该沥青冷补料具有骨架空隙结构，按质量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0001817734570000102
所述的水泥是标号为42.5(R)的水泥。
其中：
所述的沥青为60℃零剪切粘度大于40000Pa·s的高粘度改性沥青；
所述的粗集料为玄武岩碎石，粒径R1范围为2.36mm＜R1≤16mm；细集料为机制砂，粒径R2范围为0.3mm＜R2≤2.36mm；填料为玄武岩磨细的矿粉粒径R3范围为0.075mm≤R3≤0.3mm。
所述矿料采用最大粒径为13.2mm的矿料级配，即按照重量百分比计，包括以下粒径的矿料：
Figure BDA0001817734570000111
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：
1)配制矿料：按矿料级配配置矿料并放置于烘箱中，在140℃条件下保温4.5h，之后将粗集料、细集料倒入拌和锅中，在140℃条件下拌和均匀，待降温至100℃时压实备用；
2)制备稀释沥青：将沥青在140℃温度下加热1.5h，之后按比例加入松节油，在频率为2.5r/s的条件下搅拌5.5min(可以人工搅拌或用剪切仪搅拌)，使其温度、稠度、颜色均匀得到稀释沥青；
3)将步骤1)备用的粗集料、细集料和步骤2)得到的稀释沥青按比例混合倒入拌和锅中，启动拌和锅开始搅拌(拌合条件：温度140℃、搅拌频率2.5r/s、搅拌时长70s)，使混合料搅拌均匀，至混合料无花白，有润泽感即可，之后按比例加入矿粉填料、水泥和膨润土，启动拌和锅(拌合条件：温度140℃、搅拌频率为2.5r/s、搅拌时长2.5min)，得到所述的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料。
实施例7：
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，该沥青冷补料具有骨架空隙结构，按质量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0001817734570000112
Figure BDA0001817734570000121
所述的水泥是标号为42.5(R)的水泥。
其中：
所述的沥青为60℃零剪切粘度大于40000Pa·s的高粘度改性沥青；
所述的粗集料为玄武岩碎石，粒径R1范围为2.36mm＜R1≤16mm；细集料为机制砂，粒径R2范围为0.3mm＜R2≤2.36mm；填料为玄武岩磨细的矿粉粒径R3范围为0.075mm≤R3≤0.3mm。
所述矿料采用最大粒径为13.2mm的矿料级配，即按照重量百分比计，包括以下粒径的矿料：
Figure BDA0001817734570000122
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：
1)配制矿料：按矿料级配配置矿料并放置于烘箱中，在140℃条件下保温4.5h，之后将粗集料、细集料倒入拌和锅中，在140℃条件下拌和均匀，待降温至100℃时压实备用；
2)制备稀释沥青：将沥青在140℃温度下加热1.5h，之后按比例加入松节油，在频率为2.5r/s的条件下搅拌5.5min(可以人工搅拌或用剪切仪搅拌)，使其温度、稠度、颜色均匀得到稀释沥青；
3)将步骤1)备用的粗集料、细集料和步骤2)得到的稀释沥青按比例混合倒入拌和锅中，启动拌和锅开始搅拌(拌合条件：温度140℃、搅拌频率2.5r/s、搅拌时长70s)，使混合料搅拌均匀，至混合料无花白，有润泽感即可，之后按比例加入矿粉填料、水泥和膨润土，启动拌和锅(拌合条件：温度140℃、搅拌频率为2.5r/s、搅拌时长2.5min)，得到所述的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料。
实施例8：
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，该沥青冷补料具有骨架空隙结构，按质量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0001817734570000131
所述的水泥是标号为42.5(R)的水泥。
其中：
所述的沥青为60℃零剪切粘度大于40000Pa·s的高粘度改性沥青；
所述的粗集料为玄武岩碎石，粒径R1范围为2.36mm＜R1≤16mm；细集料为机制砂，粒径R2范围为0.3mm＜R2≤2.36mm；填料为玄武岩磨细的矿粉粒径R3范围为0.075mm≤R3≤0.3mm。
所述矿料采用最大粒径为13.2mm的矿料级配，即按照重量百分比计，包括以下粒径的矿料：
Figure BDA0001817734570000132
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：
1)配制矿料：按矿料级配配置矿料并放置于烘箱中，在140℃条件下保温4.5h，之后将粗集料、细集料倒入拌和锅中，在140℃条件下拌和均匀，待降温至100℃时压实备用；
2)制备稀释沥青：将沥青在140℃温度下加热1.5h，之后按比例加入松节油，在频率为2.5r/s的条件下搅拌5.5min(可以人工搅拌或用剪切仪搅拌)，使其温度、稠度、颜色均匀得到稀释沥青；
3)将步骤1)备用的粗集料、细集料和步骤2)得到的稀释沥青按比例混合倒入拌和锅中，启动拌和锅开始搅拌(拌合条件：温度140℃、搅拌频率2.5r/s、搅拌时长70s)，使混合料搅拌均匀，至混合料无花白，有润泽感即可，之后按比例加入矿粉填料、水泥和膨润土，启动拌和锅(拌合条件：温度140℃、搅拌频率为2.5r/s、搅拌时长2.5min)，得到所述的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料。
实施例9：
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，该沥青冷补料具有骨架空隙结构，按质量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0001817734570000141
所述的水泥是标号为42.5(R)的水泥。
其中：
所述的沥青为60℃零剪切粘度大于40000Pa·s的高粘度改性沥青；
所述的粗集料为玄武岩碎石，粒径R1范围为2.36mm＜R1≤16mm；细集料为机制砂，粒径R2范围为0.3mm＜R2≤2.36mm；填料为玄武岩磨细的矿粉粒径R3范围为0.075mm≤R3≤0.3mm。
所述矿料采用最大粒径为13.2mm的矿料级配，即按照重量百分比计，包括以下粒径的矿料：
Figure BDA0001817734570000142
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：
1)配制矿料：按矿料级配配置矿料并放置于烘箱中，在140℃条件下保温4.5h，之后将粗集料、细集料倒入拌和锅中，在140℃条件下拌和均匀，待降温至100℃时压实备用；
2)制备稀释沥青：将沥青在140℃温度下加热1.5h，之后按比例加入松节油，在频率为2.5r/s的条件下搅拌5.5min(可以人工搅拌或用剪切仪搅拌)，使其温度、稠度、颜色均匀得到稀释沥青；
3)将步骤1)备用的粗集料、细集料和步骤2)得到的稀释沥青按比例混合倒入拌和锅中，启动拌和锅开始搅拌(拌合条件：温度140℃、搅拌频率2.5r/s、搅拌时长70s)，使混合料搅拌均匀，至混合料无花白，有润泽感即可，之后按比例加入矿粉填料、水泥和膨润土，启动拌和锅(拌合条件：温度140℃、搅拌频率为2.5r/s、搅拌时长2.5min)，得到所述的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料。
实施例10：
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，该沥青冷补料具有骨架空隙结构，按质量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0001817734570000151
所述的水泥是标号为42.5(R)的水泥。
其中：
所述的沥青为60℃零剪切粘度大于40000Pa·s的高粘度改性沥青；
所述的粗集料为玄武岩碎石，粒径R1范围为2.36mm＜R1≤16mm；细集料为机制砂，粒径R2范围为0.3mm＜R2≤2.36mm；填料为玄武岩磨细的矿粉粒径R3范围为0.075mm≤R3≤0.3mm。
所述矿料采用最大粒径为13.2mm的矿料级配，即按照重量百分比计，包括以下粒径的矿料：
Figure BDA0001817734570000152
一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：
1)配制矿料：按矿料级配配置矿料并放置于烘箱中，在140℃条件下保温4.5h，之后将粗集料、细集料倒入拌和锅中，在140℃条件下拌和均匀，待降温至100℃时压实备用；
2)制备稀释沥青：将沥青在140℃温度下加热1.5h，之后按比例加入松节油，在频率为2.5r/s的条件下搅拌5.5min(可以人工搅拌或用剪切仪搅拌)，使其温度、稠度、颜色均匀得到稀释沥青；
3)将步骤1)备用的粗集料、细集料和步骤2)得到的稀释沥青按比例混合倒入拌和锅中，启动拌和锅开始搅拌(拌合条件：温度140℃、搅拌频率2.5r/s、搅拌时长70s)，使混合料搅拌均匀，至混合料无花白，有润泽感即可，之后按比例加入矿粉填料、水泥和膨润土，启动拌和锅(拌合条件：温度140℃、搅拌频率为2.5r/s、搅拌时长2.5min)，得到所述的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料。
本发明实施例1～10制备得到的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的初始马歇尔稳定度均大于最低标准(稀释沥青冷补料的早期马歇尔稳定度最低标准为1.5kN)。
不同冷补料性能测试：
参考《公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)》的方法，称取冷补料1100g装入模具中，用马歇尔击实仪将其双面各击实75次，分别制备0.8％膨润土松节油试件12个，0.8％膨润土柴油试件12个，无膨润土松节油试件12个，室温竖直放置24小时后将试件脱模，各取2个试件40℃水浴养生30min后进行马歇尔试验测定初始马歇尔稳定度，以评价冷补料的早期强度；另外20个试件以侧面竖立的方式放入60℃的烘箱中加热24h，再在室温下放置12h，以用于养生后马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及肯德堡飞散试验，试验结果见说明书附图。
沥青混合料的飞散损失按下式计算：
Figure BDA0001817734570000161
式中：ΔS——沥青混合料的飞散损失(％)
m0——试验前试件的质量(g)；
m1——试验后试件的质量(g)；
劈裂抗拉强度按下式计算：
RT1＝0.006287PT1/h1
RT2＝0.006287PT2/h2
式中：RT1——未进行冻融循环的第一组试件的劈裂抗拉强度(MPa)；
RT2——经受冻融循环的第二组试件的劈裂抗拉强度(MPa)；
PT1——未进行冻融循环的第一组试件荷载的最大值(KN)；
PT2——经受冻融循环的第二组试件荷载的最大值(KN)；
h1——未进行冻融循环的第一组试件高度(mm)；
h2——经受冻融循环的第二组试件高度(mm)；
Figure BDA0001817734570000171
式中：TSR——冻融劈裂试验强度比(％)
Figure BDA0001817734570000172
——冻融循环后第二组有效试件劈裂抗拉强度平均值(MPa)；
Figure BDA0001817734570000173
——未冻冻融循环的第一组有效试件劈裂抗拉强度均值(MPa)。
经测试，稀释剂为常规溶剂柴油的冷补料和稀释剂为松节油的冷补料两种试件在初始稳定度、成型稳定度、浸水稳定度、劈裂强度、冻融劈裂强度几方面均是松节油优于柴油；当稀释剂用量为稀释沥青质量的20％时，既会提高冷补料的初始强度，又会在一定程度上加快后期强度的形成，同时照顾到了施工的和易性，由此可知稀释剂为松节油的冷补料的强度和水稳定性能都好于稀释剂为柴油的冷补料。对比有无膨润土的水泥补强冷补料的强度和水稳定性，在强度比方面，有膨润土显然要优于无膨润土，这一点可以说明，膨润土在水泥水化过程中应该已到了一定的作用。综上所述，本发明制得的环保型多孔沥青冷补料具有显著的早期强度高，水稳定性好的优点。
最后应该说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，但本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或同等变换，而不脱离本发明的精神和范围的修改或局部替换，均应涵盖在本发明要求的权利范围之中。

Claims (6)

1.一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，其特征在于：该沥青冷补料具有骨架空隙结构，按照质量百分比计，包括以下组分：
Figure FDA0002874741600000011
其中矿料包括粗集料、细集料和填料；
其中所述的粗集料为玄武岩或辉绿岩碎石，细集料为机制砂，填料为碱性岩石磨细的矿粉；该矿料采用最大公称粒径为13.2mm的矿料级配，即按照重量百分比计包括以下粒径的矿料：
Figure FDA0002874741600000012
所述的粗集料的粒径R1范围为2.36mm＜R1≤16mm，细集料的粒径R2范围为0.3mm＜R2≤2.36mm，填料的粒径R3范围为0.075mm≤R3≤0.3mm。
2.如权利要求1所述的一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，其特征在于：所述的沥青为60℃零剪切粘度大于40000Pa·s的高粘度改性沥青。
3.如权利要求1所述的一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，其特征在于：所述的稀释剂为松节油。
4.如权利要求1所述的一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料，其特征在于：所述的碱性岩石是指石灰岩或玄武岩。
5.一种如权利要求1所述的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1)配制矿料：按矿料级配配置矿料并进行保温，之后将粗集料和细集料拌和均匀，压实备用；
2)制备稀释沥青：将沥青加热融化，之后按比例加入稀释剂，边加热边搅拌均匀得到稀释沥青；
3)将步骤1)备用的粗集料和细集料与步骤2)得到的稀释沥青按比例混合搅拌均匀，之后按比例将填料加入，并加入水泥和膨润土搅拌均匀，得到所述的多孔透水性环保型稀释沥青冷补料；
其中步骤2)所述将沥青加热融化的条件为：加热温度为140℃±5℃，加热时长为1h～2h；步骤2)所述的边加热边搅拌均匀得到稀释沥青的过程中，采用人工搅拌或用剪切仪搅拌，搅拌频率为2r/s～3r/s，搅拌时长为5min～6min，搅拌使其温度、稠度、颜色均匀即可；
步骤3)所述将步骤1)备用的粗集料和细集料与步骤2)得到的稀释沥青按比例混合搅拌均匀过程中，搅拌温度控制在140℃±5℃，搅拌频率为2r/s～3r/s，搅拌时长为60s～90s；步骤3)所述按比例将填料加入，并加入水泥和膨润土搅拌均匀的过程中，搅拌温度控制在140℃±5℃，搅拌频率为2r/s～3r/s，搅拌时长为2min～3min。
6.如权利要求5所述的一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的按矿料级配配置矿料并进行保温，之后将粗集料和细集料拌和均匀，压实备用的过程中，保温的温度条件为140℃±5℃，保温时长为4h～5h，拌和均匀的温度为140℃±5℃，压实温度为100℃±5℃。
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