CN109761542A - 一种抗车辙沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

一种抗车辙沥青混合料及其制备方法 Download PDF

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邓海斌
邓德毅
杜银飞
王嘉诚
陆新民
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Abstract

本发明公开了一种抗车辙沥青混合料及其制备方法，属于道路工程材料领域，各组分按重量份计包括：集料90～100份、SBS改性沥青5～6.5份、矿粉0～10份、漂珠0.5～2.5份、胶粉0.6～2.8份、沥青‑胶粉相容剂0.01～0.1份；本发明提供的这种抗车辙沥青混合料，通过加入橡胶粉，配合漂珠进一步提高混合料的阻热性能，并且混合料本身高温性能还能得到增强；同时本发明在混合料中掺入沥青‑胶粉相容剂，改善了沥青和胶粉之间的相容性，进一步提高了橡胶沥青施工时的和易性和橡胶沥青的性能，将该沥青混合料用于上面层，其阻热性能提高后，可大幅降低最易发生车辙的中面层温度，从而显著提高整个路面结构的抗车辙性能。

Description

一种抗车辙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领域，具体涉及一种抗车辙沥青混合料及其制备方法。
背景技术
沥青是一种具有温度敏感性的粘弹性材料，沥青混合料抗剪强度在高温下明显降低，造成高温下沥青路面非常容易出现严重的车辙病害。因而，降低路面内的温度可有效提高路面结构的抗车辙性能。
漂珠作为一种低导热材料，添加到沥青混合料中能够有效地降低混合料的导热系数，增强沥青路面的阻热性能，减少进入路面内部的热量，然而，漂珠是一种中空球形材料，本身强度不高，并且由于其比表面积小于矿粉，当漂珠等体积替代矿粉后，造成混合料的高温性能降低。
中国专利CN 107503261A公开了一种复合式沥青降温路面上面层及其施工方法，该方法在热阻式漂珠沥青混合料上面层上加铺了一层涂料反射层，通过漂珠层减少热量向路面内部传播，同时，反射层又限制了漂珠层表面温度的升高，很好的达到了降温的目的，解决了路面降温的“矛盾”现象，但该发明没有考虑到还可以从提高漂珠沥青混合料本身高温性能的角度进一步改善路面结构的抗车辙性能，而且其施工工艺复杂，成本较高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种兼具优良高温性能和阻热性能的抗车辙沥青混合料及其制备方法，该沥青混合料不仅具有优良的阻热性能，可以减少路面内热量积累，通过添加漂珠和橡胶粉，降低路面内部温度，同时提高沥青混合料本身的高温性能。
为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供的这种抗车辙沥青混合料，由以下组分制成，各组分按重量份计包括：集料90～100份、SBS改性沥青5～6.5份、矿粉0～10份、漂珠0.8～2.5份、胶粉0.6～2.8份、沥青-胶粉相容剂0.01～0.1份。
作为优选，所述沥青-胶粉相容剂为硬脂酸酰胺、2-巯基苯并噻唑、叔丁胺中的一种或多种混合物。
作为优选，所述漂珠为粉煤灰漂珠，粒径≤200目，0.075mm通过率大于50％。
作为优选，所述胶粉是由废旧的轮胎磨细制得，粒径为20～60目，密度为1.05～1.25g/cm3，其中，天然橡胶含量大于22％，灰分含量小于8％。
作为优选，所述集料和矿粉的混合物为矿料，矿料级配为间断级配，最大公称粒径为9.5mm或13.2mm。
本发明还提供所述抗车辙沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
(1)分别对集料、矿粉和SBS改性沥青进行预热；
(2)将集料、矿粉、胶粉、沥青-胶粉相容剂依次倒入提前预热至预定温度的搅拌锅中进行搅拌；
(3)将步骤(1)所得预热后的SBS改性沥青缓缓倒入搅拌锅中进行搅拌；
(4)将步骤(3)搅拌好的混合料置于烘箱中，保温时间为1.5h以上；
(5)将混合料放入150～160℃的烘箱中，待混合料温度均匀后，即得。
进一步，步骤(1)中，将集料、矿粉提前预热至180±3℃，将SBS改性沥青提前预热至150～160℃。
进一步，步骤(2)中，搅拌锅的温度为180±3℃，搅拌时间为30s。
进一步，步骤(3)中，搅拌时间为150s。
进一步，步骤(4)中，烘箱的温度为180±3℃，保温时间至少为1.5h。
橡胶粉是一种低导热材料，添加到混合料中不仅能够增强沥青路面的阻热性能，同时，现有研究表明，橡胶粉沥青混合料的高温性能较普通沥青混合料大大提高。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
(1)本发明将漂珠加入沥青混合料中，降低了混合料的导热系数，提高了混合料的阻热性能，混合料矿料级配采用间断级配，且公称最大粒径为9.5mm或13.2mm，间断级配混合料的矿粉用量高，漂珠用量便可增加，混合料阻热效果也会更好。
(2)本发明提供的这种抗车辙沥青混合料，漂珠用量增加的同时也会造成混合料本身高温性能的降低，考虑到橡胶粉也是一种低导热材料，并且橡胶粉来源广泛，在解决废旧橡胶的处理问题的同时还能提高混合料的高温性能，通过加入橡胶粉，配合漂珠进一步提高混合料的阻热性能，并且混合料本身高温性能还能得到增强；同时本发明在混合料中掺入沥青-胶粉相容剂，改善了沥青和胶粉之间的相容性，进一步提高了橡胶沥青施工时的和易性和橡胶沥青的性能。
(3)本发明制得的沥青混合料可显著降低导热系数，提高路面降温幅度和混合料60℃车辙动稳定度，若用于车辙严重路段，可以大大提高抗车辙性能，延长道路的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明方案作进一步的阐述。
实施例1
本实施例所用原料按重量份计包括：集料95份、SBS改性沥青6.5份、矿粉5份、粉煤灰漂珠1.3份、橡胶粉1.6份、硬脂酸酰胺0.03份。
矿料级配为间断级配，类型为SMA-10，如表1所示：
表1 SMA-10矿料级配表
橡胶粉的粒径为40目，粉煤灰漂珠为200目；
本实施例抗车辙沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将集料、矿粉提前预热至180℃，将SBS改性沥青提前预热至160℃；
(2)将集料、矿粉、胶粉、沥青-胶粉相容剂依次倒入提前预热至180℃的搅拌锅中，拌和30s；
(3)将SBS改性沥青缓缓倒入搅拌锅中，搅拌150s；
(4)将搅拌好的混合料在180℃的烘箱中焖料保温至少1.5h；
(5)将混合料放入150℃的烘箱中，待混合料温度均匀后即可用于成型试件。
将制备好的沥青混合料按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定方法分别成型标准马歇尔圆柱体试件和300mm×300mm×50mm车辙板；其中，对圆柱体试件进行切割，获取平整测试基面，并测试其导热系数，对双层车辙板进行室内照射实验和60℃下的沥青混合料车辙实验，结果如表5所示。
实施例2
本实施例所用原料按质量份数包括：集料95份、SBS改性沥青6.5份、矿粉5份、粉煤灰漂珠1.3份、橡胶粉2.8份、硬脂酸酰胺0.06份。
原料类型、混合料制备和参数测试过程均与实施例1保持一致，测试结果如表5所示。
对比例1
本对比例所用原料按重量份计包括：集料95.8份、SBS改性沥青5.3份、矿粉4.2份、粉煤灰漂珠0.5份、橡胶粉1.3份、硬脂酸酰胺0.02份。
矿料级配为连续级配，类型为AC-10，如表2所示：
表2 AC-10矿料级配表
混合料制备与参数测试过程均与实施例1保持一致，测试结果如表5所示。
实施例3
本实施例所用原料按重量份计包括：集料93份、SBS改性沥青6份、矿粉7份、粉煤灰漂珠0.8份、橡胶粉1.1份、2-巯基苯并噻唑0.01份。
矿料级配为间断级配，类型为SMA-13，如表3所示：
表3 SMA-13矿料级配表
橡胶粉的粒径为30目，粉煤灰漂珠为200目；
本实施例抗车辙沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将集料、矿粉提前预热至180℃，将SBS改性沥青提前预热至160℃；
(2)将集料、矿粉、胶粉、沥青-胶粉相容剂依次倒入提前预热至180℃的搅拌锅中，拌和30s；
(3)将SBS改性沥青缓缓倒入搅拌锅中，搅拌150s；
(4)将搅拌好的混合料在180℃的烘箱中焖料保温至少1.5h；
(5)将混合料放入150℃的烘箱中，待混合料温度均匀后即可用于成型试件。
参数测试过程与实施例1保持一致，测试结果如表5所示。
实施例4
本实施例所用原料按重量份计包括：集料93份、SBS改性沥青6份、矿粉7份、粉煤灰漂珠0.8份、橡胶粉1.5份、2-巯基苯并噻唑0.03份。
原料类型、混合料制备和参数测试过程均与实施例3保持一致，测试结果如表5所示。
对比例2
本对比例所用原料按重量份计包括：集料94份、SBS改性沥青5份、矿粉6份。
矿料级配为连续级配，类型为AC-13，如表4所示：
表4 AC-13矿料级配表
各试验结果如表5所示：
表5实验测试结果
由实验结果可以看出，采用本发明制得的沥青混合料可降低导热系数50％以上，能够显著减少进入路面内的热量，降温效果显著；同时60℃车辙动稳定度也大幅提升，为沥青路面抗车辙提供了一种有效的解决办法。

Claims (10)

1.一种抗车辙沥青混合料，其特征在于，由以下组分制成，各组分按重量份计包括：集料90～100份、SBS改性沥青5～6.5份、矿粉0～10份、漂珠0.5～2.5份、胶粉0.6～2.8份、沥青-胶粉相容剂0.01～0.1份。
2.根据权利要求1所述的抗车辙沥青混合料，其特征在于，所述沥青-胶粉相容剂为硬脂酸酰胺、2-巯基苯并噻唑、叔丁胺中的一种或多种混合物。
3.根据权利要求1所述的抗车辙沥青混合料，其特征在于，所述漂珠为粉煤灰漂珠，粒径≤200目，0.075mm通过率大于50％。
4.根据权利要求1所述的抗车辙沥青混合料，其特征在于，所述胶粉是由废旧的轮胎磨细制得，粒径为20～60目，密度为1.05～1.25g/cm3，其中，天然橡胶含量大于22％，灰分含量小于8％。
5.根据权利要求1所述的抗车辙沥青混合料，其特征在于，所述集料和矿粉的混合物为矿料，矿料级配为间断级配，最大公称粒径为9.5mm或13.2mm。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的抗车辙沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分别对集料、矿粉和SBS改性沥青进行预热；
(2)将集料、矿粉、胶粉、沥青-胶粉相容剂依次倒入提前预热至预定温度的搅拌锅中进行搅拌；
(3)将步骤(1)所得预热后的SBS改性沥青缓缓倒入搅拌锅中进行搅拌；
(4)将步骤(3)搅拌好的混合料置于烘箱中，保温时间为1.5h以上；
(5)将混合料放入150～160℃的烘箱中，待混合料温度均匀后，即得。
7.根据权利要求6所述的抗车辙沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将集料、矿粉提前预热至180±3℃，将SBS改性沥青提前预热至150～160℃。
8.根据权利要求6所述的抗车辙沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，搅拌锅的温度为180±3℃，搅拌时间为30s。
9.根据权利要求6所述的抗车辙沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，搅拌时间为150s。
10.根据权利要求6所述的抗车辙沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，烘箱的温度为180±3℃，保温时间至少为1.5h。
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