CN110194626B - 钢渣半柔性路面材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢渣半柔性路面材料，原料包括沥青、钢渣、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、羟乙基甲基纤维素醚、橡胶颗粒、辛烯聚合物、马来酸酐、烯丙基醚、丙烯酸羟乙酯、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物、增塑剂、聚酯纤维；通过羟乙基甲基纤维素醚与马来酸酐、烯丙基醚和丙烯酸羟乙酯协同作用以增加材料的屈服应力和表观粘度，橡胶颗粒、沥青和辛烯聚合物之间协同作用形成网状结构，提高材料的和易性、相容性和弥散性，采用特定粒径的钢渣和特定粒径的粉煤灰组合使用，使路面材料具有连续孔结构，从而延长材料的抗疲劳寿命以及水稳性。

Description

钢渣半柔性路面材料
技术领域
本发明涉及路面材料，特别涉及一种钢渣半柔性路面材料。
背景技术
半柔性路面是指在大孔径(空隙率为20％～25％)沥青混合料基体路面中，灌入水泥胶浆并养护一段时间后形成的路面，它同时具备高于水泥混凝土的柔性和高于沥青混凝土的刚性。有关研究表明，半柔性路面能够很好地避免早期破坏、局部拥包、路面唧浆和路面边缘碎裂等路面损坏现象，同时具有优良的高温稳定性能、低温抗裂性能、抗疲劳性能和抗滑性能。现有的钢渣半柔性路面材料应用于路面后，路面抗车辙能力增强，也提高了路面的整体承载力，也改善了沥青混合料的抗裂性以及粘接性，如申请号为201611167125.9的路面半柔性材料，但是，随着交通量和轴载也在迅速增长，这就对公路路面结构的强度和稳定性提出了更高的要求，同时使用者对行车速度和舒适性的要求也在不断提高。基于此，现有的半柔性路面材料在高温稳定性、低温抗裂性、耐疲劳性和水稳性方面需要进一步的提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钢渣半柔性路面材料，提高半柔性路面材料的高温稳定性、低温抗裂性、耐疲劳性和水稳性。
本发明的钢渣半柔性路面材料，原料按重量份包括以下组份：沥青80-120份、钢渣300-500份、普通硅酸盐水泥110-130份、粉煤灰100-160份、羟乙基甲基纤维素醚5-10份、橡胶颗粒20-30份、辛烯聚合物3-8份、马来酸酐3-8份、烯丙基醚2-6份、丙烯酸羟乙酯1-3份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物2-4份、增塑剂1-3份、聚酯纤维1-3份；
进一步，所述粉煤灰与钢渣的重量比为：粉煤灰：钢渣＝1：3；
进一步，原料按重量份包括以下组份：沥青100份、钢渣450份、普通硅酸盐水泥120份、粉煤灰150份、羟乙基甲基纤维素醚8份、橡胶颗粒25份、辛烯聚合物5份、马来酸酐5份、烯丙基醚4份、丙烯酸羟乙酯2份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3份、增塑剂2份、聚酯纤维2份；
进一步，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、马来酸二辛脂和葵二酸二辛脂的混合物，按重量比邻苯二甲酸二辛酯：马来酸二辛脂：葵二酸二辛脂＝3：2：1；
进一步，所述钢渣为粒径为10-20mm粗钢渣和粒径为5-10mm细钢渣的混合物，所述钢渣经钝化处理；
进一步，所述粗钢渣和细钢渣的重量比为3：1；
进一步，所述橡胶颗粒为粒径为0.5-1mm的粗橡胶颗粒和粒径为0.05-0.2mm的细橡胶颗粒的混合物，所述粗橡胶颗粒与细橡胶颗粒的重量比为3：1。
本发明的有益效果：本发明的钢渣半柔性路面材料，通过羟乙基甲基纤维素醚与马来酸酐、烯丙基醚和丙烯酸羟乙酯协同作用以增加材料的屈服应力和表观粘度，而橡胶颗粒、沥青和辛烯聚合物之间协同作用形成网状结构，提高材料的和易性、相容性和弥散性，同时不会影响材料的物理和力学特性，采用特定粒径的钢渣和特定粒径的粉煤灰组合使用，使路面材料具有连续孔结构，连续孔结构更有利于灌注水泥胶浆后相互嵌锁，在相同应力水平作用下，使弯拉硬度减小，使达到破坏的荷载作用次数增大，从而延长材料的抗疲劳寿命以及水稳性。本发明的钢渣半柔性路面材料，通过原料各组分的相互作用，提高半柔性路面材料的高温稳定性、低温抗裂性、耐疲劳性和水稳性。
具体实施方式
实施例一
本实施例的钢渣半柔性路面材料，原料按重量份包括以下组份：沥青80份、钢渣300份、普通硅酸盐水泥110份、粉煤灰100份、羟乙基甲基纤维素醚5份、橡胶颗粒20份、辛烯聚合物3份、马来酸酐3份、烯丙基醚2份、丙烯酸羟乙酯1份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物2份、增塑剂1份、聚酯纤维1份；
本实施例中，所述钢渣为粒径为10mm粗钢渣和粒径为5mm细钢渣的混合物，所述钢渣经钝化处理；所述粗钢渣和细钢渣的重量比为3：1
本实施例中，所述橡胶颗粒为粒径为0.5mm的粗橡胶颗粒和粒径为0.05mm的细橡胶颗粒的混合物，所述粗橡胶颗粒与细橡胶颗粒的重量比为3：1。
实施例二
本实施例的钢渣半柔性路面材料，原料按重量份包括以下组份：沥青120份、钢渣480份、普通硅酸盐水泥130份、粉煤灰160份、羟乙基甲基纤维素醚10份、橡胶颗粒30份、辛烯聚合物8份、马来酸酐8份、烯丙基醚6份、丙烯酸羟乙酯3份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物4份、增塑剂3份、聚酯纤维3份；
本实施例中，所述钢渣为粒径为20mm粗钢渣和粒径为10mm细钢渣的混合物，所述钢渣经钝化处理；所述粗钢渣和细钢渣的重量比为3：1
本实施例中，所述橡胶颗粒为粒径为1mm的粗橡胶颗粒和粒径为0.2mm的细橡胶颗粒的混合物，所述粗橡胶颗粒与细橡胶颗粒的重量比为3：1。
实施例三
本实施例的钢渣半柔性路面材料，原料按重量份包括以下组份：沥青80份、钢渣500份、普通硅酸盐水泥110份、粉煤灰160份、羟乙基甲基纤维素醚5份、橡胶颗粒30份、辛烯聚合物3份、马来酸酐8份、烯丙基醚2份、丙烯酸羟乙酯3份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物2份、增塑剂3份、聚酯纤维1份；
本实施例中，所述钢渣为粒径为10mm粗钢渣和粒径为10mm细钢渣的混合物，所述钢渣经钝化处理；所述粗钢渣和细钢渣的重量比为3：1
本实施例中，所述橡胶颗粒为粒径为0.5mm的粗橡胶颗粒和粒径为0.2mm的细橡胶颗粒的混合物，所述粗橡胶颗粒与细橡胶颗粒的重量比为3：1。
实施例四
本实施例的钢渣半柔性路面材料，原料按重量份包括以下组份：沥青120份、钢渣300份、普通硅酸盐水泥130份、粉煤灰100份、羟乙基甲基纤维素醚10份、橡胶颗粒20份、辛烯聚合物8份、马来酸酐3份、烯丙基醚6份、丙烯酸羟乙酯1份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物4份、增塑剂1份、聚酯纤维3份；
本实施例中，所述钢渣为粒径为20mm粗钢渣和粒径为5mm细钢渣的混合物，所述钢渣经钝化处理；所述粗钢渣和细钢渣的重量比为3：1
本实施例中，所述橡胶颗粒为粒径为mm的粗橡胶颗粒和粒径为0.05mm的细橡胶颗粒的混合物，所述粗橡胶颗粒与细橡胶颗粒的重量比为3：1。
实施例五
本实施例的钢渣半柔性路面材料，原料按重量份包括以下组份：沥青80份、钢渣400份、普通硅酸盐水泥120份、粉煤灰160份、羟乙基甲基纤维素醚5份、橡胶颗粒25份、辛烯聚合物3份、马来酸酐8份、烯丙基醚4份、丙烯酸羟乙酯1份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物4份、增塑剂2份、聚酯纤维1份；
本实施例中，所述钢渣为粒径为15mm粗钢渣和粒径为7mm细钢渣的混合物，所述钢渣经钝化处理；所述粗钢渣和细钢渣的重量比为3：1
本实施例中，所述橡胶颗粒为粒径为0.8mm的粗橡胶颗粒和粒径为0.1mm的细橡胶颗粒的混合物，所述粗橡胶颗粒与细橡胶颗粒的重量比为3：1。
实施例六
本实施例的钢渣半柔性路面材料，原料按重量份包括以下组份：沥青100份、钢渣450份、普通硅酸盐水泥120份、粉煤灰150份、羟乙基甲基纤维素醚8份、橡胶颗粒25份、辛烯聚合物5份、马来酸酐5份、烯丙基醚4份、丙烯酸羟乙酯2份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3份、增塑剂2份、聚酯纤维2份；
本实施例中，所述钢渣为粒径为10-20mm粗钢渣和粒径为5-10mm细钢渣的混合物，所述钢渣经钝化处理；所述粗钢渣和细钢渣的重量比为3：1
本实施例中，所述橡胶颗粒为粒径为0.5-1mm的粗橡胶颗粒和粒径为0.05-0.2mm的细橡胶颗粒的混合物，所述粗橡胶颗粒与细橡胶颗粒的重量比为3：1。
上述实施例中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、马来酸二辛脂和葵二酸二辛脂的混合物，按重量比邻苯二甲酸二辛酯：马来酸二辛脂：葵二酸二辛脂＝3：2：1。
采用车辙试验来评价半柔性路面材料的高温稳定性，试件尺寸为300mm*300mm*50mm,试验温度为60℃，试验接触轮压为0.7MPa，试验结果如下：
Figure BDA0002103559480000051
采用采用低温弯曲试验对半柔性路面材料的低温性能进行分析。本试验采用的试验温度为－10℃，加载速率为5mm/min。试件为轮碾成型的车试块切割而成的小梁，尺寸为30mm*35mm*250mm，弯曲试验前需对试件保温6h以上。试验结果如下：
Figure BDA0002103559480000061
采用浸水马歇尔残留稳定度试验和冻融劈裂试验来测试半柔性路面材料的水稳定性能：
采用浸水马歇尔残留稳定度试验结果：
Figure BDA0002103559480000062
冻融劈裂试验结果如下：
Figure BDA0002103559480000063
Figure BDA0002103559480000071
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1. 一种钢渣半柔性路面材料，其特征在于：原料按重量份包括以下组份：沥青80-120份、钢渣300-500份、普通硅酸盐水泥110-130份、粉煤灰100-160份、羟乙基甲基纤维素醚5-10份、橡胶颗粒20-30份、辛烯聚合物3-8份、马来酸酐3-8份、烯丙基醚2-6份、丙烯酸羟乙酯1-3份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物2-4份、增塑剂1-3份、聚酯纤维1-3份；所述粉煤灰与钢渣的重量比为：粉煤灰：钢渣=1：3，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛 酯、马来酸二辛脂和葵二酸二辛脂的混合物，按重量比邻苯二甲酸二辛 酯：马来酸二辛脂：葵二酸二辛脂=3：2：1，所述钢渣为粒径为10-20mm粗钢渣和粒径为5-10mm细钢渣的混合物，所述钢渣经钝化处理，所述粗钢渣和细钢渣的重量比为3：1，所述橡胶颗粒为粒径为0.5-1mm的粗橡胶颗粒和粒径为 0.05-0.2mm的细橡胶颗粒的混合物，所述粗橡胶颗粒与细橡胶颗粒的重量比为3：1。
2.根据权利要求1所述的钢渣半柔性路面材料，其特征在于：原料按重量份包括以下组份：沥青100份、钢渣450份、普通硅酸盐水泥120份、粉煤灰150份、羟乙基甲基纤维素醚8份、橡胶颗粒25份、辛烯聚合物5份、马来酸酐5份、烯丙基醚4份、丙烯酸羟乙酯2份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3份、增塑剂2份、聚酯纤维2份。
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