CN111747687A - 一种修复型高速路面沥青混合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种修复型高速路面沥青混合料，涉及沥青混合料技术领域。其技术要点是：该修复型高速路面沥青混合料包括：集料250‑300份；沥青25‑30份；聚酯纤维0.25‑0.5份；橡胶胶粉10‑15份；增粘剂3‑8份；胶黏剂3‑8份；碳化硅1‑5份。其制备方法为：S1，将集料投入烘干桶内，于1500‑2000rpm、100‑120℃下搅拌2‑2.5h，进行烘干；S2，将干燥后的集料、增粘剂、胶黏剂、橡胶胶粉、聚酯纤维和碳化硅投入搅拌缸中，于1500‑2000rpm转速下搅拌15‑30s；S3，将沥青加热至155‑200℃，并投入到S2中的搅拌缸中，于1200‑1500rpm转速下搅拌5‑10min，搅拌均匀后排出即得。本申请制备的产品具有有效减轻车辙病害、降低道路养护成本的优点。
Description
技术领域
本发明涉及沥青混合料技术领域，更具体地说，它涉及一种修复型高速路面沥青混合料及其制备方法。
背景技术
车辙病害(Rutting)是沥青路面在车辆荷载反复作用下，行车轨迹处产生纵向较大永久变形的路面损坏现象，产生的主要原因有车辆超载、交通量过大、工程设计时对夏季高温估计不足等。车辙通常形成于温度较高的季节，高温时沥青软化，对矿质骨架的约束作用降低，沥青面层在车辆的反复碾压下产生永久变形和粘性流动，行车轨迹处路面进一步密实沉陷并伴随侧向***。车辙的产生降低了道路的行驶舒适性，并带来了一系列安全隐患：车辙深度的加大会使车轮荷载所产生的水平横向分力加大，而气温回落后，面层材料变脆，加大的水平分力及其所形成的间接弯拉应力可能导致纵向裂缝的产生；而且下雨后车辙槽内积水，极易发生车辆水漂现象，威胁行车安全。
车辙可分为轻微车辙、横向波纹车辙、不稳定夹层车辙等，根据车辙类型主要有以下几种处理方式：若仅轮迹处凹陷，两侧无***，则凿去面层，凿毛凹槽，涂刷粘层沥青并修补；若轮迹两侧同时***，应先将***部位凿去，波谷处原面层凿毛，涂粘层油，铺筑与面层相同的混合料；若因基层强度不足、水稳性不好引起，则需对基层进行补强或挖除损害的基层重新铺筑。
国内处理车辙大致可归纳为挖补法和填补法，但所用材料量大，配套设备多，养护成本高，污染环境，初期养护时间长且影响交通。因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种修复型高速路面沥青混合料，通过改进沥青混合料的原料组分，在提高沥青混合料性能的同时，还拥有可控的车辙自修复能力，从而具有有效减轻车辙病害、降低道路养护成本的优点。
本发明的目的二在于提供一种修复型高速路面沥青混合料的制备方法，其具有操作简单、适合大规模化生产的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种修复型高速路面沥青混合料，包括如下重量份数的组分：
集料：250-300份；
沥青：25-30份；
聚酯纤维：份；
橡胶胶粉：份；
增粘剂：3-8份；
胶黏剂：3-8份；
碳化硅：1-5份。
通过采用上述技术方案，聚酯纤维能起到加筋和增韧阻裂的效果，同时，聚酯纤维和沥青之间有很强的吸附性，可以吸附过多的自由沥青，减小沥青的流动性，约束集料的侧向位移，能有效提高沥青混合料的高温稳定性，从而可较大程度的防止高速路面产生车辙。通过采用聚酯纤维和橡胶配合使用，聚酯纤维的增加可在源头上减少路面车辙的产生，橡胶可赋予路面出现车辙后可自修复的能力。
进一步优选为，所述橡胶胶粉由货车废旧轮胎粉碎制成，粒径为20-40目。
通过采用上述技术方案，掺入橡胶胶粉后，其与沥青形成了网格结构体系，胶粉颗粒扩散到沥青中，二者发生一系列的物理化学反应，其中胶粉颗粒吸收沥青中的油份而溶胀，体积增大，并在一定程度上发生脱硫反应，表面形成凝胶体，而胶粉核心仍然存在，该颗粒核心与沥青分子形成的网状结构与聚酯纤维粘合，得到的沥青混合料性能更加优异，抗车辙性能好。
进一步优选为，所述集料采用石灰岩和/或玄武岩。
通过采用上述技术方案，石灰岩具有良好的加工性、磨光性和很好的胶结性能，可以与沥青起到良好的结合效果；掺入一定量的辉绿岩集料亦可增加沥青混合料的路用性能；玄武岩多为为中性，且气孔多、质地坚硬；其在混合使用时，能够起到良好的配合效果，使沥青混合料整体的结构强度大大提高。同时，玄武岩的粒径比石灰岩的粒径大，且玄武岩和石灰岩均选用不同粒径大小的颗粒组成，使其相互之间不易形成较大的空隙，整体较为密实，使沥青混合料具有良好的稳定的结构强度。
进一步优选为，所述沥青采用SBS改性沥青、氯丁橡胶改性沥青或顺丁橡胶改性沥青。
通过采用上述技术方案，改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青结合料。在不同的使用环境中，使沥青混凝土具有抗流动性，即高温下抗车辙的能力；提高柔性和弹性，即低温下抗开裂的能力；提高耐磨耗能力和延长使用寿命，可以使沥青混凝土具有良好的使用效果。
进一步优选为，所述增粘剂选自液体古马隆树脂、萜烯树脂和石油树脂中的两种或三种。
通过采用上述技术方案，液体古马隆树脂的增粘性、软化性和工艺性能都较固体古马隆树脂好，与胶黏剂一起使用，增粘效果较好；萜烯树脂抗氧化性和热稳定性好，且与其他组分之间具有良好的相容性和溶解性；石油树脂因来源为石油衍生物而得名，它具有酸值低、混溶性好，耐水、耐乙醇和耐化学品等特性，对酸碱具有化学稳定，并有调节和热稳定性好的特点，石油树脂与其他增粘剂一起使用，具有提高胶黏剂性能的优点。
进一步优选为，所述胶黏剂采用环氧丁晴胶、异戊橡胶或酚醛聚酰胺。
通过采用上述技术方案，胶黏剂是通过界面的黏附和内聚等作用，能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质。胶黏剂能够使沥青混凝土中的其他各组分之间紧紧粘附在一起，使沥青混凝土的内部不易出现空隙，且其整体结构更加的均匀密实，从而在实际运用过程中不易发生开裂。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种修复型高速路面沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将集料投入烘干桶内，于1500-2000rpm、100-120℃下搅拌2-2.5h，进行烘干；
S2，将干燥后的集料、增粘剂、胶黏剂、橡胶胶粉、聚酯纤维和碳化硅投入搅拌缸中，于1500-2000rpm转速下搅拌15-30s；
S3，将沥青加热至155-200℃，将加热后的沥青投入到S2中的搅拌缸中，于1200-1500rpm转速下搅拌5-10min，搅拌均匀后排出即得修复型高速路面沥青混合料。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本申请通过以市售的改性沥青为基础，加入聚酯纤维和橡胶胶粉，得到的混合沥青性能较优于普通的改性沥青，并加入增粘剂、胶黏剂和碳化硅，得到的沥青混合料具有优异的路用性能，能够有效减轻车辙病害，从而降低道路氧化成本；
附图说明
图1为本申请实施例1中修复型高速路面沥青混合料的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种修复型高速路面沥青混合料，各组分及其相应的重量份数如表1所示，如图1所示，并通过如下步骤制备获得：
S1，将集料投入烘干桶内，于1500rpm、100℃下搅拌2.5h，进行烘干；
S2，将干燥后的集料、增粘剂、胶黏剂、橡胶胶粉、聚酯纤维和碳化硅投入搅拌缸中，于1500rpm转速下搅拌30s；
S3，将沥青加热至155℃，将加热后的沥青投入到S2中的搅拌缸中，于1200rpm转速下搅拌10min，搅拌均匀后排出即得修复型高速路面沥青混合料。
本实施例中，所用橡胶胶粉由货车废旧轮胎粉碎制成，粒径为20-40目。
集料采用平均粒径为4.25-12.65mm的石灰岩集料。
沥青采用SBS改性沥青。
增粘剂采用重量比为1:1的液体古马隆树脂和萜烯树脂的混合物。
胶黏剂采用环氧丁晴胶。
上述各原料均为普通市售购得。
实施例2-6：一种修复型高速路面沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-6中各组分及其重量份数
实施例7：一种修复型高速路面沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，通过如下制备步骤获得：
S1，将集料投入烘干桶内，于2000rpm、120℃下搅拌2h，进行烘干；
S2，将干燥后的集料、增粘剂、胶黏剂、橡胶胶粉、聚酯纤维和碳化硅投入搅拌缸中，于2000rpm转速下搅拌15s；
S3，将沥青加热至200℃，将加热后的沥青投入到S2中的搅拌缸中，于1500rpm转速下搅拌5min，搅拌均匀后排出即得修复型高速路面沥青混合料。
本实施例中，所用橡胶胶粉由货车废旧轮胎粉碎制成，粒径为20-40目。
集料采用平均粒径为4.25-12.65mm的石灰岩集料和玄武岩集料的混合物。
沥青采用氯丁橡胶改性沥青。
增粘剂采用重量比为1:1:1的液体古马隆树脂、萜烯树脂和石油树脂的混合物。
胶黏剂采用异戊橡胶。
上述各原料均为普通市售购得。
实施例8：一种修复型高速路面沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，本实施例中，沥青采用顺丁橡胶改性沥青；胶黏剂采用酚醛聚酰胺。
对比例1：一种高速路面沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，沥青混合料中未加入聚酯纤维。
对比例2：一种高速路面沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，沥青混合料中未加入橡胶胶粉。
对比例3：一种高速路面沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，沥青混合料中未加入聚酯纤维和橡胶胶粉。
对比例4：一种高速路面沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，沥青混合料中加入的沥青为普通市售购得的石油基质沥青。
性能测试
分别对实施例1-8和对比例1-4制得的沥青混合料进行性能测试，测试结果计入下表2中。
由表2中测试数据可以看出，实施例1-8中的沥青混合料的稳定度和变形值均优于对比例1-4。实施例1-8中的抗车辙测试结构均大于4745次/mm以上，远高于技术指标要求的不小于3000次/mm。其中对比例1由于未加入聚酯纤维，对比例2未加入橡胶胶粉，得到的混合料性能差于实施例1-8；对比例3两者均未加入，得到的沥青混合料性能差于对比例1和2；而对比例4由于采用石油基质沥青提到改性沥青，得到的沥青混合料性能最差。说明本申请制得的沥青混合料具有有效减轻车辙病害的优点，相应的能够降低道路养护成本。
表2性能测试结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种修复型高速路面沥青混合料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
集料：250-300份；
沥青：25-30份；
聚酯纤维：0.25-0.5份；
橡胶胶粉：10-15份；
增粘剂：3-8份；
胶黏剂：3-8份；
碳化硅：1-5份。
2.根据权利要求1所述的修复型高速路面沥青混合料，其特征在于，所述橡胶胶粉由货车废旧轮胎粉碎制成，粒径为20-40目。
3.根据权利要求1所述的修复型高速路面沥青混合料，其特征在于，所述集料采用石灰岩和/或玄武岩。
4.根据权利要求1所述的修复型高速路面沥青混合料，其特征在于，所述沥青采用SBS改性沥青、氯丁橡胶改性沥青或顺丁橡胶改性沥青。
5.根据权利要求1所述的修复型高速路面沥青混合料，其特征在于，所述增粘剂选自液体古马隆树脂、萜烯树脂和石油树脂中的两种或三种。
6.根据权利要求1所述的修复型高速路面沥青混合料，其特征在于，所述胶黏剂采用环氧丁晴胶、异戊橡胶或酚醛聚酰胺。
7.根据权利要求1-6任一所述的修复型高速路面沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将集料投入烘干桶内，于1500-2000rpm、100-120℃下搅拌2-2.5h，进行烘干；
S2，将干燥后的集料、增粘剂、胶黏剂、橡胶胶粉、聚酯纤维和碳化硅投入搅拌缸中，于1500-2000rpm转速下搅拌15-30s；
S3，将沥青加热至155-200℃，将加热后的沥青投入到S2中的搅拌缸中，于1200-1500rpm转速下搅拌5-10min，搅拌均匀后排出即得修复型高速路面沥青混合料。
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