CN112759327A - 一种微表处路面材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微表处路面材料及其制备方法。该微表处路面材料，包括集料、乳化沥青和水，所述集料、乳化沥青和水的质量比为1：(0.06‑0.08)：(0.05‑0.06)；所述集料，按照质量百分比计算，包括以下组分：钢渣粗集料30～42％，钢渣细集料42～46％，玻璃集料5％～12％，橡胶颗粒集料1％～3％，填料5～7％。本发明还包括上述微表处路面材料的制备方法，包括：按照各组分配比，将钢渣粗集料、钢渣细集料，玻璃集料和橡胶颗粒集料和填料进行混合，再加入水润湿，之后加入乳化沥青混合制得出所述微表处路面材料。该微表处路面材料具有优异且稳定的防滑耐磨性能，BPN值高达81。
Description
技术领域
本发明涉及沥青路面预防性养护技术领域，尤其涉及一种微表处路面材料及其制备方法。
背景技术
近20年来，我国高速公路发展十分迅速，总里程持续上升。但随着高速公路设计年限的到来，以及汽车反复荷载作用和环境因素的影响，路面受到的损害也越来越大，因此提升高速公路养护措施显得极其重要。
目前我国最常用的路面养护手段是微表处技术，该技术是采用乳化沥青，粗细集料、填料、水以及其他外加剂，在常温下制备后能够形成具有一定强度和耐久性能的薄层路面。但在微表处路面材料使用过程中发现，车内外噪声与普通现场热拌热铺沥青路面相比明显增大，且抗滑性能不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是：如何获得防滑耐磨性能优异且稳定的微表处路面材料。
现有的微表处路面材料由于微表处材料中细集料占比较大，空隙率偏小，路面的构造深度较小，不仅对于噪音吸收能力较差，而且抗滑性能较低，影响了行车安全性和舒适性。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种微表处路面材料及其制备方法。
本发明提出一种微表处路面材料，包括集料、乳化沥青和水，所述集料，乳化沥青和水的质量比为1：(0.06-0.08)：(0.05-0.06)；所述集料，按照质量百分比计算，包括以下组分：钢渣粗集料30～42％，钢渣细集料42～46％，玻璃集料5％～12％，橡胶颗粒集料1％～3％，填料5～7％。
进一步地，所述钢渣粗集料的粒径为2.37～9.5mm。
进一步地，所述钢渣细集料的粒径为0～2.36mm。
进一步地，所述玻璃集料的粒径为2.36～4.75mm。
进一步地，所述橡胶颗粒集料的粒径为0～2.36mm。
进一步地，所述填料为石灰石矿粉和硅酸盐水泥。
进一步地，所述填料的粒径为0～0.075mm。
进一步地，所述乳化沥青为SBR改性乳化沥青。
本发明还提出一种上述微表处路面材料的制备方法，包括：按照各组分配比，将钢渣粗集料、钢渣细集料，玻璃集料，橡胶颗粒集料和填料进行混合，再加入水润湿材料体系，之后加入乳化沥青混合制得所述微表处路面材料。
本发明与现有技术对比的有益效果包括：按照质量百分比计算，将钢渣粗集料30～42％，钢渣细集料42～46％，玻璃集料5％～12％，橡胶颗粒集料1％～3％，填料5～7％，乳化沥青6～8％，水5～6％混合，钢渣粗集料质地坚硬耐磨，为材料提供一个高耐磨性、高强度的骨架结构。玻璃集料具有丰富的棱角性，提高了微表处路面材料的构造深度，提高抗滑性能。橡胶颗粒集料具有一定的弹性，能够吸收重冲击力，进而缓冲汽车对材料的压力，防止汽车等重物破坏路面，结合其他组分，使得该微表处路面材料具有优异且稳定的防滑耐磨性能，BPN值高达81。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为实施例1-3的微表处路面材料的级配曲线图。
具体实施方式
本具体实施方式提出一种微表处路面材料，包括集料、乳化沥青和水，所述集料、乳化沥青和水的质量比为1：(0.06-0.08)：(0.05-0.06)；所述集料，按照质量百分比计算，包括以下组分：钢渣粗集料30～42％，钢渣细集料42～46％，玻璃集料5％～12％，橡胶颗粒集料1％～3％，填料5～7％。其中，所述钢渣粗集料的粒径为2.37～9.5mm，所述钢渣细集料的粒径为0～2.36mm，所述玻璃集料的粒径为2.36～4.75mm，所述橡胶颗粒集料的粒径为0～2.36mm，所述填料的粒径为0～0.075mm。
进一步地，所述填料为石灰石矿粉和硅酸盐水泥；所述乳化沥青为SBR改性乳化沥青；进一步地，所述硅酸盐水泥为P.O42.5硅酸盐水泥。
本具体实施方式还包括一种上述微表处路面材料的制备方法，包括：按照各组分配比，将钢渣粗集料、钢渣细集料，玻璃集料，橡胶颗粒集料和填料混合30-40s至均匀，再加入水混合30-40s至湿润，之后加入乳化沥青混合30-40s至均匀得到所述微表处路面材料。
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本实施中的微表处路面材料，包括集料、SBR改性乳化沥青和水，所述集料、所述SBR改性乳化沥青和所述水的质量比为1：0.07：0.06；所述集料，按质量百分比计算，其组成为：粒径为4.75-9.5mm钢渣集料为22％，粒径为2.36-4.75mm废玻璃和钢渣集料分别为10％和13％，粒径为0-2.36mm钢渣集料和橡胶颗粒分别为46％和3％，矿粉为4.5％，硅酸盐水泥为1.5％。
本实施例中的微表处路面材料的制备方法，包括：按照各组分配比，将钢渣粗集料、钢渣细集料，玻璃集料，橡胶颗粒集料和填料混合30s至均匀，再加入水混合34s至均匀湿润，之后加入SBR改性乳化沥青混合30s至均匀得到所述微表处路面材料。
实施例2
本实施例与实施例1的区别仅在于集料的质量百分比，具体地，集料按照质量百分比计算，粒径为4.75～9.5mm钢渣集料为22％，粒径为2.36-4.75mm废玻璃和钢渣集料分别为8％和15％，粒径为0-2.36mm钢渣集料和橡橡胶颗粒分别为47％和2％，矿粉为4.5％，硅酸盐水泥为1.5％。
实施例3
本实施例与实施例1的区别仅在于集料的质量百分比，具体地，集料按照质量百分比计算，粒径为4.75～9.5mm钢渣集料为22％，粒径为2.36-4.75mm废玻璃和钢渣集料分别为6％和17％，粒径为0-2.36mm钢渣集料和废橡胶颗粒分别为48％和1％，矿粉为4.5％，硅酸盐水泥为1.5％。
实施例4
本实施例提出一种微表处路面材料，包括集料、SBR改性乳化沥青和水，所述集料、所述SBR改性乳化沥青和所述水的质量比为1：0.06：0.05；所述集料，按质量百分比计算，其组成为：粒径为4.75-9.5mm钢渣集料为22％，粒径为2.36-4.75mm废玻璃和钢渣集料分别为12％和10％，粒径为0-2.36mm钢渣集料和废橡胶颗粒分别为46％和3％，矿粉为4.5％，硅酸盐水泥为1.5％。
本实施例中的微表处路面材料的制备方法，包括：按照各组分配比，将钢渣粗集料、钢渣细集料，玻璃集料，橡胶颗粒集料和填料混合40s至均匀，再加入水混合40s至均匀湿润，之后加入SBR改性乳化沥青混合35s至均匀得到所述微表处路面材料。
实施例5
本实施例提出一种微表处路面材料，包括集料、SBR改性乳化沥青和水，所述集料、所述SBR改性乳化沥青和所述水的质量比为1：0.08：0.06；所述集料，按质量百分比计算，其组成为：粒径为4.75-9.5mm钢渣集料为23％，粒径为2.36-4.75mm废玻璃和钢渣集料分别为5％和19％，粒径为0-2.36mm钢渣集料和废橡胶颗粒分别为46％和2％，矿粉为3.5％，硅酸盐水泥为1.5％。
本实施例中的微表处路面材料的制备方法，包括：按照各组分配比，将钢渣粗集料、钢渣细集料，玻璃集料，橡胶颗粒集料和填料混合30s至均匀，再加入水混合35s至均匀湿润，之后加入SBR改性乳化沥青混合40s至均匀得到所述微表处路面材料。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例的集料中不含废玻璃，具体地，所述集料，按质量百分比计算，其组成为：粒径为4.75-9.5mm钢渣集料为22％，粒径为2.36-4.75mm的钢渣集料为23％，粒径为0-2.36mm钢渣集料和橡胶颗粒分别为46％和3％，矿粉为4.5％，硅酸盐水泥为1.5％。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例的集料中不含橡胶颗粒，具体地，所述集料，按照重量百分比计算，其组成为：粒径为4.75-9.5mm钢渣集料为22％，粒径为2.36-4.75mm废玻璃和钢渣集料分别为10％和13％，粒径为0-2.36mm钢渣集料为49％，矿粉为4.5％，硅酸盐水泥为1.5％。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例的集料中不含废玻璃和橡胶颗粒，具体地，所述集料，按照重量百分比计算，其组成为：粒径为4.75-9.5mm钢渣集料为22％，粒径为2.36-4.75mm钢渣集料分别为23％，粒径为0-2.36mm钢渣集料为49％，矿粉为4.5％，硅酸盐水泥为1.5％。
实施例1至实施例3的微表处路面材料级配类型为MS-3中值级配合成，具体级配见表1，图1为合成级配曲线。
表1 MS-3型微表处路面材料合成级配
| 筛孔尺寸 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 | 配合比 |
| 级配上限 | 100 | 90 | 70 | 50 | 34 | 25 | 18 | 15 | |
| 级配下限 | 100 | 70 | 45 | 28 | 19 | 12 | 7 | 5 | |
| 级配中值 | 100.0 | 80.0 | 57.5 | 39.0 | 26.5 | 18.5 | 12.5 | 10.0 | |
| 4.75～9.5mm的集料 | 99.8 | 1.5 | 0.6 | 0.4 | 0.4 | 0.3 | 0.2 | 0.1 | 22.0％ |
| 2.37～4.75mm的集料 | 100.0 | 99.7 | 11.6 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.2 | 0.1 | 23.0％ |
| 0～2.36mm的集料 | 100 | 100 | 99.9 | 65.3 | 35.5 | 22.7 | 13.1 | 6.6 | 49.0％ |
| 矿粉 | 100 | 100 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 99.9 | 99.7 | 85.7 | 4.5％ |
| 水泥 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 98.1 | 88.3 | 1.5％ |
| 合成级配 | 100.0 | 78.2 | 56.9 | 37.8 | 23.8 | 17.8 | 13.2 | 9.2 | 100.0％ |
将实施例1-5微表处路面材料按照《微表处和稀浆封层技术指南》规范制备抗滑降噪微表处路面材料，相关性能测试结果如表2所示。
表2 实施例1-5、对比例1-3的微表处路面材料及MS-3玄武岩微表处路面材料的性能测试结果
由表2可知，实施例1-5的拌合时间都大于规范120s，说明该微表处路面材料具有良好的施工性能。1h湿轮磨耗和车辙变形率等参数相比普通的玄武岩微表处路面材料略有降低，但都符合《微表处和稀浆封层技术指南》规范要求，满足基本的路用性能。实施例1-5相较于玄武岩微表处路面材料有更高的BPN值，说明实施例1-5微表处路面材料抗滑性能优于玄武岩微表处路面材料。而对比例2的BPN值明显高于对比例1和对比例3，说明废玻璃能够明显提高材料的抗滑性能；实施例1-5相较于玄武岩微表处路面材料有较低分贝值，说明实施例1-5中废橡胶颗粒的掺入对吸收噪音的效果明显，具有更好的降噪功能，而对比例1-3的分贝值较高，特别是对比例3的分贝值最高，说明在橡胶颗粒和玻璃及其他组分的配合下提高了材料吸收噪音的效果。
本发明基于不同材料的协同作用原理，钢渣粗集料质地坚硬耐磨，采用钢渣作为粗集料提供一个高耐磨性、高强度的骨架结构。废橡胶颗粒作为细集料，较废胶粉而言具有较大的弹性势能，对噪音吸收具有更好的效果。废玻璃作为集料，利用其丰富的棱角性能，提高微表处材料的构造深度，从而提高了抗滑性能。此外，目前将废玻璃作为集料用于微表处中的研究还无先例。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种微表处路面材料，其特征在于，包括集料、乳化沥青和水，所述集料、乳化沥青和水的质量比为1：(0.06-0.08)：(0.05-0.06)；所述集料，按照质量百分比计算，包括以下组分：钢渣粗集料30～42％，钢渣细集料42～46％，玻璃集料5％～12％，橡胶颗粒集料1％～3％，填料5～7％。
2.根据权利要求1所述的微表处路面材料，其特征在于，所述钢渣粗集料的粒径为2.37～9.5mm。
3.根据权利要求1所述的微表处路面材料，其特征在于，所述钢渣细集料的粒径为0～2.36mm。
4.根据权利要求1所述的微表处路面材料，其特征在于，所述玻璃集料的粒径为2.36～4.75mm。
5.根据权利要求1所述的微表处路面材料，其特征在于，所述橡胶颗粒集料的粒径为0～2.36mm。
6.根据权利要求1所述的微表处路面材料，其特征在于，所述填料为石灰石矿粉和硅酸盐水泥。
7.根据权利要求1所述的微表处路面材料，其特征在于，所述填料的粒径为0～0.075mm。
8.根据权利要求1所述的微表处路面材料，其特征在于，所述乳化沥青为SBR改性乳化沥青。
9.一种权利要求1-8任一项所述的微表处路面材料的制备方法，其特征在于，包括：按照各组分配比，将钢渣粗集料、钢渣细集料，玻璃集料，橡胶颗粒集料和填料进行混合，再加入水润湿，之后加入乳化沥青混合制得所述微表处路面材料。
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