CN114075053A - 沥青路面预防性养护超薄罩面混合料及制备方法和添加剂 - Google Patents

沥青路面预防性养护超薄罩面混合料及制备方法和添加剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种沥青路面预防性养护超薄罩面混合料及制备方法和添加剂，混合料的组分为：集料80～90％，矿粉5～15％，沥青4～4.8％，沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂0.15～0.6％；沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂的组分为：热塑性弹性体40～50％，4006工业白油35～45％，聚乙烯蜡1～10％，C5石油树脂5～15％；本发明提供沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂的配方合理，能够提升沥青路面预防性养护超薄罩面混合料的抗飞散能力和抗水损能力，同时改善面层混凝土柔韧性，具有良好的抗疲劳抗开裂能力，同时该添加剂采用直接投入拌合站的方式进行生产，无需专用设备，工艺简单，利于广泛推广应用。

Description

沥青路面预防性养护超薄罩面混合料及制备方法和添加剂
技术领域
本发明属于沥青路面预防性养护技术领域，具体涉及一种沥青路面预防性养护。
背景技术
超薄罩面主要用于老路面抗滑性能的恢复，也可用于新建公路，并具有行车安全舒适、噪音水平低，节约养护和建设成本的优势。同时由于铺装厚度较薄，对路面整体承载力提高较小，只起功能作用，超薄罩面适用于旧路罩面、各种新建道路的功能层、以及低交通量低造价道路的表面层。热拌超薄磨耗层Novachip是超薄罩面技术的典型代表，该技术于2003年引入中国，主要用于高等级公路的预防性养护和轻微病害的矫正性养护。从2006年开始在国内大面积应用，至今每年应用量在300-600万平方米之间。但由于超薄磨耗层所采用的粘层沥青和沥青结合料均需采用专用沥青，且施工机具必须采用专用的薄层摊铺机，造成施工成本高，制约了该技术的进一步推广应用。
超薄罩面作为表面功能层，其力学需求及混合料配合比设计等于常规沥青混凝土面层有较大区别，体现在如下五个方面：
(1)层间结合很重要:超薄罩面在交通荷载作用下，与下承层之间所受的剪应力远大于常规沥青面层，对层间结合的要求更高，一般需要采用高粘乳化沥青或橡胶沥青；
(2)强度需求不高：超薄罩面一般用于对道路承载能力较高、面层较完好的沥青路面的预防性养护工程，下承层强度较高，同时层厚小，骨料更容易发挥强度，因此无需超薄罩面强度过高，尤其是胶结料的弹性和高温性能无需太高，更应该关注其疲劳抗开裂的能力；
(3)材料要求较高：粗集料要求良好的磨耗性，避免抗滑性能的过早衰减。胶结料要求良好的粘附性，避免飞散。施工过程中，超薄罩面降温快，同时不易采用振动压实，因此不建议采用软化点过高的胶结料，混合料的和易性很重要；
(4)级配类型要求特殊:为有利于粘层油破乳，同时避免泛油，一般采用间断级配或开级配，慎重使用连续级配。同时为了保证与层厚匹配，公称最大粒径也有限制，一般不超过11mm。
因此开发性价比更高的超薄罩面技术具有重要意义，针对此，开发一种能够提升混合料的抗飞散能力和抗水损能力，同时改善面层混凝土柔韧性，具有良好的抗疲劳抗开裂能力的添加剂，尤其利用该添加剂所制成的混合料技术为当世之所需。
发明内容
针对上述的不足，本发明目的之一在于，提供一种配方合理，能够提升混合料的抗飞散能力和抗水损能力，同时改善面层混凝土柔韧性，具有良好的抗疲劳抗开裂能力的沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂。
本发明目的之二在于，提供一种配方合理，具有良好的构造深度和抗疲劳抗开裂能力的沥青路面预防性养护超薄罩面混合料。
本发明目的之三在于，提供一种制备上述沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂的制备方法，该制备方法的工艺简易，易于实现，生产效率高。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：
一种沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂，其的各组分及其质量百分比如下：
Figure BDA0002627514230000031
一种沥青路面预防性养护超薄罩面混合料，其的各组分及其质量百分比如下：
Figure BDA0002627514230000032
一种沥青路面预防性养护超薄罩面混合料制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)预备原料：原料的各组分及其质量百分比如下：集料80～90％，矿粉5～15％，沥青4～4.8％，所述的沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂0.15～0.6％；
(2)加热：将集料加热至160～170℃送入沥青拌合站热料仓；
(3)搅拌：将所述沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂加入沥青拌合站热料仓，搅拌5～10秒；
(4)混合：将沥青和矿粉加入沥青拌合站热料仓，继续搅拌30～40秒，制得沥青路面预防性养护超薄罩面混合料。
所述的沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂采用直投式，直接添加到沥青混合料中，用于提升混合料的综合路用性能。目前，在超薄罩面中添加直投式添加剂的只有“易密实”所采用的高粘添加剂，但这种添加剂的最大问题在于过多考虑了材料的高温性能和强度，使得材料本身的熔点偏高，需要集料加热到190℃时才可以熔化并均匀分散，对混合料生产及摊铺碾压的温度要求较高。而超薄罩面最大的风险就是温度损失较快，导致碾压难度加大，压实度不易达到。由此造成虽然材料本身性能较好，但最终的路面性能并不理想，所以“易密实”技术在施工时需要添加碾压助剂或者温拌添加剂以改善碾压性能。另一方面，如前文所述，超薄罩面对材料的力学强度要求并不高，更应该重视材料的变形协调能力可抗开裂能力。本发明沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂基于这个认识开发的改性材料，适当降低了材料本身的高温性能及强度要求，而提高了材料的低温柔韧性能和粘结性能。相应的调整使得材料的造价也得到大幅降低。
作为本发明的一种优选方案，所述集料为机制砂、石屑、玄武岩和辉绿岩中一种或多种混合。所述机制砂和石屑的粒径为小于3mm。将集料分为两档，分档规格按粒径小于3mm和3～5mm来分，其中粒径3～5mm宜选用强度较高耐磨性能好的玄武岩和辉绿岩。最大粒径选用3-5mm规格集料有两个目的：一是该档石料是所有沥青混合料中用量最少但石料厂生产量并不小的材料，因此总体价格最低；二是采用该档石料可有效突破常规超薄罩面对层厚的要求，由原来的1.5cm以上降低到1cm以上。0.10～3mm集料可采用机制砂或石屑，必须是100％破碎加工而成，应该洁净、干燥、无风化、无杂质，与沥青有良好的粘结能力。
作为本发明的一种优选方案，所述沥青为70#或90#重交道路石油沥青。
本发明的有益效果为：本发明提供沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂的配方合理，适当降低了材料本身的高温性能及强度要求，而提高了材料的低温柔韧性能和粘结性能，相应的调整使得材料的造价也得到大幅降低，能够提升沥青路面预防性养护超薄罩面混合料的抗飞散能力和抗水损能力，同时改善面层混凝土柔韧性，具有良好的抗疲劳抗开裂能力；本发明提供的沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂制备方法采用混合料直投方式，工艺简易、易于实现，生产效率高，能快速制备出性能优良的沥青路面预防性养护超薄罩面混合料制品，利于广泛推广应用。
下面结合实施例，对本发明进一步说明。
具体实施方式
实施例1：本实施例提供的一种沥青路面预防性养护超薄罩面混合料制备方法，其包括以下步骤：
(1)预备原料：原料的各组分及其质量百分比如下：集料85％，矿粉10％，沥青4.6％，沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂0.4％；
所述沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂，其的各组分及其质量百分比如下：热塑性弹性体45％，4006工业白油40％，聚乙烯蜡2％，C5石油树脂10％；
(2)加热：将集料加热至160～170℃送入沥青拌合站热料仓；
(3)搅拌：将所述沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂加入沥青拌合站热料仓，搅拌5～10秒，优选为10秒；
(4)混合：将沥青和矿粉加入沥青拌合站热料仓，继续搅拌30～40秒，优选为10～40秒，制得沥青路面预防性养护超薄罩面混合料。
所述热塑性弹性体优选为热塑性丁苯橡胶(SBS)，其的技术指标如下表1；
表1
Figure BDA0002627514230000061
较佳的，所述4006工业白油，其技术指标如下表2。
表2
Figure BDA0002627514230000062
较佳的，所述聚乙烯蜡为白色颗粒，其的技术指标如下表3。
表3
Figure BDA0002627514230000063
较佳的，所述C5石油树脂为乳黄色透明颗粒，该C5石油树脂不仅具有良好的增粘效果，而且操作性好，产品性能稳定，其技术指标如下表4。
表4
项目 质量指标 检测方法
软化点(R&B),℃ 120±5℃ ASTM-E28
比重60℉(15.6℃) 1.05～1.10 ASTM-D71
灰份 ＜0.05％ ASTM-D2415
酸值(mg KOH/g) ＜0.1 ASTM-D-974-64
溴价(cg/g) ＜25 ASTM-D1159
将本发明制得的沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂与市面上的易密实产品进行性能指标对比如下表5：
表5
Figure BDA0002627514230000071
本发明沥青路面预防性养护超薄罩面混合料的指标参见如下表6：
Figure BDA0002627514230000072
实施例2，本实施例提供的一种沥青路面预防性养护超薄罩面混合料制备方法，其与实施例1基本相同，区别在于沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂和沥青路面预防性养护超薄罩面混合料中的各组分及其质量百分比不同。沥青路面预防性养护超薄罩面混合料的各组分及其质量百分比如下：集料90％，矿粉5％，沥青4.5％，沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂0.5％；所述沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂的各组分及其质量百分比如下：热塑性弹性体40％，4006工业白油45％，聚乙烯蜡10％，C5石油树脂5％。
实施例3：本实施例提供的一种沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂及其制备方法，其与实施例1基本相同，区别在于沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂和沥青路面预防性养护超薄罩面混合料中的各组分及其质量百分比不同。沥青路面预防性养护超薄罩面混合料的各组分及其质量百分比如下：集料80％，矿粉15％，沥青4.4％，沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂0.6％；所述沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂的各组分及其质量百分比如下：热塑性弹性体50％，4006工业白油35％，聚乙烯蜡8％，C5石油树脂7％。
实施例4：本实施例提供的一种沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂及其制备方法，其与实施例1基本相同，区别在于沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂和沥青路面预防性养护超薄罩面混合料中的各组分及其质量百分比不同。沥青路面预防性养护超薄罩面混合料的各组分及其质量百分比如下：集料83％，矿粉11.95％，沥青4.8％，沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂0.15％；所述沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂的各组分及其质量百分比如下：热塑性弹性体48％，4006工业白油36％，聚乙烯蜡1％，C5石油树脂15％。
实施例5：本实施例提供的一种沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂及其制备方法，其与实施例1基本相同，区别在于沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂和沥青路面预防性养护超薄罩面混合料中的各组分及其质量百分比不同。沥青路面预防性养护超薄罩面混合料的各组分及其质量百分比如下：集料89.4％，矿粉6.3％，沥青4％，沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂0.3％；所述沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂的各组分及其质量百分比如下：热塑性弹性体44％，4006工业白油42％，聚乙烯蜡6％，C5石油树脂8％。
实施例6：本实施例提供的一种沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂及其制备方法，其与实施例1基本相同，区别在于沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂和沥青路面预防性养护超薄罩面混合料中的各组分及其质量百分比不同。沥青路面预防性养护超薄罩面混合料的各组分及其质量百分比如下：集料86.8％，矿粉8.6％，沥青4.2％，沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂0.4％；所述沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂的各组分及其质量百分比如下：热塑性弹性体43％，4006工业白油38％，聚乙烯蜡7％，C5石油树脂12％。
上述实施例仅为本发明较好的实施方式，本发明不能一一列举出全部的实施方式，凡采用上述实施例之一的技术方案，或根据上述实施例所做的等同变化，均在本发明保护范围内。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂，其特征在于，其的各组分及其质量百分比如下：
Figure FDA0002627514220000011
2.一种沥青路面预防性养护超薄罩面混合料，其特征在于，其的各组分及其质量百分比如下：
Figure FDA0002627514220000012
3.根据权利要求2所述的沥青路面预防性养护超薄罩面混合料，其特征在于，所述集料为机制砂、石屑、玄武岩和辉绿岩中一种或多种混合。
4.根据权利要求2所述的沥青路面预防性养护超薄罩面混合料，其特征在于，所述沥青为70#或90#重交道路石油沥青。
5.一种沥青路面预防性养护超薄罩面混合料制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)预备原料：原料的各组分及其质量百分比如下：集料80～90％，矿粉5～15％，沥青4～4.8％，权利要求1所述的沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂0.15～0.6％；
(2)加热：将集料加热至160～170℃送入沥青拌合站热料仓；
(3)搅拌：将所述沥青路面预防性养护超薄罩面添加剂加入沥青拌合站热料仓，搅拌5～10秒；
(4)混合：将沥青和矿粉加入沥青拌合站热料仓，继续搅拌30～40秒，制得沥青路面预防性养护超薄罩面混合料。
6.根据权利要求5所述的沥青路面预防性养护超薄罩面混合料制备方法，其特征在于，所述集料为机制砂、石屑、玄武岩和辉绿岩中一种或多种混合。
7.根据权利要求5所述的沥青路面预防性养护超薄罩面混合料制备方法，其特征在于，所述沥青为70#或90#重交道路石油沥青。
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