CN115806422A - 一种半柔性抗车辙路面材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半柔性抗车辙路面材料及其制备方法,属于道路车辙处置技术领域,其技术方案要点是:包括重量比为(2‑3):(1‑2)的水泥基材料和大孔隙混合沥青,所述大孔隙混合沥青包括以下重量份的组分:矿粉2‑8份;聚羧酸减水剂0.8‑1.5份;消泡剂0.004‑0.006份;拌和水7‑13份;改性沥青9‑12份;所述改性沥青包括重量比为(10‑12):(1‑1.5):(1.5‑3)的基质沥青、橡胶粉颗粒和温拌剂。达到提高半柔性抗车辙路面材料抗裂性能的效果。
Description
技术领域
本发明涉及道路车辙处置技术领域,尤其是涉及一种半柔性抗车辙路面材料及其制备方法。
背景技术
传统的水泥混凝土路面强度高,对车辆的承载能力强,但是柔韧性较差,容易出现裂缝、脱空等问题,影响车辆行车安全;而沥青混凝土路面虽然柔韧性较好,但是强度不足、平整度保持性差,容易出现车辙等危害。为了解决上述的问题,半柔性抗车辙路面应运而生。
半柔性抗车辙路面材料是一种由大孔隙沥青混合料与水泥基材料复合组成的一种新型路面材料。该路面材料具有高抗车辙性、抗滑、美观、行车舒适等特点。但是,由于水泥基材料强度过高,收缩大,与沥青混合料的粘结性差,并且其温感性与沥青混合料难以匹配,使得半柔性抗车辙路面容易出现温缩开裂的现象。因此,为了使半柔性抗车辙路面能够广泛应用于现实生活中,急需提高半柔性抗车辙路面的抗裂性。
发明内容
为了提高半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能,本发明提供一种半柔性抗车辙路面材料及其制备方法。
第一方面,本申请提供的一种半柔性抗车辙路面材料采用如下的技术方案:
一种半柔性抗车辙路面材料,包括重量比为(2-3):(1-2)的水泥基材料和大孔隙混合沥青;所述大孔隙混合沥青包括以下重量份的组分:
所述改性沥青包括重量比为(10-12):(1-1.5):(1.5-3)的基质沥青、橡胶粉颗粒和温拌剂。
通过采用上述技术方案,本申请将橡胶粉颗粒加入到基质沥青当中,增加了沥青的粘度,使得沥青与水泥基材料之间的粘结性增强,提高了该路面材料的抗裂性能。同时,本申请在基质沥青中加入了温拌剂,能更好地控制基质沥青与橡胶粉颗粒的拌和温度,抑制了微裂缝的产生,提高了路面材料的抗裂性。若是基质沥青和橡胶粉颗粒的拌和温度过高,会使得该路面材料内部的水化热不易发散,热量聚集在该路面材料内,容易引起路面材料表面开裂,若是拌和温度过低,则会降低沥青层面的压实度,使得沥青发生形变,降低了沥青的稳定性,从而减弱了沥青的抗压性能。
优选的,所述温拌剂包括聚乙烯蜡、糠醛抽出油和异构脂肪基封端聚醚;其中,聚乙烯蜡和糠醛抽出油的重量比为1:(1-3),聚乙烯蜡和异构脂肪基方段聚醚的重量比为1:(2-4)。
通过采用上述技术方案,由于聚乙烯蜡具有溶解后粘度低,常温结晶度高的特点,因此本申请采用聚乙烯蜡作为温拌剂,使得基质沥青和橡胶粉颗粒能够充分进行拌和,拌和效果更好。同时,本申请还添加了糠醛抽出油、异构脂肪基封端聚醚与聚乙烯蜡混合搭配使用,利用糠醛抽出油的高粘性和异构脂肪基封端聚醚中的非极性端增强了聚乙烯蜡和其他组分与基质沥青的相容性与粘附性,从而较大增加了大孔隙混合沥青的水稳定性,提高了沥青的抗压性;同时,还能够更好的控制拌和温度,抑制了微裂缝的生成,从而进一步提高沥青的抗压性。
优选的,所述改性沥青的制备方法如下:先将基质沥青加热至120-130℃,然后加入橡胶粉颗粒,再在3000-5000r/min的剪切速度下剪切30-90min,之后在110-130℃的温度下,加入温拌剂混合搅拌15-30min,得到改性沥青。
通过采用上述技术方案,本申请将橡胶粉颗粒加入到沥青中,加强了半柔性抗车辙路面的抗裂性能,且采用温拌技术,使得沥青更加稳定,进一步减少了微裂缝的产生,同时也减少了在拌和与压实过程中有害气体的产生,保护环境。
优选的,所述大孔隙混合沥青还包括1-3重量份的纤维素纤维、1-4重量份的聚乙烯醇纤维和1-5重量份的钢纤维。
通过采用上述技术方案,本申请的聚乙烯醇纤维的尺寸较小,在大孔隙混合沥青中均匀分散时能够形成乱向支撑体系,可减缓微裂缝的扩散,且乱向支撑体系也可有效保持泌水性,减小不均匀体积收缩,提高了沥青的稳定性。同时本申请采用纤维素纤维与聚乙烯醇纤维搭配使用,能够进一步抑制微裂缝的扩展,并且当微裂缝不断扩展形成裂缝时,钢纤维的加入可充分发挥纤维的“桥接”作用,进一步加强大孔隙沥青的稳固性,从而增强了沥青的抗裂性和抗压性。
优选的,所述消泡剂采用胺基聚醚类消泡剂,其中胺基聚醚类消泡剂包括重量比为(3-5):(2-3):(1-2)的脂肪族胺、环氧丙烷和环氧乙烷。
通过采用上述技术方案,本申请采用脂肪族胺、环氧丙烷和环氧乙烷混合搭配使用,脂肪族胺经环氧丙烷和环氧乙烷改性后,在脂肪族胺表面形成了断面粗糙度较大的固化膜,脂肪族胺的表面粗糙度也相应增大,故脂肪族胺的疏水性增强,消泡性能也随之增强,且本申请还利用脂肪族胺与聚羧酸减水剂中的羧基之间的相互作用,增强了消泡剂与聚羧酸减水剂中的相容性,进一步提高了大孔隙混合沥青的稳定性,从而提高了沥青的抗压性能。
优选的,所述胺基聚醚类消泡剂的制备方法如下:在0.2-0.4Mpa的压力下,将脂肪族胺、环氧丙烷和环氧乙烷混合搅拌20-30min,得到消泡剂。
通过采用上述技术方案,在高压的反应条件下,会加快脂肪族胺和环氧丙烷、环氧乙烷之间的融合,使得反应更快速,节省反应时间。
优选的,所述水泥基材料包括以下重量份的组分:
通过采用上述技术方案,本申请采用砾石作为骨料,起到支架的作用,采用天然砂填补砾石之间的空隙,使得水泥基材料具有更高的强度。
优选的,所述水泥包括重量比为(9-11):(13-16)的硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥。
通过采用上述技术方案,硫铝酸盐水泥具有高强、抗渗、抗冻、耐蚀和低碱度等优良特性,硅酸盐水泥具有强度发展稳定、干缩和水化热大等特点。本申请将硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥混合使用,利用硫铝酸盐水泥弥补了硅酸盐水泥耐热性比较差的缺点,提高了水泥的稳定性和强度,从而增强了混凝土的抗裂性和抗压性。
优选的,所述水泥基材料还包括4-6重量份的纳米二氧化硅和1-3重量份的纳米碳酸钙。
通过采用上述技术方案,本申请采用纳米二氧化硅和纳米碳酸钙共同改善了水泥基材料的内部结构,在水泥基材料内部填充水化,并提供结晶成核点,提高水泥基材料的稳定性,且纳米二氧化硅和纳米碳酸钙还会在水泥基材料的内部形成特殊的网状结构,增强了该路面材料的抗裂性能。
第二方面,本申请提供一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)水泥基材料的制备:在温度为20-25℃,转速为12-16r/min的条件下,将水泥、砾石、天然砂和混合水混合,搅拌15-25min;
(2)大孔隙混合沥青的制备:在温度为20-25℃,转速为12-15r/min的条件下,将矿粉、聚羧酸减水剂、消泡剂、改性沥青和拌和水混合,搅拌15-25min;
(3)半柔性抗车辙路面材料的制备:在20-25℃的温度下,将步骤(2)制备的大孔隙混合沥青灌入步骤(1)制备的水泥基材料中,在12-15r/min的转速下,搅拌均匀。
通过采用上述技术方案,本申请先将水泥、砾石、天然砂和混合水混合搅拌,再将矿粉、聚羧酸减水剂、消泡剂、改性沥青和拌和水混合搅拌,使得各组分得到充分发散,让各组分充分发挥作用,提高了半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能。并且本申请的制备方法步骤简单,易操作,适合大规模生产。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1.本申请将橡胶粉颗粒加入到基质沥青中,对沥青进行改性,大大提高了路面的抗裂性能,且采用温拌技术,也可抑制裂缝的产生。
2.本申请的制备方法步骤简单,易操作,且原料易得,适合大规模生产。
具体实施方式
物料来源
本申请中的砾石购自陕西新方圆实业有限公司,粒径在5-10mm之间;
本申请中的天然砂购自天津信达亿建材销售有限公司,粒径在1.3-2.4mm之间;
本申请中的硅酸盐水泥购自唐山市奥顺水泥有限公司,型号为PO42.5;
本申请中的硫铝酸盐水泥购自郑州鑫密熔料有限公司,抗压强度为45.5Mpa;
本申请中的矿粉购自灵寿县南昱产品加工厂,型号为s95;
本申请中的聚羧酸减水剂购自巴斯夫,型号为Melflux4930F;
本申请中的基质沥青购自邯郸市合利源新能源科技有限公司,灰分≤0.3%;
本申请中的橡胶粉颗粒购自曲阜市百顺橡胶制品有限公司,货号为XIF--2-R;
本申请中的聚乙烯蜡购自宁海博尔化工有限公司,型号为BP-101;
本申请中的糠醛抽出油购自衡水奥达化工橡胶有限责任公司,倾点-5~15℃;
本申请中的异构脂肪基封端聚醚购自杭州中大新力经贸公司;
本申请中的纤维素纤维购自无锡绿建科技有限公司;
本申请中的聚乙烯醇纤维购自山东汇邦新材料科技有限公司;
本申请中的钢纤维购自河北启程路桥养护工程有限公司;
本申请中的纳米二氧化硅购自山东吃诺新材料有限公司,型号为kn11;
本申请中的纳米碳酸钙购自河南宛龙新材料有限公司,目数为200-2000目;
本申请中的脂肪族胺购自山东创益化工有限公司,苯胺含量≤0.30%;
本申请中的环氧丙烷购自济南琳盛化工有限公司;
本申请中的环氧乙烷购自山东盛旭能源有限公司;
本申请中的铵盐阳离子表面活性剂购自广州花之王化工有限公司,型号为MERQUAT M60POLYM。
制备例1
改性沥青的制备方法如下:
先将200kg基质沥青加热至120℃,然后加入20kg的橡胶粉颗粒,再在3000r/min的剪切速度下剪切30min,之后在110℃的温度下,加入30kg的温拌剂(聚乙烯蜡)混合搅拌15min,得到改性沥青。
制备例2
改性沥青的制备方法如下:
先将12kg基质沥青加热至130℃,然后加入1.5kg的橡胶粉颗粒,再在5000r/min的剪切速度下剪切90min,之后在130℃的温度下,加入3kg的温拌剂(聚乙烯蜡)混合搅拌30min,得到改性沥青。
制备例3
改性沥青的制备方法如下:
先将11kg基质沥青加热至125℃,然后加入1.3kg的橡胶粉颗粒,再在4000r/min的剪切速度下剪切50min,之后在120℃的温度下,加入2kg的温拌剂(聚乙烯蜡)混合搅拌20min,得到改性沥青。
制备例4
胺基聚醚类消泡剂的制备方法如下:
在0.2Mpa的压力下,将0.0225kg的脂肪族胺,0.0225kg的环氧丙烷和0.015kg的环氧乙烷(脂肪族胺、环氧丙烷和环氧乙烷的重量比为3:3:2)混合搅拌20min,得到胺基聚醚类消泡剂。
制备例5
胺基聚醚类消泡剂的制备方法如下:
在0.4Mpa的压力下,将0.0375kg的脂肪族胺,0.015kg的环氧丙烷和0.0075kg的环氧乙烷(脂肪族胺、环氧丙烷和环氧乙烷的重量比为5:2:1)混合搅拌30min,得到胺基聚醚类消泡剂。
制备例6
与制备例4的不同之处在于:脂肪族胺、环氧丙烷和环氧乙烷的重量比为2:4:1,其中,脂肪族胺为0.017kg,环氧丙烷为0.0345kg,环氧乙烷为0.0085kg。
制备例7
与制备例4的不同之处在于:脂肪族胺、环氧丙烷和环氧乙烷的重量比为5:1:1,其中,脂肪族胺为0.043kg,环氧丙烷为0.0085kg,环氧乙烷为0.0085kg。
制备例8
与制备例4的不同之处在于:不加入环氧乙烷,脂肪族胺和环氧丙烷的重量比仍为3:3,其中,脂肪族胺为0.03kg,环氧丙烷为0.03kg。
制备例9
与制备例4的不同之处在于:不加入环氧丙烷,脂肪族胺和环氧乙烷的重量比为3:2,其中,脂肪族胺为0.036kg,环氧乙烷为0.024kg。
实施例1
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)水泥基材料的制备:在温度为20℃,转速为12r/min的条件下,将20kg的硅酸盐水泥、35kg的砾石、18kg的天然砂和10kg的混合水混合,搅拌15min;
(2)大孔隙混合沥青的制备:在温度为20℃,转速为12r/min的条件下,将2kg的矿粉、0.8kg的聚羧酸减水剂、0.004kg的消泡剂(脂肪族胺)、9kg制备例1制备的改性沥青和7kg的拌和水混合,搅拌15min;
(3)半柔性抗车辙路面材料的制备:在20℃的温度下,将步骤(2)制备的大孔隙混合沥青灌入步骤(1)制备的水泥基材料中,在12r/min的转速下,搅拌12min。
实施例2
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)水泥基材料的制备:在温度为25℃,转速为16r/min的条件下,将30kg的硫铝酸盐水泥、42kg的砾石、25kg的天然砂和16kg的混合水混合,搅拌25min;
(2)大孔隙混合沥青的制备:在温度为25℃,转速为15r/min的条件下,将8kg的矿粉、1.5kg的聚羧酸减水剂、0.006kg的消泡剂(脂肪族胺)、12kg制备例2制备的改性沥青和13kg的拌和水混合,搅拌25min;
(3)半柔性抗车辙路面材料的制备:在25℃的温度下,将步骤(2)制备的大孔隙混合沥青灌入步骤(1)制备的水泥基材料中,在15r/min的转速下,搅拌16min。
实施例3
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)水泥基材料的制备:在温度为22℃,转速为15r/min的条件下,将25kg的硅酸盐水泥、40kg的砾石、20kg的天然砂和12kg的混合水混合,搅拌20min;
(2)大孔隙混合沥青的制备:在温度为23℃,转速为13r/min的条件下,将5kg的矿粉、1kg的聚羧酸减水剂、0.005kg的消泡剂(脂肪族胺)、10kg制备例3制备的改性沥青和8kg的拌和水混合,搅拌20min;
(3)半柔性抗车辙路面材料的制备:在25℃的温度下,将步骤(2)制备的大孔隙混合沥青灌入步骤(1)制备的水泥基材料中,在13r/min的转速下,搅拌15min。
实施例4
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,制备例1制备的改性沥青中所用的温拌剂包括聚乙烯蜡、糠醛抽出油和异构脂肪基封端聚醚,其中聚乙烯蜡与糠醛抽出油的重量比为1:1,聚乙烯蜡与异构脂肪基封端聚醚的重量比为1:2,具体的,聚乙烯蜡为7.5kg,糠醛抽出油为7.5kg,异构脂肪基封端聚醚为15kg。
实施例5
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,制备例1制备的改性沥青中所用的温拌剂包括聚乙烯蜡、糠醛抽出油和异构脂肪基封端聚醚,其中聚乙烯蜡与糠醛抽出油的重量比为1:3,聚乙烯蜡与异构脂肪基封端聚醚的重量比为1:4,聚乙烯蜡为3.75kg,糠醛抽出油为11.25kg,异构脂肪基封端聚醚为15kg。
实施例6
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,制备例1制备的改性沥青中的温拌剂包括聚乙烯蜡、糠醛抽出油和异构脂肪基封端聚醚,其中聚乙烯蜡与糠醛抽出油的重量比为1:10,聚乙烯蜡与异构脂肪基封端聚醚的重量比为1:1,聚乙烯蜡为2.5kg,糠醛抽出油为25kg,异构脂肪基封端聚醚为2.5kg。
实施例7
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,制备例1制备的改性沥青中的温拌剂包括聚乙烯蜡、糠醛抽出油和异构脂肪基封端聚醚,其中聚乙烯蜡与糠醛抽出油的重量比为4:1,聚乙烯蜡与异构脂肪基封端聚醚的重量比为1:10,聚乙烯蜡为8kg,糠醛抽出油为2kg,异构脂肪基封端聚醚为20kg。
实施例8
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,制备例1制备的改性沥青中的温拌剂包括聚乙烯蜡和糠醛抽出油,其中聚乙烯蜡与糠醛抽出油的重量比为1:1,聚乙烯蜡为15kg,糠醛抽出油为15kg。
实施例9
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,制备例1制备的改性沥青中的温拌剂包括聚乙烯蜡和异构脂肪基封端聚醚,其中聚乙烯蜡与异构脂肪基封端聚醚的重量比为1:2,聚乙烯蜡为10kg,糠醛抽出油为20kg。
实施例10
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,在大孔隙混合沥青中还加入1kg的纤维素纤维、1kg的聚乙烯醇纤维和1kg的钢纤维。
实施例11
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,在大孔隙混合沥青中还加入3kg的纤维素纤维、4kg的聚乙烯醇纤维和5kg的钢纤维。
实施例12
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,在大孔隙混合沥青中还加入0.5kg的纤维素纤维、5kg的聚乙烯醇纤维和0.5kg的钢纤维。
实施例13
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,在大孔隙混合沥青中还加入4kg的纤维素纤维、0.5kg的聚乙烯醇纤维和6kg的钢纤维。
实施例14
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,在大孔隙混合沥青中还加入1kg的纤维素纤维、1kg的聚乙烯醇纤维和1kg的醋酯纤维。
实施例15
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,在大孔隙混合沥青中还加入1kg的钢纤维。
实施例16
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,消泡剂采用制备例4制备的胺基聚醚类消泡剂。
实施例17
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,消泡剂采用制备例5制备的胺基聚醚类消泡剂。
实施例18
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,消泡剂采用制备例6制备的胺基聚醚类消泡剂。
实施例19
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,消泡剂采用制备例7制备的胺基聚醚类消泡剂。
实施例20
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,消泡剂采用制备例8的胺基聚醚类消泡剂。
实施例21
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,消泡剂采用制备例9制备的胺基聚醚类消泡剂。
实施例22
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(1)中,在水泥基材料中还加入4kg的纳米二氧化硅和1kg的纳米碳酸钙。
实施例23
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(1)中,在水泥基材料中还加入6kg的纳米二氧化硅和3kg的纳米碳酸钙。
实施例24
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(1)中,在水泥基材料中还加入7kg的纳米二氧化硅和0.5kg的纳米碳酸钙。
实施例25
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(1)中,在水泥基材料中还加入2kg的纳米二氧化硅和4kg的纳米碳酸钙。
实施例26
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(1)中,在水泥基材料中还加入4kg的纳米二氧化硅和1kg的纳米氧化钙。
实施例27
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(1)中,20kg水泥采用重量比为11:13的硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥;其中,硅酸盐水泥为9.2kg,硫铝酸盐水泥为10.8kg。
实施例28
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(1)中,20kg水泥采用重量比为9:16的硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥;其中,硅酸盐水泥为7.2kg,硫铝酸盐水泥为12.8kg。
实施例29
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(1)中,20kg水泥采用重量比为1:2的硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥;其中,硅酸盐水泥为6.7kg,硫铝酸盐水泥为13.3kg。
实施例30
一种半柔性抗车辙路面材料的制备方法,与实施例1的不同之处在于:步骤(1)中,20kg水泥采用重量比为14:13的硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥;其中,硅酸盐水泥为10.4kg,硫铝酸盐水泥为9.6kg。
对比例1
与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中只加入基质沥青9kg。
对比例2
与实施例1的不同之处在于:将步骤(2)中制备例1制备的改性沥青中的温拌剂换为铵盐阳离子表面活性剂,采用冷拌技术,控制温度在70℃。
对比例3
与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中制备例1制备的改性沥青中不加入温拌剂(聚乙烯蜡),采用热拌技术,控制温度在200℃。
对比例4
与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,制备例1制备的改性沥青中,基质沥青、橡胶粉颗粒和聚乙烯蜡的重量比为9:2:4,其中基质沥青为5.4kg,橡胶粉颗粒为1.2kg,聚乙烯蜡为2.4kg。
对比例5
与实施例1的不同之处在于:步骤(2)中,制备例1制备的改性沥青中,基质沥青、橡胶粉颗粒和聚乙烯蜡的重量比为15:1:1,其中基质沥青为8kg,橡胶粉颗粒为0.5kg,聚乙烯蜡为0.5kg。
性能检测试验
对于实施例1-30、对比例1-5制得的规格为100mmX100mmX100mm的试块,依据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行28d养护并测定各项性能,测定结果如表1所示;
表1半柔性抗车辙路面材料的性能测试表
从表1可以看出,实施例1-30的半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能明显高于对比例1-5制备的半柔性抗车辙路面材料的抗裂性,这是由于采用温拌改性胶粉改性沥青制备增强了半柔性抗车辙路面材料的韧性,抑制裂缝的产生,从而提高本申请制备的半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能。同时,采用温拌技术,降低有害气体的产生。
实施例4、5比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝长度小,说明本申请的温拌剂使用糠醛抽出油、异构脂肪基封端聚醚与聚乙烯蜡混合搭配使用,会增强半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能和抗压性能。
实施例6、7比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝长度小,但比实施例4、5的抗压强度和劈裂抗压强度低、平均裂缝长度长,说明改变温拌剂中聚乙烯蜡与糠醛抽出油、聚乙烯蜡与异构脂肪基封端聚醚的比例,会使得半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能和抗压性能降低。
实施例8、9比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝长度小,但比实施例4、5的抗压强度和劈裂抗压强度低、平均裂缝长度大,说明本申请中的温拌剂只添加聚乙烯蜡和糠醛抽出油或者只添加聚乙烯蜡和异构脂肪基封端聚醚会使得半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能和抗压性能降低。
实施例10、11比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝长度小,说明本申请加入纤维,会增强半柔性抗车辙路面的抗裂性能和抗压性能。
实施例12、13比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝长度小,但比实施例10、11的抗压强度和劈裂抗压性能低、平均裂缝长度大,说明改变三种纤维素中的添加量,会降低半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能和抗压性能。
实施例14比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝长度小,但比实施例10的抗压强度和劈裂抗压强度低、平均裂缝长度大,说明改变纤维的种类,会使得半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能和抗压性能变差。
实施例15比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度低、平均裂缝长度大,说明只加入钢纤维对半柔性抗车辙路面材料的抗裂性和抗压性起到负作用,本申请加入纤维素纤维和聚乙烯醇纤维,弥补了钢纤维的负作用,提高了半柔性抗车辙路面材料的抗压性能和抗裂性能。
实施例16、17比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝长度小,说明本申请中采用胺基聚醚类消泡剂会使得半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能和抗压性能变好。
实施例18、19比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝长度小,但比实施例16、17的抗压强度和劈裂抗压强度低、平均裂缝长度大,说明本申请改变胺基聚醚类消泡剂中的脂肪族胺、环氧丙烷和环氧乙烷的比例,会降低半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能。
实施例20、21比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝长度小,但比实施例16的抗压强度和劈裂抗压强度低、平均裂缝长度大,说明本申请只加入脂肪族胺和环氧丙烷或者只加入脂肪族胺和环氧乙烷,会降低半柔性抗车辙路面材料的抗裂性和抗压性。
实施例22、23比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝长度小,说明本申请加入纳米二氧化硅和纳米碳酸钙会增强半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能和抗压性能。
实施例24、25比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝长度小,但比实施例22、23的抗压强度、劈裂抗压强度低,说明本申请改变纳米二氧化硅和纳米碳酸钙的用量,对半柔性抗车辙路面材料抗裂性和抗压性的增强效果减弱。
实施例26比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝长度小,但比实施例22的抗压强度和劈裂抗压强度低、平均裂缝长度大,说明本申请改变加入纳米物质的种类,会降低半柔性抗车辙路面材料的抗裂性和抗压性。
实施例27、28比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝长度小,说明本申请中将硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥混合到一起,会增强该路面材料的抗裂性能和抗压性能。
实施例29、30比实施例1的抗压强度和劈裂抗压强度高、平均裂缝程度小,但比实施例27、28的抗压强度和劈裂抗压强度低、平均裂缝长度大,说明本申请改变硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的比例,会降低该路面材料的抗裂性能和抗压性能。
对比例1的抗压强度和劈裂抗压强度比实施例1的低,平均裂缝长度比实施例1的大,说明本申请在基质沥青中加入橡胶粉颗粒,会使得半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能和抗压性能提高。
对比例2、3的抗压强度和劈裂抗压强度比实施例1的低,平均裂缝长度比实施例1的大,说明高温拌和和低温拌和没有温拌效果好,会使得半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能和抗压性能降低。
对比例4、5的抗压强度和劈裂抗压强度比实施例1的低,平均裂缝长度比实施例1的大,说明改变基质沥青、橡胶粉颗粒和温拌剂的比例,会降低半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能和抗压性能。
由于本申请采用改性沥青,利用橡胶粉颗粒的韧性强,提高了半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能,且采用温拌技术,降低了温拌温度,温拌效果更好,进一步增强半柔性抗车辙路面材料的抗裂性能。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种半柔性抗车辙路面材料,其特征在于:包括重量比为(2-3):(1-2)的水泥基材料和大孔隙混合沥青;所述大孔隙混合沥青包括以下重量份的组分:
矿粉 2-8份;
聚羧酸减水剂 0.8-1.5份;
消泡剂 0.004-0.006份;
拌和水 7-13份;
改性沥青 9-12份;
所述改性沥青包括重量比为(10-12):(1-1.5):(1.5-3)的基质沥青、橡胶粉颗粒和温拌剂。
2.根据权利要求1所述的一种半柔性抗车辙路面材料,其特征在于:所述温拌剂包括聚乙烯蜡、糠醛抽出油和异构脂肪基封端聚醚;其中,聚乙烯蜡和糠醛抽出油的重量比为1:(1-3),聚乙烯蜡和异构脂肪基封端聚醚的重量比为1:(2-4)。
3.根据权利要求1所述的一种半柔性抗车辙路面材料,其特征在于:所述改性沥青的制备方法如下:先将基质沥青加热至120-130℃,然后加入橡胶粉颗粒,再在3000-5000r/min的剪切速度下剪切30-90min,之后在110-130℃的温度下,加入温拌剂混合搅拌15-30min,得到改性沥青。
4.根据权利要求1所述的一种半柔性抗车辙路面材料,其特征在于:所述大孔隙混合沥青还包括1-3重量份的纤维素纤维、1-4重量份的聚乙烯醇纤维和1-5重量份的钢纤维。
5.根据权利要求1所述的一种半柔性抗车辙路面材料,其特征在于:所述消泡剂采用胺基聚醚类消泡剂,其中胺基聚醚类消泡剂包括重量比为(3-5):(2-3):(1-2)的脂肪族胺、环氧丙烷和环氧乙烷。
6.根据权利要求5所述的一种半柔性抗车辙路面材料,其特征在于:所述胺基聚醚类消泡剂的制备方法如下:在0.2-0.4Mpa的压力下,将脂肪族胺、环氧丙烷和环氧乙烷混合搅拌20-30min,得到消泡剂。
7.根据权利要求1所述的一种半柔性抗车辙路面材料,其特征在于:所述水泥基材料包括以下重量份的组分:
砾石 35-42份;
天然砂 18-25份;
混合水 10-16份;
水泥 20-30份。
8.根据权利要求7所述的一种半柔性抗车辙路面材料,其特征在于:所述水泥包括重量比为(9-11):(13-16)的硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥。
9.根据权利要求7所述的一种半柔性抗车辙路面材料,其特征在于:所述水泥基材料还包括4-6重量份的纳米二氧化硅和1-3重量份的纳米碳酸钙。
10.一种权利要求1-9任一项所述的半柔性抗车辙路面材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)水泥基材料的制备:在温度为20-25℃,转速为12-16r/min的条件下,将水泥、砾石、天然砂和混合水混合,搅拌15-25min;
(2)大孔隙混合沥青的制备:在温度为20-25℃,转速为12-15r/min的条件下,将矿粉、聚羧酸减水剂、消泡剂、改性沥青和拌和水混合,搅拌15-25min;
(3)半柔性抗车辙路面材料的制备:在20-25℃的温度下,将步骤(2)制备的大孔隙混合沥青灌入步骤(1)制备的水泥基材料中,在12-15r/min的转速下,搅拌12-16min。
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230317 |
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