CN101864717A - 一种半柔性基层材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半柔性基层材料及制备方法，属于改性及乳化技工技术领域，其按重量百分比由以下组分组成：90％-95％骨料；3％-8％水泥；2％-16％SBS改性乳化沥青。制备方法在于先将水泥与石料干拌混合均匀后，加水和SBS改性乳化沥青搅拌，混合均匀后得到半柔性基层材料。本发明优于刚性基层材料及柔性基层材料，用其生产的混合料抗永久变形性好，提高半刚性基层的早期强度以及缩短强度形成的时间，同时通过添加乳化沥青增加柔性，取沥青稳定基层和水泥稳定基层之长，补其之短，刚度适宜、强度较高、温度敏感性较小、低温抗裂性较好减少和防止基层开裂，从而防止路面反射裂缝，表现出良好的路用性能，延长道路使用寿命。

Description

一种半柔性基层材料及制备方法

技术领域

本发明属于现代路面技术领域，特别涉及道路建设用改性沥青材料，具体涉及SBS改性乳化沥青在基层中的一种半柔性基层材料及制备方法。

技术背景

用SBS改性乳化沥青加入到半刚性基层材料中改善半刚性基层路面由于温度收缩和湿度收缩引起的沥青面层的反射裂缝得到半柔性基层，可使基层既保持了部分沥青混合料的变形能力及应变松弛能力，又有半刚性基层刚度大、板体性好、抗变形能力强、造价低等优点。

半柔性基层材料国内外均有过研究，如《养护机械&施工技术》2008年中的《C-ETM半柔性基层沥青路面配合比设计与施工)》一文中提到：由水泥、乳化沥青、碎石等材料制备的C-ETM半柔性基层材料，具有良好的路用性能，并成功的用于城市道路改建工程，劈裂强度、抗压强度均能满足相关技术规范要求，其关键指标之一的压实度很难严格控制，疲劳性能和收缩性能在今后的工作中还有待于进一步研究。而且该法只停留在乳化沥青阶段，没有应用于SBS乳化改性沥青领域。

基层材料不同于路面材料，造价不能太高，其受力特点和破坏模式也不同于路面材料。国内对柔性材料也有研制，但都没有应用到路面基层中。如2007年7月18日公布的中国专利，柔性纤维乳化沥青稳定集料作为基层的路面结构及施工方法(公开号为100999890)公开了一种柔性纤维乳化沥青稳定集料作为基层的路面结构及施工方法，将混合后的柔性纤维、乳化沥青、水泥或水形成的胶结料粘结集料、填料、外加剂等，经碾压工艺形成柔性纤维乳化沥青稳定集料路面基层，铺筑于底层上，然后再在柔性纤维乳化沥青稳定集料路面基层上铺筑面层。但是这种材料制作方法复杂，造价较高，因此这种半柔性基层材料没有广泛使用，且未见其在路面技术领域被进一步研究及应用。

发明内容

本发明目的是提供一种半柔性基层材料。

本发明另一目的是提供该种半柔性基层材料的制备方法。

为实现本发明目的一，本发明半柔性基层材料，按重量百分比由以下组分组成：

骨料            90％-95％

水泥            3％-8％

SBS改性乳化沥青 2％-16％

本发明所述的骨料优选开级配的碎石混合料。

本发明水泥优选高强、早强水泥。用量较好是3％-8％。

本发明所选的改性乳化沥青为SBS改性乳化沥青。

本发明所述半柔性基层材料的组成最好是：

骨料                90％-94％

水泥                4％-7％

SBS改性乳化沥青     3％-15％

本发明半柔性基层材料的制备方法采用的是在常用的半刚性基层材料中加入SBS改性乳化沥青。

为实现本发明另一目的，本发明半柔性基层材料的制备方法是：首先将水泥与骨料干拌混合均匀后，再加SBS改性乳化沥青和水混合均匀。

本发明半柔性基层材料的制备方法中，SBS改性乳化沥青制备具体步骤是：首先将2.1％的SBS改性剂、0.9％的Sasobit(沙索必德)和0.3％稳定剂加入到56.7％基质沥青中获得SBS改性沥青；在水中加入1.6％乳化剂、0.4％氯化钙和0.15％聚乙烯醇，调节pH为1.5～3.5，获得皂液；然后将SBS改性沥青在皂液中乳化分散形成乳液，再经加压冷却得到SBS改性乳化沥青。

本发明所述的半柔性基层材料制备方法中乳化改性沥青添加方法可以采用本领域常用的添加方法。例如是先将SBS改性乳化沥青与石料混合裹覆后，再加水泥和水搅拌均匀得到半柔性基层材料。

表一

表一给出了SBS改性乳化沥青加量及水泥加量对半柔性基层材料性能的影响情况，含量百分数为相对于半柔性基层材料的数值。对比1号和2号试验可知，加入SBS改性乳化沥青可增加基层材料的柔性，但无侧限抗压强度降低。对比2号和3号试验可知，提高SBS改性乳化沥青用量柔性提高，但无侧限抗压强度降低。

本发明半柔性基层材料与现有技术相比均优于刚性基层材料及柔性基层材料，用其生产的混合料抗永久变形性好，提高半刚性基层的早期强度以及缩短强度形成的时间，同时通过添加乳化沥青增加柔性，取沥青稳定基层和水泥稳定基层之长，补其之短，刚度适宜、强度较高、温度敏感性较小、低温抗裂性较好减少和防止基层开裂，从而防治路面反射裂缝，既具备了类似于刚性材料的高承载力性能，又具有类似于热拌沥青混合料的柔性特点。作为基层材料，能表现出良好的路用性能，延长道路使用寿命。

附图说明

图1为本发明的制备方法示意图。

具体实施方式

以下实施例使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1：

半柔性基层材料组成配方：

骨料                    91％

水泥                    5％

SBS改性乳化沥青         4％

半柔性基层材料制备方法：

依据组成配方，采用图1所述的制备方法流程

首先把水泥与石料干拌混合均匀后，加水搅拌，再加入SBS改性乳化沥青混合均匀后得到半柔性基层材料。

半柔性基层材料的性能：

破坏应变ε(％)：2.28

无侧限抗压强度Rc(MPa)：2.6

实施例2：

半柔性基层材料组成配方：

骨料                88％

水泥                6％

SBS改性乳化沥青     6％

半柔性基层材料制备方法：

依据组成配方，采用图1所述的制备方法：

a)将骨料、水泥烘干备用。

b)把水泥与骨料干拌混合均匀后，加水搅拌，再加入SBS改性乳化沥青混合均匀后得到半柔性基层材料。

半柔性基层材料的性能：

破坏应变ε(％)：2.27

无侧限抗压强度Rc(MPa)：1.6

实施例3：

半柔性基层材料组成配方：

骨料                    89％

水泥                    7％

SBS改性乳化沥青         4％

半柔性基层材料制备方法：

依据组成配方，采用图1所述的制备方法：

a)将骨料、水泥烘干备用。

b)把水泥与骨料干拌混合均匀后，加水搅拌，再加入SBS改性乳化沥青混合均匀后得到半柔性基层材料。

半柔性基层材料的性能：

破坏应变ε(％)：2.58

无侧限抗压强度Rc(MPa)：2.5

对比例1：

组成配方：

骨料            96％

水泥            4％

SBS改性乳化沥青 0％

制备方法：

依据组成配方，采用图1所述的制备方法：

a)将骨料、水泥烘干备用。

b)把水泥与骨料干拌混合均匀后，加水搅拌，混合均匀后得到。

材料的性能：

破坏应变ε(％)：2.00

无侧限抗压强度Rc(MPa)：3.3

对比例2：

组成配方：

骨料                95％

水泥                5％

SBS改性乳化沥青     0％

制备方法：

依据组成配方，采用图1所述的制备方法：

a)将骨料、水泥烘干备用。

b)把水泥与骨料干拌混合均匀后，加水搅拌，混合均匀后得到。

材料的性能：

破坏应变ε(％)：2.17

无侧限抗压强度Rc(MPa)：5.2

不掺加SBS改性乳化沥青的基层材料刚度较大，无侧限抗压强度较大，但破坏应变较小。

对比例3：

组成配方：

骨料                94％

水泥                6％

SBS改性乳化沥青     0％

制备方法：

依据组成配方，采用图1所述的制备方法：

a)将骨料、水泥烘干备用。

b)把水泥与骨料干拌混合均匀后，加水搅拌，混合均匀后得到。

材料的性能：

破坏应变ε(％)：2.26

无侧限抗压强度Rc(MPa)：4.9。

Claims (5)

1.一种半柔性基层材料，其特征在于按重量百分比由以下组分组成：

骨料            90％-95％

水泥            3％-8％

改性乳化沥青    2％-16％。

2.根据权利要求1所述的半柔性基层材料，其特征在于所述骨料为开级配的碎石混合料。

3.根据权利要求1所述的半柔性基层材料，其特征在于所述水泥采用优选高强、早强水泥。

4.一种权利要求1所述的半柔性基层材料制备方法，其特征在于具体步骤首先将水泥与骨料干拌混合均匀后，再加SBS改性乳化沥青和水混合均匀。

5.根据权利要求4所述的半柔性基层材料制备方法，其特征在于所述的SBS改性乳化沥青制备方法：首先将2.1％的SBS改性剂、0.9％的Saso沙索必德和0.3％稳定剂加入到56.7％基质沥青中获得SBS改性沥青；在水中加入1.6％乳化剂、0.4％氯化钙和0.15％聚乙烯醇，调节pH为1.5～3.5，获得皂液；然后将SBS改性沥青在皂液中乳化分散形成乳液，再经加压冷却得到SBS改性乳化沥青。

Images