CN101913801A - 浇注式沥青混凝土材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浇注式沥青混凝土材料，该材料按重量比由以下两组分组成：浇注式沥青结合料∶集料＝5～10∶100，其中：浇注式沥青结合料是由以下原材料按重量份数比制配而成，乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青1～10份，特立尼达湖沥青1～20份。集料是由以下原材料按重量份数比制配而成，玄武岩集料45～300份，矿物填料3～55份。提供的浇注式沥青混凝土材料具有良好的密水性、变形追从性等性能，又具有较优的高温稳定性。

Description

浇注式沥青混凝土材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于钢桥面铺装的浇注式沥青混凝土材料及其制备方法，属于道路建筑材料技术领域。

背景技术

浇注式沥青混凝土是一种在220～260℃高温下拌合，依靠混合料自身流动性摊铺成型无需碾压的，空隙率小于1％的沥青混凝土。在材料组成上，浇注式沥青混凝土属于“两高一低”类型，即浇注式沥青结合料和细集料含量高、粗集料含量低。

浇注式沥青结合料是由基质沥青掺配特立尼达湖沥青(TLA)拌制而成。采用标号较高的基质沥青与TLA进行掺配有利于提高浇注式沥青结合料的延度，改善浇注式沥青混合料的变形能力；基质沥青材料确定后，TLA掺量比例越高，针入度和延度越小，软化点越高，即材料硬度变大、变形能力减小。

传统浇注式沥青混凝土的级配与其他沥青混凝土铺装材料的级配相比明显偏细，这有利于混凝土的密水性、变形追从性等性能，但也造成传统浇注式沥青混凝土高温稳定性差。通过调整浇注式沥青混凝土级配中粗集料的含量可以明显改变浇注式沥青混凝土的性能。

浇注式沥青混凝土具有良好的密水性能以及与钢桥面板协同变形的能力，基于上述材料性能优点，浇注式沥青混凝土是一种理想、合适的钢桥面铺装材料，并在德国、日本、英国等国家得到了广泛地应用。然而，传统的浇注式沥青混合料在60～70℃高温下容易产生严重的车辙现象，影响铺面的行驶安全和服务寿命。因此，需要结合我国钢桥面铺装对材料高温稳定性要求高的使用条件，设计一种既能保持良好的密水性、变形追从性，又具有较优的高温稳定性的新型浇注式沥青混凝土。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种既具有良好的密水性、变形追从性等性能，又具有较优的高温稳定性的浇注式沥青混凝土材料及其制备方法，供钢桥面铺装使用。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的浇注式沥青混凝土材料按重量比由以下两组分组成：浇注式沥青结合料∶集料＝5～10∶100，其中：

浇注式沥青结合料是由以下原材料按重量份数比制配而成，乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青1～10份，特立尼达湖沥青1～20份；

集料是由以下原材料按重量份数比制配而成，玄武岩集料45～300份，矿物填料3～55份。

本发明还提供了浇注式沥青混凝土材料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下过程：

(1)按重量比例计：在180℃下将乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青1～10份，特立尼达湖沥青1～20份混合，并在搅拌机内拌合均匀，即制得沥青结合料；

(2)向搅拌机内已经拌好的沥青结合料中分三次加入所需的矿物填料3～55份，其量分别为50％、25％、25％，时间间隔为10分钟；

(3)按重量比例计，将220℃～240℃的玄武岩集料45-300份加入搅拌机内拌合均匀，即制得所需浇注式沥青混凝土材料。

有益效果：本发明中提供的浇注式沥青混凝土材料具有良好的密水性、变形追从性等性能，又具有较优的高温稳定性。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明浇注式沥青混凝土材料采用下述重量比例的原材料制配而成：

SBS(乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)改性沥青         1-10份

特立尼达湖沥青(TLA)                               1-20份

玄武岩集料                                        45-300份

矿物填料                                          3-55份

所述原材料之一的SBS改性沥青需要满足如下技术要求，如表1所示。

表1SBS改性沥青技术要求

所述原材料之一的特立尼达湖沥青(TLA)需要满足如下技术要求，如表2所示。

表2特立尼达湖沥青(TLA)技术要求

所述原材料之一的玄武岩集料需要满足如下技术要求，如表3所示。

表3玄武岩集料技术要求

技术指标	技术要求	试验方法
			抗压强度(MPa)	≥120	JTG E41-2005(T0221-2005)
洛杉矶磨耗值(％)	≤22.0	JTG E42-2005(T0317-2005)
			压碎值(％)	≤12	JTG E42-2005(T0316-2005)
视密度(g·cm-3)	≥2.65	JTG E42-2005(T0304-2005)
			吸水率(％)	≤1.5	JTG E42-2005(T0304-2005)
针片状含量(％)	≤5	JTG E42-2005(T0312-2005)
			软石含量(％)	≤1	JTG E42-2005(T0320-2005)
粘附性(SK 70#)(级)	≥4	JTG E42-2005(T0616-2005)
			坚固性(％)	≤5	JTG E42-2005(T0314-2005)
含泥量(％)	≤1	JTG E42-2005(T0310-2005)

所述原材料之一的矿质填料为石灰石矿粉，其需要满足如下技术要求，如表4所示。

表4矿质填料技术要求

技术指标	技术要求	试验方法
			密度(g·cm-3)	≥2.5	JTG E42-2005(T0352-2005)
亲水系数试验	≤1	JTG E42-2005(T0353-2000)
			塑性指数(％)	≤4.0	JTG E42-2005(T0354-2005)
加热安定性	不变色	JTG E42-2005(T0355-2005)

尽可能使浇注式沥青混凝土的实际级配接近表5所列级配范围的中值。

表5新型浇注式沥青混凝土级配范围

作为本发明的另一方面，一种制备上述浇注式沥青混凝土的方法说明如下，其包括下述步骤：

1、制备浇注式沥青结合料

将TLA和SBS改性沥青按比例放入已加热至180℃的特制搅拌机内，当TLA在SBS改性沥青中已熔化并且混合均匀后，即可向搅拌机内加入矿粉。TLA与SBS改性沥青混合均匀的标志为：混合沥青中基本不含泡沫。

2、制备沥青胶泥

向搅拌机内已经拌好的结合料中按配合比分三次加入所需的矿质填料，三次的添加量分别为50％、25％、25％，时间间隔为10分钟。在加入矿粉前应将混合沥青的温度升到170℃～180℃。最后一次加完矿粉后，搅拌时间不得低于60分钟。若发现胶泥中有气泡或结团现象，可适当延长搅拌时间。搅拌机具有恒温控制器，在搅拌过程中，胶泥的温度控制在170℃～180℃之间。

当沥青胶泥中无白料、气泡且胶泥具有较强的粘韧性时，即可往搅拌机中加入已预热的集料。

3、拌制浇注式沥青混合料

将满足级配要求并已由拌和机预热的集料分批卸入移动式搅拌机内，与已拌制完毕的沥青胶泥混合，集料的温度保持在220℃～240℃。集料全部加完以后，应保证混合料的拌和时间不低于90分钟，且混合料的温度保持在200℃～240℃。

4、划线与立模

根据中央分隔带的宽度，在摊铺之前进行划线与立模工作。划线应在喷洒粘结层前，根据施工图纸要求预先画出。立模采用木质模板，依次摆在铺设面的边缘。为了保证所立模板在施工过程中不偏位，除模板接头处设置接口外，模板上每1m沿横桥位方向设置木质拉条，对模板进行定位。

5、摊铺

采用人工摊铺，摊铺前应预先准备好足够的木质料桶以及木质馒刀，料桶内侧及馒刀表面均应事先涂抹适量的植物油。

在混合料的施工过程中，摊铺宽度范围内采用一次铺筑，不设纵向接缝。横缝施工缝采用热接缝。当一天施工完毕时，在作业面端部应设置挡板。

另外，为避免膨胀现象发生还应注意以下事项：

1)防止水分、油份带入施工现场；

2)把握降雨、结露等气象条件，防止结露，如有结露的可能性时，应停止施工；

3)粘结层要均匀洒布。

施工完毕后，严禁车辆驶入已摊铺的作业区；施工完毕后的4～8小时内，任何人员非经允许不得进入已摊铺的作业区。

实施例：各原材料按重量比例计，取SBS改性沥青10份，特立尼达湖沥青(TLA)15份，玄武岩集料280份，矿质填料25份。首先，将SBS改性沥青10份和TLA15份放入180℃的特制搅拌机内混合均匀，制成浇注式沥青结合料；然后，分三次将矿质填料25份添加到搅拌机内，与浇注式沥青结合料混合，并搅拌不低于60分钟，制成浇注式沥青胶泥；其次，将已经预热到220℃～240℃的玄武岩集料加入搅拌机内，与浇注式沥青胶泥混合，并搅拌不低于90分钟，制成浇注式沥青混合料；再次，在施工区域划线立模；最后，将制成的浇注式沥青混合料倒至立模内，并通过人工抹平，养护4～8小时，制成新型浇注式沥青混凝土。对其各项性能指标进行检测，新型浇注式沥青混凝土70℃时动稳定度高达7034次/mm，明显高于传统浇注式沥青混凝土350次/mm的要求；在低温(-15℃)状况下，极限弯拉应变达到了9.1×10-3，远高于传统浇注式沥青混凝土2×10-3的弯拉应变的技术要求，具有优良的抵抗弯曲变形的性能；冻融劈裂抗拉强度比达到95.65％，具有良好的水稳定性能；空隙率1.0％，具有很好的密水性。

Claims (2)

1.一种浇注式沥青混凝土材料，其特征在于：该材料按重量比由以下两组分组成：浇注式沥青结合料∶集料＝5～10∶100，其中：

浇注式沥青结合料是由以下原材料按重量份数比制配而成，乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青1～10份，特立尼达湖沥青1～20份；

集料是由以下原材料按重量份数比制配而成，玄武岩集料45～300份，矿物填料3～55份。

2.根据权利1要求的浇注式沥青混凝土材料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下过程：

1)按重量比例计：在180℃下将乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青1～10份，特立尼达湖沥青1～20份混合，并在搅拌机内拌合均匀，即制得沥青结合料；

2)向搅拌机内已经拌好的沥青结合料中分三次加入所需的矿物填料3～55份，其量分别为50％、25％、25％，时间间隔为10分钟；

(3)按重量比例计，将220℃～240℃的玄武岩集料45-300份加入搅拌机内拌合均匀，即制得所需浇注式沥青混凝土材料。