CN102910861B - 一种高抗车辙能力的沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高抗车辙能力沥青混合料，其由以下重量分数比的组分构成：矿料：93.5～96.5重量份；沥青：3.5～6.5重量份；抗车辙剂：0.175～0.65重量份。一种高抗车辙能力的沥青混合料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：⑴.将沥青加热至145～165℃，将矿料加热至150～180℃；⑵.将93.5～96.5%的矿料和3.5～6.5%的沥青投入拌和机中拌合，并在沥青投入后5～8秒喷入沥青用量2～10%的抗车辙剂；⑶.在步骤⑵中喷入抗车辙剂后搅拌10～15s后添加矿粉，继续搅拌15s以上，保证拌合均匀，成品即为具有高抗车辙能力的沥青混合料。本发明的高抗车辙能力的沥青混合料的原料丰富，造价低廉、性价比高、抗车辙能力强，本发明沥青混合料制备工艺简单易行，设备简单，易于实现。

Description

一种高抗车辙能力的沥青混合料及其制备方法

技术领域

本发明属于路面材料领域，特别是一种高抗车辙能力的沥青混合料及其制备方法。

背景技术

沥青路面车辙主要包括磨耗性车辙、结构型车辙、失稳型车辙、压密型车辙四大种。在诸多沥青路面病害中，车辙已经成为主要病害之一。沥青路面车辙的出现将严重影响路面结构的服务能力，不但直接影响到路面的平整度和行车安全性，而且由于轮迹处沥青层厚度减薄，削弱了面层及路面结构的整体强度，将会进一步诱发其它病害，影响沥青路面的使用品质和使用寿命。车辙病害已成为公路建设中一个急需解决的技术难题。

目前，为了解决车辙问题有如下常用措施：

从沥青路面原材料及设计角度，一方面重点从优质集料选择、具有功能性的改性沥青使用方面进行改进，但是这无疑增加了造价；另一方面，调整传统的混合料设计方法，比如调粗级配来提高抗车辙性能，但是这会对沥青路面的抗水损坏性能有所破坏。

从路面结构改良角度，出现了大粒径透水性沥青混凝土结构、高模量沥青混凝土等一系列新型路面结构及其组合体系，对抗车辙有了一定的作用，但是其应用却受到地域和环境的限制。

从路面添加剂角度，国内外出现了种类繁多的不同形态、不同作用机理、不同使用掺量、不同抗车辙效果的抗车辙剂。但是，使用者的一个共识就是，添加抗车辙剂的造价成本相对较高、抗车辙剂与沥青相容性差，离析现象严重。

综上所述，为了预防和减少沥青路面车辙病害，急需研究开发一种具有高抗车辙能力的沥青混合料及其制备方法，从而达到提高沥青路面抗车辙性能，延长沥青路面使用寿命的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高抗车辙能力的沥青混合料，其可显著提高沥青路面的高温抗车辙能力，降低重载车辆和大流量交通负荷对沥青路面的损害，有效延长沥青路面使用寿命。

本发明的目的还在于提供一种高抗车辙能力的沥青混合料制备方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种高抗车辙能力沥青混合料，其特征在于：由以下重量分数比的组分构成：

矿料：93.5～96.5重量份；

沥青：3.5～6.5重量份；

抗车辙剂：0.175～0.65重量份。

所述的抗车辙剂由以下重量百分比的组分构成：

六水合三氯化铝：2～10%；

废旧胶粉：1～3%；

饮用水加至百分之百。

一种高抗车辙能力的沥青混合料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

⑴.将沥青加热至145～165℃，将矿料加热至150～180℃；

⑵.将适当比例的粗、细矿料和沥青投入拌和机中拌合，并在沥青投入后5～8秒喷入沥青用量2～10%的抗车辙剂；

⑶.在步骤⑵中喷入抗车辙剂后搅拌10～15s后添加粉状矿料，继续搅拌15s以上，保证拌合均匀，成品即为具有高抗车辙能力的沥青混合料。

本发明的优点和有益效果为：

1.本发明所使用的抗车辙剂，由于水溶液中的铝离子带有较强的正电荷，其与石料的亲合力大于水对石料的亲合力，从而能与石料更紧密粘合，使石料显出更强的正电性，进而达到与带负电的沥青相互吸引，牢固粘合的效果；同时胶粉在与沥青的接触作用过程中，吸收沥青中的油分，溶胀后均匀分布在沥青中，使得沥青的软化点提高、粘度增加，沥青混合料的力学性能改善，沥青路面的高温抗车辙性能显著提高。

2.本发明的高抗车辙能力的沥青混合料，采用能够提高沥青混合料高温稳定性和抗车辙能力的新型聚合物（抗车辙剂）作为外加改性剂，在沥青混合料中加入该抗车辙剂可以大幅度提高沥青的粘度，显著提高沥青路面的高温抗车辙能力，降低重载车辆和大流量交通负荷对沥青路面的损害，有效延长沥青路面使用寿命，具有很强的工程应用价值。

3.本发明的高抗车辙能力的沥青混合料的原料丰富，造价低廉、性价比高，本发明沥青混合料制备工艺简单易行，设备简单，易于实现；无需改变沥青混合料的原始材料设计结果。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1

一种高抗车辙能力AC-13型沥青混合料，其特征在于：由以下重量百分比的组分构成：

矿料采用石灰岩：95.4Kg，

沥青采用70#基质：4.6Kg；

抗车辙剂：0.184Kg。

其中，矿料采用如下级配：

其中，抗车辙剂由以下重量百分比的组分构成：

六水合三氯化铝：6kg；

废旧胶粉：2kg；

饮用水92kg。

抗车辙剂的制备方法为：取六水合三氯化铝6kg与饮用水92kg常温混合并搅拌均匀，然后将40目废旧胶粉2kg缓缓加入三氯化铝水溶液中，边加边搅拌，至整体溶液混合均匀得到抗车辙剂。

上述高抗车辙能力的沥青混合料的制备方法为：

⑴.将沥青加热至145～165℃，将矿料加热至150～180℃；

⑵.将89.58Kg的矿料和6.5Kg的沥青投入拌和机中拌合，并在沥青投入后5～8秒喷入0.184Kg抗车辙剂；

⑶.在步骤⑵中喷入抗车辙剂后搅拌10～15s后添加5.82Kg矿粉，继续搅拌15s以上，保证拌合均匀，成品即为具有高抗车辙能力的沥青混合料。

实施例2

一种高抗车辙能力AC-20型胶粉改性沥青混合料，其特征在于：由以下重量百分比的组分构成：

矿料采用石灰岩：95.2Kg，

沥青采用胶粉改性沥青：4.8Kg；

抗车辙剂：0.24Kg。

其中，矿料采用如下级配：

其中，抗车辙剂由以下重量百分比的组分构：

六水合三氯化铝：5kg；

废旧胶粉：3kg；

饮用水92kg。

抗车辙剂的制备方法为：取六水合三氯化铝5kg与饮用水92kg常温混合并搅拌均匀，然后将40目废旧胶粉3kg缓缓加入三氯化铝水溶液中，边加边搅拌，至整体溶液混合均匀得到抗车辙剂。

上述高抗车辙能力的沥青混合料的制备方法为：

⑴.将沥青加热至170～180℃，将矿料加热至190～210℃；

⑵.将90.34Kg的矿料和4.8Kg的沥青投入拌和机中拌合，并在沥青投入后5～8秒喷入0.24Kg抗车辙剂；

⑶.在步骤⑵中喷入抗车辙剂后搅拌10～15s后添加4.86Kg矿粉，继续搅拌15s以上，保证拌合均匀，成品即为具有高抗车辙能力的沥青混合料。

本发明的高抗车辙能力沥青混合料，具有如下优点：

1.经过在普通沥青混合料中掺加少量的六水合三氯化铝及废旧胶粉制成的抗车辙剂，即可显著提高沥青混合料的抗高温性能，并改善抗水损坏性能、抗低温开裂性能等。将实施例1中的抗车辙能力沥青混合料和未加抗车辙剂的普通沥青混合料在相同级配和油石比条件下，进行如下性能对比验证：

⑴.通过进行车辙试验表明，本高抗车辙能力沥青混合料的抗车辙能力较普通沥青混合料强十倍以上，室内试验结果如下：

AC-13型沥青混合料处理前后抗车辙能力试验结果（石灰岩、70号沥青）

⑵.将沥青混合料制成马歇尔试件，试件在常温水中浸泡2年，进行抗水破坏能力试验，试验结果显示抗水破坏能力显著提高。

AC-13型沥青混合料处理前后抗水破坏能力试验结果

2.不影响配合比设计，降低技术难度。

由于在沥青混合料中仅需掺加少量的抗车辙剂，因此在任何掺加量下均不改变沥青混合料的级配，且无需对油石比进行调整。

3.生产工艺简单，可操作性强。

可在沥青混合料生产过程中将抗车辙剂直接投入拌缸中即可，不需要增加特殊设备，且对拌和时间和施工温度没有任何影响。

天津市某高速公路实体工程应用情况如下：

该实体工程，应用如实施例2所述相同的原料及级配，且原材料的各项指标满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的要求。采用马歇尔方法进行AC-13C型改性沥青混合料配合比设计，并按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20—2011）的相关试验方法对沥青混合料的动稳定度、冻融劈裂和低温性能进行测试。

车辙试验结果见下表。试验温度为60℃，轮压0.7MPa。检验结果表明，马歇尔法设计的加入抗车辙剂的AC-20C型胶粉改性沥青混合料在设计最佳油石比条件下具有显著的抗车辙能力。

AC-20C型胶粉改性沥青混合料车辙试验结果（油石比5.3%）

水稳定性试验结果见下表。检验结果表明，马歇尔法设计的加入抗车辙剂的AC-20C型改性沥青混合料在最佳油石比下的水稳定性显著提高。

AC-13C型改性沥青混合料水稳定性检验结果（油石比5.3%）

混合料的低温性能采用-10℃低温条件下低温弯曲破坏试验进行验证，试验设备为MTS-810材料试验机，加载速率为50mm/min。试验结果见下表：

弯曲蠕变试验结果表

尽管为说明目的公开的本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (2)

1.一种高抗车辙能力沥青混合料，其特征在于：由以下重量分数比的组分构成：

矿料：       93.5～96.5重量份；

沥青：       3.5～6.5重量份；

抗车辙剂：   0.175～0.65重量份；

所述的抗车辙剂由以下重量百分比的组分构成：

六水合三氯化铝：  2～10%；

废旧胶粉：        1～3%；

饮用水加至百分之百。

2.一种如权利要求1所述的高抗车辙能力的沥青混合料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

⑴.将沥青加热至145～165℃，将矿料加热至150～180℃；

⑵.将适当比例的粗、细矿料和沥青投入拌和机中拌合，并在沥青投入后5～8秒喷入沥青用量2～10%的抗车辙剂；

⑶.在步骤⑵中喷入抗车辙剂后搅拌10～15s后添加粉状矿料，继续搅拌15s以上，保证拌合均匀，成品即为具有高抗车辙能力的沥青混合料。