CN104355569A - 一种复合改性沥青混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合改性沥青混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青3～7份，氯化聚乙烯0.05～0.15份，脂肪族聚氨酯树脂0.2～1.5份，蛇纹石0.075～1份，埃洛石0.15～1.5份，偶联剂0.001～0.04份。本发明复合改性沥青混凝土的降噪系数得到显著提高，路用性能优良，制备工艺简单，原料无毒无害，对提高沥青路面使用性能和保护环境具有重大的社会效益。
Description
技术领域
本发明属于道路材料工程技术领域，具体涉及一种复合改性沥青混凝土。
背景技术
近年来，随着我国高等级公路建设规模的飞速发展，车速在提高，车流量也在增加，交通噪声的影响日益突出。噪声对沿线居民造成了公害，甚至发展成了广泛的社会问题，降低汽车行驶噪声已成为治理环境污染的主要途径之一，因此，开级配多孔隙沥青混凝土应运而生。据研究报道，开级配多孔隙沥青混凝土路面比密级配沥青混凝土路面降低噪声4～6dB。
但是，这种开级配多孔隙沥青混凝土路面作为表面层，暴露在自然环境和交通条件中，一年四季收到日照、水、温度变化、行车荷载等因素的影响，并且由于其空隙率高达20％以上，路面结构内部与自然环境接触面积大大增加，水在空隙中形成网络流动，紫外线作用更加强烈，加剧了老化现象，严重缩短了路面的使用寿命。
因此，开发一种具有降噪功能并且路用性能优异的复合沥青混凝土具有重要意义，从而为实现环保型道路建设目标打下坚实的基础。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种复合改性沥青混凝土。该沥青混凝土的降噪系数得到显著提高，路用性能优良，制备工艺简单，原料无毒无害，对提高沥青路面使用性能和保护环境具有重大社会效益。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种复合改性沥青混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青3～7份，氯化聚乙烯0.05～0.15份，脂肪族聚氨酯树脂0.2～1.5份，蛇纹石0.075～1份，埃洛石0.15～1.5份，偶联剂0.001～0.04份。
上述的一种复合改性沥青混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青5份，氯化聚乙烯0.12份，脂肪族聚氨酯树脂1.0份，蛇纹石0.3份，埃洛石0.6份，偶联剂0.018份。
上述的一种复合改性沥青混凝土，其特征在于，所述矿料的级配类型为AC-13型、AM-13型、SMA-13型或OGFC-13型。
上述的一种复合改性沥青混凝土，其特征在于，所述偶联剂为JL-G02FX型端胺基多元醇酯偶联剂。
所述重量份可以为克、两、斤、公斤、吨等重量计量单位。
本发明复合改性沥青混凝土所采用的沥青可为基质沥青、SBS改性沥青、SBR改性沥青、PE改性沥青、天然橡胶改性沥青或纤维改性沥青。
本发明复合改性沥青混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备复合改性剂：称取并干燥蛇纹石和埃洛石，将干燥后的蛇纹石和埃洛石加入高速混合机中，然后加入偶联剂，在温度不低于150℃的条件下混合10min～15min，得到复合改性剂；
步骤二、制备改性沥青：分别将氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂加热到140℃和120℃，使氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂均达到熔融状态，再将沥青加热至120℃～160℃，然后加入熔融态的氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂，搅拌均匀后加入高速剪切机中，先在转速为1000r/min的条件下低速剪切10min，再在转速为4000r/min的条件下高速剪切30min，得到改性沥青；
步骤三、制备复合改性沥青混凝土：将矿料、步骤一中所述复合改性剂和步骤二中所述改性沥青按照常规方法拌和均匀，即可得到复合改性沥青混凝土。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明复合改性沥青混凝土，制备方法简单、方便。
2、本发明复合改性沥青混凝土，其主要作用成分为蛇纹石和埃洛石，这两种材料结构稀松，由无数纤细的管状或纤维状晶体组成，能够吸收噪声，起到降噪功效，同时这两种材料均具有良好的耐火性能，能够提高沥青混凝土的阻燃性能。
3、本发明复合改性沥青混凝土，氯化聚乙烯具有良好的耐老化性能，能提高沥青的耐久性，脂肪族聚氨酯树脂具有特优的耐寒裂性能、良好的伸长率和回弹率，能够显著提高混凝土的低温性能。
4、本发明优选的偶联剂为JL-G02FX型端胺基多元醇酯偶联剂，能对无机填料具有极强的亲和性，使其得到充分的活化改性，破坏并阻止无机物团聚，从而更加均匀分散到沥青混合料中，因而可以提高混凝土的性能，同时依赖较强的界面键合作用，达到增韧补强的效果。
5、本发明复合改性沥青混凝土经大量研究和试验表明，具有良好的路用性能，能够起到较好的降噪功效，还能够起到阻燃功效，达到低碳环保、节能阻燃的效果；无毒、无腐蚀性、稳定性好；价格低廉，来源及应用广泛；可在保证良好路用性能的同时，进一步改善沥青路面的使用性能。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例复合改性沥青混凝土，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青3份，氯化聚乙烯0.05份，脂肪族聚氨酯树脂0.2份，蛇纹石0.075份，埃洛石0.15份，偶联剂0.001份；本实施例所采用的矿料为AC-13型矿料，所采用的偶联剂为JL-G02FX型端胺基多元醇酯偶联剂，所采用的沥青为SBS改性沥青。
本实施例复合改性沥青混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备复合改性剂：称取并干燥蛇纹石和埃洛石，将干燥后的蛇纹石和埃洛石加入高速混合机中，然后加入偶联剂，在温度不低于150℃的条件下混合12min，得到复合改性剂；
步骤二、制备改性沥青：分别将氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂加热到140℃和120℃，使氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂均达到熔融状态，再将沥青加热至140℃，然后加入熔融态的氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂，搅拌均匀后加入高速剪切机中，先在转速为1000r/min的条件下低速剪切10min，再在转速为4000r/min的条件下高速剪切30min，得到改性沥青；
步骤三、制备复合改性沥青混凝土：将矿料、步骤一中所述复合改性剂和步骤二中所述改性沥青按照常规方法拌和均匀，即可得到复合改性沥青混凝土。
实施例2
本实施例复合改性沥青混凝土，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青5份，氯化聚乙烯0.12份，脂肪族聚氨酯树脂1.0份，蛇纹石0.3份，埃洛石0.6份，偶联剂0.018份；本实施例所采用的矿料为AC-13型矿料，所采用的偶联剂为JL-G02FX型端胺基多元醇酯偶联剂，所采用的沥青为SBS改性沥青。
本实施例复合改性沥青混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备复合改性剂：称取并干燥蛇纹石和埃洛石，将干燥后的蛇纹石和埃洛石加入高速混合机中，然后加入偶联剂，在温度不低于150℃的条件下混合15min，得到复合改性剂；
步骤二、制备改性沥青：分别将氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂加热到140℃和120℃，使氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂均达到熔融状态，再将沥青加热至120℃，然后加入熔融态的氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂，搅拌均匀后加入高速剪切机中，先在转速为1000r/min的条件下低速剪切10min，再在转速为4000r/min的条件下高速剪切30min，得到改性沥青；
步骤三、制备复合改性沥青混凝土：将矿料、步骤一中所述复合改性剂和步骤二中所述改性沥青按照常规方法拌和均匀，即可得到复合改性沥青混凝土。
实施例3
本实施例复合改性沥青混凝土，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青7份，氯化聚乙烯0.15份，脂肪族聚氨酯树脂1.5份，蛇纹石1份，埃洛石1.5份，偶联剂0.04份；本实施例所采用的矿料为AC-13型矿料，所采用的偶联剂为JL-G02FX型端胺基多元醇酯偶联剂，所采用的沥青为SBS改性沥青。
本实施例复合改性沥青混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备复合改性剂：称取并干燥蛇纹石和埃洛石，将干燥后的蛇纹石和埃洛石加入高速混合机中，然后加入偶联剂，在温度不低于150℃的条件下混合10min，得到复合改性剂；
步骤二、制备改性沥青：分别将氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂加热到140℃和120℃，使氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂均达到熔融状态，再将沥青加热至160℃，然后加入熔融态的氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂，搅拌均匀后加入高速剪切机中，先在转速为1000r/min的条件下低速剪切10min，再在转速为4000r/min的条件下高速剪切30min，得到改性沥青；
步骤三、制备复合改性沥青混凝土：将矿料、步骤一中所述复合改性剂和步骤二中所述改性沥青按照常规方法拌和均匀，即可得到复合改性沥青混凝土。
实施例4
本实施例复合改性沥青混凝土，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青3份，氯化聚乙烯0.05份，脂肪族聚氨酯树脂0.2份，蛇纹石0.075份，埃洛石0.15份，偶联剂0.001份；本实施例所采用的矿料为OGFC-13型矿料，所采用的偶联剂为JL-G02FX型端胺基多元醇酯偶联剂，所采用的沥青为SBS改性沥青。
本实施例复合改性沥青混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备复合改性剂：称取并干燥蛇纹石和埃洛石，将干燥后的蛇纹石和埃洛石加入高速混合机中，然后加入偶联剂，在温度不低于150℃的条件下混合10min，得到复合改性剂；
步骤二、制备改性沥青：分别将氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂加热到140℃和120℃，使氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂均达到熔融状态，再将沥青加热至120℃，然后加入熔融态的氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂，搅拌均匀后加入高速剪切机中，先在转速为1000r/min的条件下低速剪切10min，再在转速为4000r/min的条件下高速剪切30min，得到改性沥青；
步骤三、制备复合改性沥青混凝土：将矿料、步骤一中所述复合改性剂和步骤二中所述改性沥青按照常规方法拌和均匀，即可得到复合改性沥青混凝土。
实施例5
本实施例复合改性沥青混凝土，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青5份，氯化聚乙烯0.12份，脂肪族聚氨酯树脂1.0份，蛇纹石0.3份，埃洛石0.6份，偶联剂0.018份；本实施例所采用的矿料为OGFC-13型矿料，所采用的偶联剂为JL-G02FX型端胺基多元醇酯偶联剂，所采用的沥青为SBS改性沥青。
本实施例复合改性沥青混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备复合改性剂：称取并干燥蛇纹石和埃洛石，将干燥后的蛇纹石和埃洛石加入高速混合机中，然后加入偶联剂，在温度不低于150℃的条件下混合15min，得到复合改性剂；
步骤二、制备改性沥青：分别将氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂加热到140℃和120℃，使氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂均达到熔融状态，再将沥青加热至160℃，然后加入熔融态的氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂，搅拌均匀后加入高速剪切机中，先在转速为1000r/min的条件下低速剪切10min，再在转速为4000r/min的条件下高速剪切30min，得到改性沥青；
步骤三、制备复合改性沥青混凝土：将矿料、步骤一中所述复合改性剂和步骤二中所述改性沥青按照常规方法拌和均匀，即可得到复合改性沥青混凝土。
实施例6
本实施例复合改性沥青混凝土，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青7份，氯化聚乙烯0.15份，脂肪族聚氨酯树脂1.5份，蛇纹石1份，埃洛石1.5份，偶联剂0.04份；本实施例所采用的矿料为OGFC-13型矿料，所采用的偶联剂为JL-G02FX型端胺基多元醇酯偶联剂，所采用的沥青为SBS改性沥青。
本实施例复合改性沥青混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备复合改性剂：称取并干燥蛇纹石和埃洛石，将干燥后的蛇纹石和埃洛石加入高速混合机中，然后加入偶联剂，在温度不低于150℃的条件下混合12min，得到复合改性剂；
步骤二、制备改性沥青：分别将氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂加热到140℃和120℃，使氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂均达到熔融状态，再将沥青加热至150℃，然后加入熔融态的氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂，搅拌均匀后加入高速剪切机中，先在转速为1000r/min的条件下低速剪切10min，再在转速为4000r/min的条件下高速剪切30min，得到改性沥青；
步骤三、制备复合改性沥青混凝土：将矿料、步骤一中所述复合改性剂和步骤二中所述改性沥青按照常规方法拌和均匀，即可得到复合改性沥青混凝土。
实施例7
本实施例复合改性沥青混凝土，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青5份，氯化聚乙烯0.12份，脂肪族聚氨酯树脂1.0份，蛇纹石0.3份，埃洛石0.6份，偶联剂0.018份；本实施例所采用的矿料为SMA-13型矿料，所采用的偶联剂为JL-G02FX型端胺基多元醇酯偶联剂，所采用的沥青为SBS改性沥青。
本实施例复合改性沥青混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备复合改性剂：称取并干燥蛇纹石和埃洛石，将干燥后的蛇纹石和埃洛石加入高速混合机中，然后加入偶联剂，在温度不低于150℃的条件下混合10min，得到复合改性剂；
步骤二、制备改性沥青：分别将氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂加热到140℃和120℃，使氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂均达到熔融状态，再将沥青加热至120℃，然后加入熔融态的氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂，搅拌均匀后加入高速剪切机中，先在转速为1000r/min的条件下低速剪切10min，再在转速为4000r/min的条件下高速剪切30min，得到改性沥青；
步骤三、制备复合改性沥青混凝土：将矿料、步骤一中所述复合改性剂和步骤二中所述改性沥青按照常规方法拌和均匀，即可得到复合改性沥青混凝土。
实施例8
本实施例复合改性沥青混凝土，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青5份，氯化聚乙烯0.12份，脂肪族聚氨酯树脂1.0份，蛇纹石0.3份，埃洛石0.6份，偶联剂0.018份；本实施例所采用的矿料为AM-13型矿料，所采用的偶联剂为JL-G02FX型端胺基多元醇酯偶联剂，所采用的沥青为SBS改性沥青。
本实施例复合改性沥青混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备复合改性剂：称取并干燥蛇纹石和埃洛石，将干燥后的蛇纹石和埃洛石加入高速混合机中，然后加入偶联剂，在温度不低于150℃的条件下混合15min，得到复合改性剂；
步骤二、制备改性沥青：分别将氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂加热到140℃和120℃，使氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂均达到熔融状态，再将沥青加热至160℃，然后加入熔融态的氯化聚乙烯和脂肪族聚氨酯树脂，搅拌均匀后加入高速剪切机中，先在转速为1000r/min的条件下低速剪切10min，再在转速为4000r/min的条件下高速剪切30min，得到改性沥青；
步骤三、制备复合改性沥青混凝土：将矿料、步骤一中所述复合改性剂和步骤二中所述改性沥青按照常规方法拌和均匀，即可得到复合改性沥青混凝土。
对比例1
本对比例复合改性沥青混凝土与实施例2的不同之处仅在于：未添加蛇纹石和埃洛石。
对比例2
本对比例复合改性沥青混凝土与实施例2的不同之处仅在于：未添加蛇纹石。
对比例3
本对比例复合改性沥青混凝土与实施例2的不同之处仅在于：未添加埃洛石。
对比例4
本对比例复合改性沥青混凝土与实施例5的不同之处仅在于：未添加蛇纹石和埃洛石。
对比例5
本对比例复合改性沥青混凝土与实施例7的不同之处仅在于：未添加蛇纹石和埃洛石。
对比例6
本对比例复合改性沥青混凝土与实施例8的不同之处仅在于：未添加蛇纹石和埃洛石。
为了验证本发明复合改性沥青混凝土具有良好的路用性能及降噪性能，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJE20-2011)规定进行基本性能试验。参照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)，成型标准马歇尔试件，分别测定其空隙率，然后进行吸声系数试验，测试方法按《驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范》(GBJ88-85)进行。各实施例沥青混凝土的具体试验结果如下表1所示。
表1 复合改性沥青混凝土试验结果
通过表1的试验数据证明，本发明复合改性沥青混凝土的路用性能均大于《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中相关规定的要求，吸声系数峰值均及吸声系数大于0.2的频带宽度均大于普通沥青混凝土，说明本发明的复合改性沥青混凝土具有较好的降噪性能，能够有效降低路面噪声，而且能够有效提高混凝土的路用性能，保证混凝土的使用寿命。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种复合改性沥青混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青3～7份，氯化聚乙烯0.05～0.15份，脂肪族聚氨酯树脂0.2～1.5份，蛇纹石0.075～1份，埃洛石0.15～1.5份，偶联剂0.001～0.04份。
2.根据权利要求1所述的一种复合改性沥青混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成：矿料100份，沥青5份，氯化聚乙烯0.12份，脂肪族聚氨酯树脂1.0份，蛇纹石0.3份，埃洛石0.6份，偶联剂0.018份。
3.根据权利要求1或2所述的一种复合改性沥青混凝土，其特征在于，所述矿料的级配类型为AC-13型、AM-13型、SMA-13型或OGFC-13型。
4.根据权利要求1或2所述的一种复合改性沥青混凝土，其特征在于，所述偶联剂为JL-G02FX型端胺基多元醇酯偶联剂。
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