CN104628305A

CN104628305A - 一种彩色高模量沥青混合料及其制备方法

Info

Publication number: CN104628305A
Application number: CN201510034033.2A
Authority: CN
Inventors: 余波; 施晓强; 王力; 吴明亮; 祝学成; 羊林林
Original assignee: Nanjing Host's Road And Bridge Engineering Technical Advice Co Ltd; Tongan City Nanjing Highway Construction Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Dongdao Transportation Technology Group Co ltd; Jiangsu East Road Traffic Engineering Design Consulting Co ltd; Nanjing Dong Dao Traffic Engineering Design Consulting Co ltd; Nanjing Tongan Construction Engineering Co ltd
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2035-01-22
Also published as: CN104628305B

Abstract

本发明公开了一种彩色沥青混合料及其制备方法，制备方法简单易实现，制备得到的彩色沥青混合料具有模量高、路用性能优异的特点，相较于AC-13和SMA-13等常规沥青混合料而言，能够满足长时间的特殊路段使用，避免路面出现病害，特别具有良好的耐高温性能和耐久性能，而且颜色能够持久鲜艳；另外，通过合理选择集料和矿粉的级配，降低了细集料的通过率，提高了粗集料的比例，使彩色沥青混合料形成稳定的骨架结构，高温抗剪切抗车辙性能更优。

Description

一种彩色高模量沥青混合料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种沥青混合料，具体涉及一种彩色高模量沥青混合料及其制备方法，属于道路工程领域，适用于交通渠化路段、城市道路交叉口及公交站台等特殊路段。

背景技术

在城市交通渠化路段、交叉口及公交站台等特殊路段，一般会铺筑彩色路面来起到交通管制及警示的作用。这些特殊路段由于车辆经常刹车起动以及转弯，更容易产生诸如车辙、推移、拥抱及坑槽等病害，因此这些路段对路面的性能要求较其他一般路段更高。与此同时，城市交通量与日俱增，对路面整体性能也提出了更高的要求。

一般来说，上述特殊路段在设计时，会采用与相邻路段相同的结构类型，如AC-13、SMA-13等，但这种沥青混合料无法长时间抵抗车辆的反反复复停顿、起动，在短时间内就会出现病害，导致路面发生破坏。因此，亟需开发一种新的沥青混合料类型，能够适用于这些特殊路段，以满足各项高要求的路用性能。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种特别适用于城市道路交叉口、渠化路段及公交站台的彩色高模量沥青混合料及制备方法，能够满足长时间使用，具有颜色永久鲜艳、路用性能优异等优点，尤其具有极好的耐高温性能和耐久性能。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种彩色高模量沥青混合料，包括如下组分：彩色沥青胶结料、高模量剂、集料及矿粉，其中高模量剂占沥青混合料总质量的0.3％～0.5％。

具体地，前述彩色沥青胶结料由以下质量百分比的原材料组成：

其中，所述聚氨基甲酸酯为二异氰酸酯与乙二醇按照质量比1:1缩聚而成的嵌段共聚物。

具体地，前述高模量剂为由以下质量百分比的原材料组成：

其中，所述树脂为乙烯—醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、聚苯烯中的至少一种；所述柔性胶为聚乙烯、聚苯烯按质量比1:2混合而成的改性树脂；所述功能剂为马来酸酐。

优选地，前述集料为玄武岩或石灰岩。

优选地，前述矿粉为石灰石矿粉。

进一步地，前述矿粉与集料的级配为：16mm筛孔对应100％通过率，13.2mm筛孔对应90％～95％通过率，9.5mm筛孔对应70％～80％通过率，4.75mm筛孔对应40％～65％通过率，2.36mm筛孔对应25％～44％通过率，1.18mm筛孔对应15％～35％通过率，0.6mm筛孔对应10％～25％通过率，0.3mm筛孔对应7％～18％通过率，0.15mm筛孔对应5％～10％通过率，0.075mm筛孔对应4％～6％通过率。整理如下表所示：

此外，本发明还公开了前述的一种彩色高模量沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：

S1、制备彩色沥青胶结料：将石油系橡胶油加热至175℃，然后按照权利要求2中的重量百分比向其中加入C5石油树脂、C9石油树脂、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物、聚乙烯PE及聚氨基甲酸酯，剪切搅拌2～4h，制得彩色沥青胶结料，待用；

S2、制备高模量剂：将线性低密度聚乙烯、树脂、柔性胶、功能剂及防老剂RD按照权利要求3中的质量百分比进行融合，加入到螺杆挤出机中，在180～230℃筒体温度、45～60r/min主机转速、45～60r/min喂料速率下熔融挤出、切粒、干燥，并在常温条件下鼓风干燥30min，得到高模量剂，待用；

S3、制备彩色沥青混合料：将符合权利要求6所述的级配的集料于170～180℃下干拌10s后，加入步骤S2制得的高模量剂干拌5s，再加入步骤S1制得的彩色沥青胶结料进行湿拌，在湿拌过程中加入矿粉，总拌和时间为160～180s，制得彩色高模量沥青混合料。

优选地，步骤S3中，高模量剂的掺量占彩色沥青混合料总质量的0.35％。

本发明的有益之处在于：本发明的彩色沥青混合料具有高模量，路用性能优异，相较于AC-13和SMA-13等常规沥青混合料而言，能够满足长时间的特殊路段使用，避免路面出现病害，特别具有良好的耐高温性能和耐久性能，而且颜色能够持久鲜艳；另外，通过合理选择集料和矿粉的级配，降低了细集料的通过率，提高了粗集料的比例，使彩色沥青混合料形成稳定的骨架结构，高温抗剪切抗车辙性能更优；而且制备方法简单易实现，具有良好的市场前景和推广价值。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。

本发明中未作特殊说明的，所用原料均为市购。

实施例1

S1、制备彩色沥青胶结料：

原料为：C5石油树脂16％、C9石油树脂20％、石油系橡胶油45％、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物7％、聚乙烯PE 8％、聚氨基甲酸酯4％，均为质量百分比。

将石油系橡胶油加热至175℃，然后向其中加入C5石油树脂、C9石油树脂、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物、聚乙烯PE及聚氨基甲酸酯，剪切搅拌2～4h，制得彩色沥青胶结料，待用。

S2、制备高模量剂：

原料为：线性低密度聚乙烯53％、树脂18％、柔性胶24％、功能剂3％、防老剂RD2％，均为质量百分比。将这些原料进行融合，加入到螺杆挤出机中，在180～230℃筒体温度、45～60r/min主机转速、45～60r/min喂料速率下熔融挤出、切粒、干燥，并在常温条件下鼓风干燥30min，得到高模量剂，待用。

S3、制备彩色沥青混合料：

将集料于170～180℃下干拌10s后，加入步骤S2制得的高模量剂干拌5s，再加入步骤S1制得的彩色沥青胶结料进行湿拌，在湿拌过程中加入矿粉，总拌和时间为160～180s，其中，高模量剂的掺量为彩色沥青混合料总质量的0.35％，最终制得彩色高模量沥青混合料。

其中，集料和矿粉的级配如表1：

筛孔(mm)	16	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
											通过率(％)	100	93	77	47	33	18	12	9	7	4

表1实施例1中集料和矿粉的级配

实践证明，本发明中的级配整体而言较规范AC-13粗，这样一来，降低了细集料的通过率，提高了粗集料的比例，使沥青混合料形成骨架结构，高温抗剪切抗车辙性能更优。

下面各实施例及对比例的级配跟表1相同，因此后面不再赘述。

彩色高模量沥青混合料制备完成后，按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程T0719-2011、T0739-2011对其进行车辙试验及疲劳试验，相关试验结果见表2。

实施例2

S1、制备彩色沥青胶结料：

原料为：C5石油树脂10％、C9石油树脂25％、石油系橡胶油35％、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物15％、聚乙烯PE 12％、聚氨基甲酸酯3％，均为质量百分比。

S2、制备高模量剂：

原料为：线性低密度聚乙烯50％、树脂12％、柔性胶28％、功能剂8％、防老剂RD2％，均为质量百分比。将这些原料进行融合，加入到螺杆挤出机中，在180～230℃筒体温度、45～60r/min主机转速、45～60r/min喂料速率下熔融挤出、切粒、干燥，并在常温条件下鼓风干燥30min，得到高模量剂，待用。

S3、制备彩色沥青混合料：

将集料于170～180℃下干拌10s后，加入步骤S2制得的高模量剂干拌5s，再加入步骤S1制得的彩色沥青胶结料进行湿拌，在湿拌过程中加入矿粉，总拌和时间为160～180s，其中，高模量剂的掺量为彩色沥青混合料总质量的0.45％，最终制得彩色高模量沥青混合料。

实施例3

S1、制备彩色沥青胶结料：

原料为：C5石油树脂13％、C9石油树脂18％、石油系橡胶油50％、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物7％、聚乙烯PE 8％、聚氨基甲酸酯4％，均为质量百分比。

S2、制备高模量剂：

原料为：线性低密度聚乙烯60％、树脂15％、柔性胶20％、功能剂4％、防老剂RD1％，均为质量百分比。将这些原料进行融合，加入到螺杆挤出机中，在180～230℃筒体温度、45～60r/min主机转速、45～60r/min喂料速率下熔融挤出、切粒、干燥，并在常温条件下鼓风干燥30min，得到高模量剂，待用。

S3、制备彩色沥青混合料：

实施例4

S1、制备彩色沥青胶结料：

原料为：C5石油树脂30％、C9石油树脂20％、石油系橡胶油30％、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物5％、聚乙烯PE 6％、聚氨基甲酸酯9％，均为质量百分比。

S2、制备高模量剂：

原料为：线性低密度聚乙烯55％、树脂17％、柔性胶23％、功能剂3％、防老剂RD2％，均为质量百分比。将这些原料进行融合，加入到螺杆挤出机中，在180～230℃筒体温度、45～60r/min主机转速、45～60r/min喂料速率下熔融挤出、切粒、干燥，并在常温条件下鼓风干燥30min，得到高模量剂，待用。

S3、制备彩色沥青混合料：

对比例

A1、制备彩色沥青胶结料：

A2、制备彩色沥青混合料：

将集料于170～180℃下干拌10s后，再加入步骤S1制得的彩色沥青胶结料进行湿拌，在湿拌过程中加入矿粉，总拌和时间为160～180s，制得彩色高模量沥青混合料。

上述4个实施例，主要区别在于彩色沥青胶结料的组分含量、高模量剂的组分含量以及掺量，对比例中，主要区别在于高模量剂的掺量则为0。

性能检测

本发明所采用的测试方法，高温性能采用公路工程沥青及沥青混合料试验规程T0719-2011车辙试验进行，耐久性能采用公路工程沥青及沥青混合料试验规程T0739-2011疲劳性能进行，不同实施例和对比例的测试手段均一致，测试结果见表2。

表2实施例1-4及对比例的性能比较

通过表2可以看出，相较于对比例，添加高模量剂后，组分间发生协同效应，彩色高模量沥青混合料高温性能及疲劳性能有明显的提高，而且色彩能够保持鲜艳持久。

其中，掺量为0.45％较0.35％高温性能更优，然而疲劳性能有所下降，综合来看，高模量剂掺量为0.35％时制得的彩色沥青混合料的各项性能最佳；此外，彩色沥青胶结料组成成分含量及高模量剂组成成分含量细微的改变会对性能有所影响，但影响较小。

综上来说，相应改变彩色沥青胶结料组成成分配比或者高模量剂组成成分配比，性能均满足要求，只要范围在本发明的保护范围中即可；此外，细微调整沥青混合料级配、高模量剂与集料、胶结料的拌和时间，会导致相关性能结果不尽相同，这也属于本发明内容范畴。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种彩色高模量沥青混合料，其特征在于，包括如下组分：彩色沥青胶结料、高模量剂、集料及矿粉，其中高模量剂占沥青混合料总质量的0.3％～0.5％。

2.根据权利要求1所述的一种彩色高模量沥青混合料，其特征在于，所述彩色沥青胶结料由以下质量百分比的原材料组成：

3.根据权利要求2所述的一种彩色高模量沥青混合料，其特征在于，所述高模量剂为由以下质量百分比的原材料组成：

4.根据权利要求1所述的一种彩色高模量沥青混合料，其特征在于，所述集料为玄武岩或石灰岩。

5.根据权利要求4所述的一种彩色高模量沥青混合料，其特征在于，所述矿粉为石灰石矿粉。

6.根据权利要求5所述的一种彩色高模量沥青混合料，其特征在于，所述矿粉与集料的级配为：16mm筛孔对应100％通过率，13.2mm筛孔对应90％～95％通过率，9.5mm筛孔对应70％～80％通过率，4.75mm筛孔对应40％～65％通过率，2.36mm筛孔对应25％～44％通过率，1.18mm筛孔对应15％～35％通过率，0.6mm筛孔对应10％～25％通过率，0.3mm筛孔对应7％～18％通过率，0.15mm筛孔对应5％～10％通过率，0.075mm筛孔对应4％～6％通过率。

7.如权利要求6所述的一种彩色高模量沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种彩色高模量沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，高模量剂的掺量占彩色沥青混合料总质量的0.35％。