CN105198282A - 一种道路冷补沥青混合料及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于沥青路面的铺设、养护和修补材料及其生产工艺，尤指一种可应用于多种恶劣天气或低温度的道路冷补沥青混合料及其生产工艺，所述的混合料主要由质量百分比为90-95%的骨料和5-10%的基质沥青，所述的基质沥青主要由质量百分比为1-2%的添加剂，16-23%的柴油，76-84%的沥青油组成；本发明按特定的加工工艺制成，被摊铺、碾压时具有可塑性、流动性，能被挤压至坑槽中不规则的地方，在行车和空气的作用下使一部分溶剂挥发，沥青逐步变稠，混合料颗粒之间的分布更加紧密，空隙率减小，矿料相互的黏结更加牢固，混合料的密实度增大；对路面软的感觉会逐渐消失，这一过程一般需要7-10天的时间；此后强度还会逐步增加，适用于任何天气和环境。

Description

一种道路冷补沥青混合料及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种应用于沥青路面的铺设、养护和修补材料及其生产工艺，尤指一种可应用于多种恶劣天气或低温度的一种道路冷补沥青混合料及其生产工艺。

背景技术

沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，呈液态，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料，沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种：其中，煤焦沥青是炼焦的副产品。石油沥青是原油蒸馏后的残渣，天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等；骨料主要起骨架作用和减小由于胶凝材料在凝结硬化过程中干缩湿胀所引起的体积变化，同时还作为胶凝材料的廉价填充料，混凝土的主要组成材料之一，骨料分为粗骨料和细骨料，有天然集料和人造集料之分，前者如碎石、卵石、浮石、天然砂等；后者如煤渣、矿渣、陶粒、膨胀珍珠岩等，颗粒视密度小于1700公斤/立方米的集料称轻集料，用以制造普通混凝土；特别重的集料，用以制造重混凝土，如防辐射混凝土。集料按颗粒大小分为粗集料和细集料，一般规定粒径大于4.75毫米者为粗集料，如碎石和卵石，粒径自小于4.75毫米者为细集料，如天然砂。

在道路养护工程中，相对于传统的热态高温修补概念而言，对于采用常温或低温冷态的修补，即为冷补，其冷态修补用的材料即为冷补材料，英文：C01dPatch。具体讲，沥青冷补材料是指没有加热的矿料(骨料)与稀释的沥青经过拌和而形成的一种混合料；目前用于道路施工的沥青修补材料主要为热拌沥青混合料，其次是乳化沥青混合料和冷补沥青混合料。热拌沥青混合料的生产方法有三种：第一种是在沥青混合料拌和场用拌和机生产出成品混合料，运到养护现场施工；第二种是在养护现场使用小型可移动式拌和机或综合养护车生产出成品沥青混和料进行施工；第三种是需求量较小时，在养护现场支锅加热，拌和沥青混合料进行施工。这三种方法的共同缺点是：热补沥青混合料的生产、运输、施工都需要高温，受施工季节的影响较大，沥青混和料在气温较低时不易压实；同时还会污染环境，影响施工人员的身心健康；在整个修补过程中需要较长时间封闭交通。采用乳化沥青混合料修补，必须等待混合料中的乳液破乳后才能开放交通，一般需要3～5天，因此存在封闭交通时间长的缺点。以上两种修补材料都必须一次性使用完，不能二次使用；当材料被雨水淋湿后便不能使用。因此，在实际的道路维修中这两种材料受到了诸多的限制，冷补沥青混合料对于常温施工甚至低温施工有较大优势，受施工季节和气候变化的影响较小；中国专利申请公布号为CN102206064A公开的一种冷补沥青混合料及其制备方法，虽然能在常温下使用，但是在雨雪天气下使用还是有一定限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在公开一种沥青路面的铺设、养护和修补材料及其制备方法，尤指一种可应用于多种恶劣天气或低温度的一种道路冷补沥青混合料及其生产工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种道路冷补沥青混合料，所述的混合料主要由质量百分比为90-95%的骨料和5-10%的基质沥青，所述的基质沥青主要由质量百分比为1-2%的添加剂，16-23%的柴油，76-84%的沥青油组成。

所述的基质沥青各组分的配合比为添加剂：柴油：沥青油=1:17:82。

所述的基质沥青各组分的配合比为添加剂：柴油：沥青油=1:22:77。

所述的混合料主要由质量百分比为90%的骨料和10%的基质沥青组成，其中基质沥青由质量百分比为1%的添加剂，17%的柴油和82%的沥青油组成。

所述的混合料主要由质量百分比为95%的骨料和5%的基质沥青组成，其中基质沥青由质量百分比为1%的添加剂，22%的柴油和77%的沥青油组成。

所述的骨料为石灰岩或闪长岩。

所述的骨料粒径为8-10mm或者10-13mm

一种道路冷补沥青混合料的生产工艺，所述的工艺步骤如下：

首先，按计量取沥青油放在沥青循环罐中，将沥青油加热到120-140℃之间，然后按上述计量比例加入添加剂和柴油进行混合形成混合物，在沥青循环罐中借助机械搅拌泵进行循环搅拌直至将混合物搅拌均匀形成基质沥青；然后采用导热油加热的方式将基质沥青加热到80-120℃形成冷补液；

然后，按上述计量比例取骨料放在沥青搅和楼里，开启搅和楼的加热和除尘功能，将骨料加热至80-100℃，以防止骨料腐蚀筛孔，同时对骨料加热和除尘也有利于裹附性能；

最后，将冷补液按计量比例缓慢加入骨料里，同时对混合料进行搅拌，搅拌时间大于35s,即可出料得到道路冷补混合料成品，出料温度不超过90℃。

所述的成品可直接放到包装袋里储存。

每次生产的成品质量总和大于300吨。

本发明的有益效果体现在：本发明的冷补沥青混合料按特定的加工工艺混合制成，成品为黑色颗粒状固体，有轻微石油气味，不溶于水，闪点177℃，对机动撞击、静电等不敏感，性质稳定，本发明被摊铺、碾压时具有可塑性、流动性，能被挤压至坑槽中不规则的地方，在行车和空气的作用下使一部分溶剂挥发，沥青逐步变稠，混合料颗粒之间的分布更加紧密，空隙率减小，矿料相互的黏结更加牢固，混合料的密实度增大；对路面软的感觉会逐渐消失，这一过程一般需要7-10天的时间；此后强度还会逐步增加，适用于任何天气和环境，可在-20℃至50℃之间使用，且施工简单，更重要的是生产和使用不会产生粉尘和黑烟，且成品不溶于水。因而不会污染大气和地下水，有利于环境保护。

具体实施方式

下面结合具体实施例说明本发明的具体实施方式：

一种道路冷补沥青混合料，所述的混合料主要由质量百分比为90-95%的骨料和5-10%的基质沥青，所述的基质沥青主要由质量百分比为1-2%的添加剂，16-23%的柴油，76-84%的沥青油组成。

所述的基质沥青各组分的配合比为添加剂：柴油：沥青油=1:17:82。

所述的基质沥青各组分的配合比为添加剂：柴油：沥青油=1:22:77。

所述的基质沥青的配比主要受地方气候的影响有所不同，例如在夏季配比可以是，添加剂：柴油：沥青油=1-2：16-18：81-84，在冬季时候的配比可以是，添加剂：柴油：沥青油=1-2：20-23：76-81。

所述的混合料主要由质量百分比为90%的骨料和10%的基质沥青组成，其中基质沥青由质量百分比为1%的添加剂，17%的柴油和82%的沥青油组成。

所述的混合料主要由质量百分比为95%的骨料和5%的基质沥青组成，其中基质沥青由质量百分比为1%的添加剂，22%的柴油和77%的沥青油组成。

所述的骨料为石灰岩或闪长岩。

所述的骨料粒径为8-10mm或者10-13mm。

一种道路冷补沥青混合料的生产工艺，所述的工艺步骤如下：

首先，在沥青循环罐中将沥青油加热到120-140℃之间，然后按上述比例加入添加剂和柴油进行混合形成基质沥青，在沥青循环罐中借助机械搅拌泵进行循环搅拌直至将混合物搅拌均匀；然后采用导热油加热的方式将基质沥青加热到80-120℃形成冷补液；

然后，按上述比例取骨料放在沥青搅和楼里，开启搅和楼的加热和除尘功能，将骨料加热至80-100℃，以防止骨料腐蚀筛孔，同时对骨料加热和除尘也有利于裹附性能；

最后，将冷补液按比例加入骨料里，然后对混合料进行搅拌，搅拌时间大于35s,即可出料得到道路冷补混合料成品，出料温度不宜超过90℃。配制成的冷补液，然后按与传统热拌工艺相似的方法将冷补液与集料在拌和楼里混合拌和制成的成品料装袋存储。

所述的成品可直接放到包装袋里储存；成品能在室内通风或室外无覆盖的条件下储存，为保持其松散性和存储寿命，建议其最少存量为20—30吨(密闭容器较塑料袋能更好的储存)，存放场地应为坚硬的水泥混凝土或沥青混凝土地面，并远离易燃物品及高氧化度物料，编织袋包装可存放一年。

每次生产的成品质量总和大于300吨。

所述的添加剂是生产冷补沥青混合料的关键原料，是一种特殊化工产品，由多种聚合物组成，加入普通道路沥青内可改变沥青的性质，常温下呈液态油状，有轻微刺激性气味，闪点140℃，性质稳定，添加剂可以改进稀释后的沥青与干/湿骨料之间的黏附性能，改善低温工作性能以及和原有多尘或潮湿的路面材料之间的结合，提高水稳性能，它提供的凝胶结构可使稀释沥青低温增粘，并有助于冷补材料初期强度的形成。

“添加剂”在常温下桶装密封储存，可存放两年以上，应将桶存放在阴凉处或通风的仓库内，存放时应避免高温和高氧化度物料。不能放置在阳光下，以防受热变质，并远离易燃物品及高氧化度物料。

实施例一：生产质量总和为1000吨的冷补沥青混合料。

一种道路冷补沥青混合料，所述的混合料的质量总和为1000吨，主要由质量百分比为93%的骨料，即930吨的骨料，和7%的基质沥青，即70吨的基质沥青组成，所述的基质沥青主要由质量百分比为1%的添加剂，即0.7吨的添加剂，17%的柴油，即11.9吨的柴油，和82%的沥青油，即57.4吨的沥青油组成。

这1000吨的一种道路冷补沥青混合料的生产工艺步骤如下：

首先，取57.4吨的沥青油，将沥青油放在沥青循环罐中，并将沥青油加热到130℃，然后取0.7吨的添加剂和11.9吨的柴油与沥青油混合，在沥青循环罐中借助机械搅拌泵进行循环搅拌直至将混合物搅拌均匀，形成基质沥青；然后采用导热油加热的方式将基质沥青加热到80-120℃形成冷补液，最佳温度为110℃；

然后，取骨料930吨放在沥青搅和楼里，开启搅和楼的加热和除尘功能，将骨料加热至80-100℃，最佳温度为95℃，以防止骨料腐蚀筛孔，同时对骨料加热和除尘也有利于裹附性能；

最后，将冷补液按缓慢加入骨料里，同时对混合料进行搅拌，搅拌时间为1-2小时,即可出料得到道路冷补混合料成品，出料温度为88℃，将出料的成品直接放到包装袋里储存或运输使用。

在生产过程中可能存在损耗，所以多有的取料均可往上抛0.2%。

实施例二：生产质量总和为2000吨的冷补沥青混合料。

一种道路冷补沥青混合料，所述的混合料的质量总和为2000吨，主要由质量百分比为92%的骨料，即1840吨的骨料，和8%的基质沥青，即160吨的基质沥青组成，所述的基质沥青主要由质量百分比为1%的添加剂，即1.6吨的添加剂，22%的柴油，即35.2吨的柴油，和77%的沥青油，即123.2吨的沥青油组成。

这2000吨的一种道路冷补沥青混合料的生产工艺步骤如下：

首先，取123.2吨的沥青油，将沥青油放在沥青循环罐中，并将沥青油加热到140℃，然后取1.6吨的添加剂和35.2吨的柴油与沥青油混合，在沥青循环罐中借助机械搅拌泵进行循环搅拌直至将混合物搅拌均匀，形成基质沥青；然后采用导热油加热的方式将基质沥青加热到80-120℃形成冷补液，最佳温度为115℃；

然后，取骨料1840吨放在沥青搅和楼里，开启搅和楼的加热和除尘功能，将骨料加热至80-100℃，最佳温度为98℃，以防止骨料腐蚀筛孔，同时对骨料加热和除尘也有利于裹附性能；

最后，将冷补液按缓慢加入骨料里，同时对混合料进行搅拌，搅拌时间为1-2小时,即可出料得到道路冷补混合料成品，出料温度为88℃，将出料的成品直接放到包装袋里储存或运输使用。

在生产过程中可能存在损耗，所以多有的取料均可往上抛0.2%。

本发明的冷补沥青混合料按特定的加工工艺混合制成，成品为黑色颗粒状固体，有轻微石油气味，不溶于水，闪点177℃，对机动撞击、静电等不敏感，性质稳定，本发明被摊铺、碾压时具有可塑性、流动性，能被挤压至坑槽中不规则的地方，在行车和空气的作用下使一部分溶剂挥发，沥青逐步变稠，混合料颗粒之间的分布更加紧密，空隙率减小，矿料相互的黏结更加牢固，混合料的密实度增大；对路面软的感觉会逐渐消失，这一过程一般需要7-10天的时间；此后强度还会逐步增加，大约经过三个月左右的时间使用后，其变形和强度会逐步稳定，达到或超过热沥青混合料冷却后的性能。此外，混合料的变硬、强度形成和趋于稳定的迟早与很多原因有关：如外因：气温、车流量、铺筑层的厚度。内因：使用的稀释剂类型和数量、采用集料的级配类型等。当气温高、车流量大、铺筑层薄、集料级配粗和稀释剂的挥发速度快，稀释剂加入量少时，冷补料的强度形成会更快一些，由于冷补沥青的成型机理，冷补沥青不能适用于转弯处、刹车位、红绿灯口。

按本实施例一生产出来的冷补沥青混合料和热补沥青混合料的各项参数做试验对比后得出以下结论。

沥青混合料与热补沥青混合料相比后的优势：

对比项目	本发明的冷补混合料	常规的热补混合料
			施工季节	全年，冬天和雨雪天气都可以	低温的冬季和雨季不能施工
对坑槽的处理	不需处理，积水坑槽也可以直接填料	要清理干净，积水要排除并烘干
			存放	可露天存放一年以上，也可以袋装存放	不能存放
使用和易性	很好，不需要熟练工人，不需要专用机械	需要熟练工人，需要专用机械
			备料的使用	随用随取，用多少取多少，剩余材料可以以后再用	随取随用，为了保温，取料量要多于用料量，剩余材料只能扔掉
开放交通	修补完毕后可立刻开通	有时修补完毕后要封闭交通一段时间
			适用范围	各种路面	各种路面
耐久性	很好，寿命可达十年以上	一般
			生产	简单，设备和工艺与热补相似	简单
工人工作环境	工厂预先搅和，不必现场支锅熬油，没有热沥青的气味	可以工厂预先搅和，有热沥青的味道
			资源和能源的消耗	沥青用量比热补料少10%，石料不加热，沥青湿度低，节省能源	沥青、石料要加热
材料消耗	即使修补，防止损坏加剧而消费更多的材料，用多少取多少，不会浪费，减少重复修补，节省材料，减少冬季和雨季停工生活费和机械的停机台班费	有时不能及时修补，造成损坏加剧，用料增加，为了保温要多取料，造成浪费，修补质量不好，重复修补，浪费材料
			社会效益	随时修补，保持路面常新，保证道路通畅，减少道路重修次数，延长道路使用寿命	有时不能及时修补，造成损坏加剧，影响交通安全，影响道路寿命

本发明的冷补混合料与其他冷补材料相比的优点：

对比项目	本发明的冷补混合物	其他品牌的冷补材料	本发明的优势
				添加剂	自助研发高性能添加剂	添加普通聚合物化工产品/或不添加添加剂	稳定性卓越，增加混合料粘性和抗水性
骨料	采用合格的优质集料	采用合格的风化石	沥青混凝土强度大
				沥青油	采用优质70#沥青油	采用普通/劣质沥青油	沥青粘性更强，稳定性更好
柴油	采用0#优质柴油	采用普通/劣质柴油	沥青存放时间及产品稳定性更好
				包装袋	采用的包装袋防水性能好，第二代和高性能采用OPP高档复膜袋	采用普通/回收原料制作的包装袋	外观更美观，存放时间更长

利用本发明的沥青混合料进行修补工作时，首先要对坑槽进行清理：将待修补的坑槽内及四周的碎石、废渣清理干净，坑槽内不得存有泥浆，冰块等杂物，市政道路工程的修补，被修补的坑槽应整齐的切边，废渣的清除要见到固体坚固面为止；然后填满坑槽：把足够的沥青冷补材料填进坑槽内，直到填料高出地面l.5cm左右，对市政道路修补，其冷补材料的投入量可增加10%或20%左右，填满后坑槽中央处应稍高于四周路面并呈弧形，若路面坑槽深度大于5cm时，应分层填补，逐层压实，每层3—5cm；再然后，压实铺设均匀：根据实地环境，修补面积的大小和深度，选择适当的压实工具和方法进行压实，如人工用铲背压实、人力夯、振动平板夯压实、压路机压实等；最后进行清扫：压实完成后可在表面均匀撒上一层石粉或细沙，并用清扫工具来回清扫，以便细沙填满表面空隙，验收修补完的坑槽表面应光洁、平整、无轮迹，坑槽四周边角一定要压实，无松散现象，普通道路修补压实度要达到93%以上，高速路修补压实度要达到95%以上。

从参数对比及施工工艺来看，本发明的冷补沥青混合料的具有以下明显的特点，适用于任何天气和环境，可在-20℃至50℃之间使用，施工简单使用沥青冷补材料，修补时无需粘层油；备料可随用随取，不需要重型施工机械，可根据路面的不同修补情况采用压路机压实，冲击压实，人工压实；具有极强的抗老化和粘结性能，修补后的坑槽不易产生脱落，龟裂等不良现象，不需重复修补；常温下可露天存放两年以上，袋装密封成品存放时间可更长；生产简单沥青冷补材料生产工艺简单，可直接利用传统的热沥青搅拌设备在当地生产，便利交通用沥青冷补料修补的区域无需封闭交通，可立即通车，能大大缓解因道路修补施工而造成的交通压力，生产和使用不会产生粉尘和黑烟，且成品不溶于水，因而不会污染大气和地下水，有利于环境保护，用途广泛沥青冷补材料与沥青混凝土，水泥混凝土，金属表面，木面等不同基质的材料均有良好的粘结力，可广泛用于各种路面的修补与养护，修补成本低使用沥青冷补料施工，不受天气和坑槽大小及数量的限制，修补及时，可避免坑槽扩大，节省修补材料，且修补时无需加热或搅拌，根据实际用量随时取用，剩余材料可在下次修补中继续使用，不会造成材料浪费，真正地100%利用，社会效益显著使用沥青冷补材料能及时修补路面，保持路面常新，保证道路畅通、减少路面重修次数，延长道路寿命。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种道路冷补沥青混合料，其特征在于：所述的混合料主要由质量百分比为90-95%的骨料和5-10%的基质沥青，所述的基质沥青主要由质量百分比为1-2%的添加剂，16-23%的柴油，76-84%的沥青油组成。

2.根据权利要求1所述的一种道路冷补沥青混合料，其特征在于：所述的基质沥青各组分的配合比为添加剂：柴油：沥青油=1:17:82。

3.根据权利要求1所述的一种道路冷补沥青混合料，其特征在于：所述的基质沥青各组分的配合比为添加剂：柴油：沥青油=1:22:77。

4.根据权利要求1所述的一种道路冷补沥青混合料，其特征在于：所述的混合料主要由质量百分比为90%的骨料和10%的基质沥青组成，其中基质沥青由质量百分比为1%的添加剂，17%的柴油和82%的沥青油组成。

5.根据权利要求1所述的一种道路冷补沥青混合料，其特征在于：所述的混合料主要由质量百分比为95%的骨料和5%的基质沥青组成，其中基质沥青由质量百分比为1%的添加剂，22%的柴油和77%的沥青油组成。

6.根据权利要求1或4或5所述的一种道路冷补沥青混合料，其特征在于：所述的骨料为石灰岩或闪长岩。

7.根据权利要求6所述的一种道路冷补沥青混合料，其特征在于：所述的骨料粒径为8-10mm或者10-13mm。

8.一种道路冷补沥青混合料的生产工艺，其特征在于：所述的工艺步骤如下：

首先，按计量取沥青油放在沥青循环罐中，将沥青油加热到120-140℃之间，然后按上述计量比例加入添加剂和柴油进行混合形成混合物，在沥青循环罐中借助机械搅拌泵进行循环搅拌直至将混合物搅拌均匀形成基质沥青；然后采用导热油加热的方式将基质沥青加热到80-120℃形成冷补液；

然后，按上述计量比例取骨料放在沥青搅和楼里，开启搅和楼的加热和除尘功能，将骨料加热至80-100℃，以防止骨料腐蚀筛孔，同时对骨料加热和除尘也有利于裹附性能；

最后，将冷补液按计量比例缓慢加入骨料里，同时对混合料进行搅拌，搅拌时间大于35s,即可出料得到道路冷补混合料成品，出料温度不超过90℃。

9.根据权利要求8所述的一种道路冷补沥青混合料的生产工艺，其特征在于：所述的成品可直接放到包装袋里储存。

10.根据权利要求8所述的一种道路冷补沥青混合料的生产工艺，其特征在于：每次生产的成品质量总和大于300吨。