CN105347746A - 一种泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料及其制备方法，包括有再生旧料、水泥、泡沫沥青和水。本发明采用泡沫沥青再生二灰碎石基层技术，节约铺筑新的半刚性基层所需的大量集料，无需土地堆放处理二灰碎石废旧料，节约土地，保护耕地；提高基层的抗裂性能、水稳定性能和抗冲刷性能；可以有效解决二灰碎石基层维修难题，促进资源循环利用；泡沫沥青再生二灰碎石基层，减少沥青路面病害产生，保证路面行驶质量，达到延长沥青路面使用寿命的效果。

Description

一种泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种冷再生混合料及其制备方法，具体涉及一种泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料及其制备方法。

背景技术

二灰碎石基层沥青路面的大量损坏是当前高等级公路维修养护的重点，鉴于环境资源节约与高性能沥青路面的要求，使得二灰碎石基层处治成为亟待解决的重要课题。传统的二灰碎石基层的维修采用水泥稳定碎石回填或水泥就地冷再生二灰碎石方案，由于二灰碎石铣刨料堆存造成施工不便，同时采用传统的修补技术导致半刚性基层沥青路面存在反射裂缝的问题，路面病害频发。

有鉴于上述现有的混合料及其制备存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料及其制备方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的混合料及其制备存在的缺陷，而提供一种新型泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料及其制备方法，提高资源利用率，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料，包括有再生旧料、水泥、泡沫沥青和水。

前述的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料，还包括有粒径为9～18mm的集料；根据旧路二灰碎石基层铣刨料的筛分结果，发现其粉料较多，使用粒径为9～18mm的新添集料对泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料的级配进行改善。

前述的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料，所述再生旧料为旧路二灰碎石基层铣刨料；主要对旧路网裂处的二灰碎石基层进行铣刨再生，一方面，二灰碎石再生可以节约铺筑新的半刚性基层所需的大量集料，无需土地堆放处理二灰碎石废旧料，节约了土地，保护耕地；另一方面不需要额外的材料运输费用，经济适用。

前述的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料，所述水泥用量占混合料质量的2.0～3.5％；所述泡沫沥青用量占混合料质量的0.5～3.5％；所述水用量占混合料质量的8～14％，最佳加水量为11％。

泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料的制备方法，包括如下操作步骤，

步骤一：制备泡沫沥青，在发泡设备上制备泡沫沥青；

步骤二：取分散好的旧路二灰碎石基层铣刨料加入水泥，干拌；干拌均匀后加入水拌合；

步骤三：制备目标产物，将步骤一制备的泡沫沥青加入到步骤二的混合物中，在拌锅中充分搅拌，即得到目标产物。

前述的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料的制备方法，所述步骤一中泡沫沥青发泡用水量占沥青用量的1.5～4.5％，最佳用水量为2.5％。

前述的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料的制备方法，所述步骤一中泡沫沥青的发泡温度为150～160℃，优选的发泡温度为160℃。

前述的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料的制备方法，所述步骤三中在常温下搅拌90～120s。

二灰碎石再生料由于粉料较多，无法保证细集料之间全部是由结合料联结，路表水进入基层顶面后使基层顶面遇水变得湿软，原本非结合料联结的颗粒间联结力减弱或丧失，在高速、重载车辆的作用下产生很大的动水压力，这种有压力的水会冲刷基层材料中的细料，经过行车荷载的反复多次冲刷，在路面裂缝中形成细料浆。细料浆被逐渐挤压出裂缝，形成路面面层上裂缝处的唧浆现象，从而造成路面面层脱空。脱空的路面面层更容易产生开裂，因而形成恶性循环。所以对路面开裂处的二灰碎石基层进行铣刨再生。

泡沫沥青是在高温沥青中加水滴形成蒸汽泡、产生连锁反应、显著提高胶合性能的新材料，泡沫沥青粘聚性强且稳定，混合料可以长时间储存，也可以冷碾压。与传统技术相比，泡沫沥青冷再生技术具有明显的三大优势：一是旧路面废料能回收再生，既利于环保，又节约大量投资。二是泡沫沥青混合料存贮时间长，碾压成型迅速，这为缩短公路路面施工工期创造了良好条件。三是运用新技术铺筑的路面强度、抗疲劳、抗水损害性能更胜一筹，使用寿命更长。

借由上述技术方案，本发明的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料及其制备方法至少具有下列优点：

本发明采用泡沫沥青再生二灰碎石基层技术，节约铺筑新的半刚性基层所需的大量集料，无需土地堆放处理二灰碎石废旧料，节约土地，保护耕地；提高基层的抗裂性能、水稳定性能和抗冲刷性能；可以有效解决二灰碎石基层维修难题，促进资源循环利用；泡沫沥青再生二灰碎石基层，减少沥青路面病害产生，保证路面行驶质量，达到延长沥青路面使用寿命的效果，进而减少因道路运营过程中由于频繁养护维修等工作给社会、行人出行带来的不便，并降低二氧化碳温室气体排放量，从寿命周期角度可实现较低的工程生命周期成本，取得较好的社会效益。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1

泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料组成(重量份)：

1、再生旧料：RAP材料(旧路面网裂处的二灰碎石基层铣刨料)880份；

2、新添材料：集料(粒径为9.5～13.2mm)100份，泡沫沥青(金陵石化70号道路石油沥青)25份，其中泡沫沥青发泡用水量0.625份，普通硅酸盐水泥20份，水31份(根据铣刨料的含水率确定加水量)；

制备工艺步骤：

步骤一：将分散好的RAP材料加入集料在常温下拌合均匀，然后加入普通硅酸盐水泥，拌合30s，按比例添加可饮用水拌合30s；

步骤二：用专门的沥青发泡设备，在160℃温度下，用水量为2.5％条件下对70#基质沥青进行发泡；

步骤三：将制备好的发泡沥青加入到步骤一拌好的混合料中，常温下充分搅拌90-120s，即得最终泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料。

制备的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料矿料级配如表1所示。

表1矿料级配组成

实施例2

泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料组成(重量份)：

1、再生旧料：RAP材料(旧路面网裂处的二灰碎石基层铣刨料)980份；

2、新添材料：泡沫沥青(金陵石化70号道路石油沥青)25份，其中泡沫沥青发泡用水量0.625份，普通硅酸盐水泥20份，可饮用水31份(根据铣刨料的含水率确定加水量)；

制备工艺步骤：

步骤一：将分散好的RAP材料加入普通硅酸盐水泥，拌合40s，按比例添加可饮用水拌合30s；

步骤二：用专门的沥青发泡设备，在150℃温度下，用水量为2.5％条件下对70#基质沥青进行发泡；

步骤三：将制备好的发泡沥青加入到步骤一拌好的混合料中，常温下充分搅拌90-120s，即得最终泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料。

泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料矿料级配如表2所示。

表2矿料级配组成

性能测试

将各实施例制备的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料进行性能测试。

马歇尔试验：取泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ057)各进行双面击实，成型温度宜为常温25℃，试验将25℃(统一成型温度)下成型的马歇尔试件置于室温中冷却12小时后脱模，然后进行体积参数测试。

肯塔堡飞散试验：参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规范要求进行肯塔堡飞散试验，将成型的马歇尔试件在20±0.5℃水温下浸泡20小时，然后采用洛杉矶磨耗试验机旋转300次进行飞散测试。

冻融劈裂试验：按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规范要求进行冻融劈裂试验，评价抗水损害性能，每组三个平行试件，取平均值作为最终结果。

干湿劈裂强度比试验：标准马歇尔击实法成型2组试件，要求试件直径、高度分别为101.6±0.2mm、63.5±1.3mm。分别进行15℃劈裂试验(将试件置于15℃温度箱中6h以上)、浸水24h的劈裂试验(将试件完全浸泡于25℃恒温水浴中23h，再在15℃恒温水浴中完全浸泡1h，然后取出试件立即进行15℃劈裂试验)。

无侧限抗压强度试验：试件在规定温度下保湿养生6d，浸水24h后，按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ057)进行无侧限抗压强度试验。

疲劳试验：试件经静压成型后切割至长380±6mm、宽63±6mm、高50±6mm的小梁。试件制作完毕后在环境箱中放置6小时以上，使试件各部分达到恒定的温度，本次小梁疲劳试验是在20℃±1℃的温度下进行的。

高温稳定性试验：按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规范要求进行车辙试验，评价高温性能，每组三个平行试验，取平均值作为最终结果。

试验结果如表3所示。

表3各泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料性能测试结果

从上表可以看出，本发明制备的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料均能满足性能要求，使RAP材料得到了再生。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料，其特征在于：包括有再生旧料、水泥、泡沫沥青和水。

2.根据权利要求1所述的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料，其特征在于：还包括有粒径为9～18mm的集料。

3.根据权利要求1或2所述的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料，其特征在于：所述再生旧料为旧路二灰碎石基层铣刨料。

4.根据权利要求1或2所述的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料，其特征在于：所述水泥用量占混合料质量的2.0～3.5％；所述泡沫沥青用量占混合料质量的0.5～3.5％；所述水用量占混合料质量的8～14％。

5.泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料的制备方法，其特征在于：包括如下操作步骤，

步骤一：制备泡沫沥青，在发泡设备上制备泡沫沥青；

步骤二：取分散好的旧路二灰碎石基层铣刨料加入水泥，干拌；干拌均匀后加入水拌合；

步骤三：制备目标产物，将步骤一制备的泡沫沥青加入到步骤二的混合物中，在拌锅中充分搅拌，即得到目标产物。

6.根据权利要求5所述的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中泡沫沥青发泡用水量占沥青用量的1.5～4.5％。

7.根据权利要求5或6所述的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中泡沫沥青的发泡温度为150～160℃。

8.根据权利要求5或6所述的泡沫沥青冷再生二灰碎石混合料的制备方法，其特征在于：所述步骤三中在常温下搅拌90～120s。