CN105565709A - 一种高强度沥青混合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度沥青混合料及其制备方法，该沥青的成分为：弹性树脂、废橡胶、松香、二丙酮醇、石棉绒、减水剂、石蜡、环氧树脂、硬脂酰胺、固化剂、棕榈酸、乳化剂、纤维稳定剂、二氧化硅，制备工艺主要方法为将石灰岩和碱性花岗岩粉碎，加热，再与预先混合加热好的沥青结合料混合，充分反应。该沥青混合料具有韧性好，强度高，防水耐蚀，低毒环保的特性，可有效提高沥青路面的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及沥青领域，具体为一种高强度沥青混合料及其制备方法。
背景技术
沥青由于具有优良的黏着性和热塑性，广泛应用于公路路面结构中。目前公路路面采用的沥青多为沥青与混凝土的混合物在高温或常温下拌和，摊铺，凝固。目前普遍使用的沥青强度不高，路面经多年使用，容易留下车辙，凹陷，裂缝甚至发生断裂，产生交通隐患，大大降低了路面的使用寿命，与此同时，沥青路面在存在水分的条件下，经受交通荷载和温度涨缩的反复作用，水分侵入，沥青膜渐渐地从集料表面剥离，损坏，且常规沥青原料多含有有毒物质，有毒物质挥发后会对环境造成污染，损害人体健康。
石灰岩具有良好的加工性、胶结性、不溶于水，具有良好的胶结性，因此常作为铺筑道路的沥青砼的集料，但由于石灰岩硬度不高，承载力不强，在对道路路面承载力要求高的情况下，难以满足现有的需要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种高强度沥青混合料及其制备方法，该沥青具有韧性好，强度高，防水耐蚀，低毒环保的特性，可有效提高沥青路面的使用寿命。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种高强度沥青混合料，包括骨料和沥青结合料，所述沥青结合料由以下质量百分比的材料组成：
弹性树脂16.00-24.00%
废橡胶28.00-36.00%
松香12.00-20.00%
二丙酮醇6.40-9.60%
石棉绒3.20-6.40%
减水剂0.16-0.64
硬脂酰胺0.30-0.90%
石蜡1.60-4.00%
环氧树脂13.00-17.00%
固化剂0.45-1.00%
棕榈酸0.35-0.90%
乳化剂0.20-0.80%
纤维稳定剂0.60-1.40%
二氧化硅0.15-0.60%。
优选的，所述沥青结合料由以下质量百分比的材料组成：
弹性树脂20.00%
废橡胶32.00%
松香15.00%
二丙酮醇7.05%
石棉绒4.50%
减水剂0.52%
硬脂酰胺0.45%
石蜡3.20%
环氧树脂14.50%
固化剂0.63%
棕榈酸0.48%
乳化剂0.42%
纤维稳定剂0.85%
二氧化硅0.40%。
所述骨料分为粗骨料和细骨料，所述粗骨料由石灰岩和碱性花岗岩组成，且石灰岩与花岗岩质量比为2：1。
所述细骨料为石灰岩砂粒。
所述碱性花岗岩为碱性长石。
所述粗骨料与细骨料尺寸分别为20-35mm、1-4.5mm,所述粗骨料与细骨料质量比为5：2。
所述骨料与沥青结合料质量比为9：1。
所述纤维稳定剂为木质纤维素，该木质纤维素经细度400-450目数的二氧化硅裹附。
一种高强度沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
（1）骨料的处理：分别将石灰岩和碱性花岗岩经破碎机处理，选取粒径为20-35mm的粗骨料，再取部分破碎后的石灰岩经制砂机粉碎，选取粒径为1-4.5mm的细骨料备用；
（2）备料：称取质量百分数为16.00-24.00%的弹性树脂、石棉绒3.20-6.40%、废橡胶28.00-36.00%、松香12.00-20.00%、减水剂0.16-0.64%、石蜡1.60-4.00%、二丙酮醇6.40-9.60%、硬脂酰胺0.30-0.90%充分混合后加热升温至100-120摄氏度；
（3）将步骤（2）所得混合料内加入0.20-0.80%的乳化剂和0.35-0.90%的棕榈酸，混合反应10-30min；
（4）称取0.60-1.40%的纤维稳定剂，与0.15-0.60%细度为400-450目的二氧化硅混匀，将步骤（3）所得物料加热升温至195摄氏度，加入混有二氧化硅的纤维稳定剂，充分混匀；
（5）将步骤（4）所得混合物温度降低至80摄氏度，加入13.00-17.00%的环氧树脂充分反应后，加入0.45-1.00%的固化剂，充分混合反应，得沥青结合料；
（6）混料：将粒径为20-35mm的石灰岩与碱性花岗岩按照质量比2：1配制粗骨料，再将粗骨料与细骨料按质量比5：2称取骨料进行混合后加热，待温度加热至150-175摄氏度后，与步骤（5）制备的沥青结合料按照质量比9：1混合，在反应釜中充分反应即得沥青混合料成品。
其中，所述固化剂由多乙烯多胺和PEPA组成，所述环氧树脂主要为酚醛树脂，所述酚醛树脂由苯酚和甲醛经催化缩聚、中和、水洗制成。
本发明的有益效果：
（1）石灰岩主要成分为碳酸钙，具有更强的抗压、耐磨、耐腐蚀性，碱性花岗岩与石灰岩同属碱性矿石，能够与沥青结合料紧密结合，防止沥青路面在长期使用中脱落，提高路面防水性，同时，碱性花岗岩的硬度显著高于石灰岩，更进一步提高道路的强度和抗压性，减小机械损坏，使沥青路面能适用于承载强度更高的道路运输系统；
（2）由于在沥青中同时存在粗骨料和细骨料，这种骨架-密实结构使沥青路面更加耐高温耐冲击，骨料与沥青结合料质量比为9：1，大大提升了沥青路面的强度，且矿石骨料成本低污染小，因而更加环保节约；
（3）弹性树脂具有良好的耐刮伤性、耐磨性和柔韧性，减少沥青路面在使用过程中造成的机械损伤，出现裂缝等情况，提高路面质量，延长使用寿命；
（4）加入棕榈酸和硬脂酰胺，使沥青具有更好的耐酸碱性和防水性，同时提高其软化点，针入度低，易拌和，便于沥青道路的铺筑；
（5）由于二丙酮醇具有防腐蚀抗冻的特性，在沥青结合料中添加二丙酮醇，有助于提升沥青路面的耐低温性；
（6）由于沥青结合料中添加有纤维稳定剂，具有加筋、分散、粘附作用，增强路面的抗低温开裂能力；
（7）由于采用的原料均为低毒低挥发性的物质，在生产浇铸和使用过程中产生的有毒物质大大减少，绿色环保。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例进一步阐述本发明。
实施例1
（1）骨料的处理：分别将石灰岩和碱性花岗岩经破碎机处理，选取粒径为20-35mm的粗骨料，再取部分破碎后的石灰岩经制砂机粉碎，选取粒径为1-4.5mm的细骨料备用；
（2）备料：称取质量百分数为18.35%的弹性树脂、石棉绒3.20%、废橡胶36.00%、松香14.00%、减水剂0.20%、石蜡1.85%、二丙酮醇7.10%、硬脂酰胺0.30%充分混合后加热升温至100-120摄氏度；
（3）将步骤（2）所得混合料内加入0.30%的乳化剂和0.40%的棕榈酸，混合反应10-30min；
（4）称取0.60%的纤维稳定剂，与0.25%细度为400-450目的二氧化硅混匀，将步骤（3）所得物料加热升温至195摄氏度，加入混有二氧化硅的纤维稳定剂，充分混匀；
（5）将步骤（4）所得混合物温度降低至80摄氏度，加入17.00%的环氧树脂充分反应后，加入0.45%的固化剂，充分混合反应，得沥青结合料；
（6）混料：将粒径为20-35mm的石灰岩与碱性花岗岩按照质量比2：1配制粗骨料，再将粗骨料与细骨料按质量比5：2称取骨料进行混合后加热，待温度加热至150-175摄氏度后，与步骤（5）制备的沥青结合料按照质量比9：1混合，在反应釜中充分反应即得沥青混合料成品。
实施例2
（1）骨料的处理：分别将石灰岩和碱性花岗岩经破碎机处理，选取粒径为20-35mm的粗骨料，再取部分破碎后的石灰岩经制砂机粉碎，选取粒径为1-4.5mm的细骨料备用；
（2）备料：称取质量百分数为20.00%的弹性树脂、石棉绒4.50%、废橡胶32.00%、松香15.00%、减水剂0.52%、石蜡3.20%、二丙酮醇7.05%、硬脂酰胺0.45%充分混合后加热升温至100-120摄氏度；
（3）将步骤（2）所得混合料内加入0.42%的乳化剂和0.48%的棕榈酸，混合反应10-30min；
（4）称取0.85%的纤维稳定剂，与0.40%细度为400-450目的二氧化硅混匀，将步骤（3）所得物料加热升温至195摄氏度，加入混有二氧化硅的纤维稳定剂，充分混匀；
（5）将步骤（4）所得混合物温度降低至80摄氏度，加入14.50%的环氧树脂，使用的环氧树脂主要为酚醛树脂，酚醛树脂由苯酚和甲醛经催化缩聚、中和、水洗制成，混合充分反应后，加入0.63%的固化剂，固化剂由多乙烯多胺和PEPA组成，充分混合反应，得沥青结合料；
（6）混料：将粒径为20-35mm的石灰岩与碱性花岗岩按照质量比2：1配制粗骨料，再将粗骨料与细骨料按质量比5：2称取骨料进行混合后加热，待温度加热至150-175摄氏度后，与步骤（5）制备的沥青结合料按照质量比9：1混合，在反应釜中充分反应即得沥青混合料成品。
实施例3
（1）骨料的处理：分别将石灰岩和碱性花岗岩经破碎机处理，选取粒径为20-35mm的粗骨料，再取部分破碎后的石灰岩经制砂机粉碎，选取粒径为1-4.5mm的细骨料备用；
（2）备料：称取质量百分数为21.40%的弹性树脂、石棉绒5.00%、废橡胶28.00%、松香17.00%、减水剂0.50%、石蜡3.00%、二丙酮醇7.20%、硬脂酰胺0.80%充分混合后加热升温至100-120摄氏度；
（3）将步骤（2）所得混合料内加入0.70%的乳化剂和0.80%的棕榈酸，混合反应10-30min；
（4）称取1.20%的纤维稳定剂，与0.50%细度为400-450目的二氧化硅混匀，将步骤（3）所得物料加热升温至195摄氏度，加入混有二氧化硅的纤维稳定剂，充分混匀；
（5）将步骤（4）所得混合物温度降低至80摄氏度，加入13.00%的环氧树脂，该环氧树脂主要为酚醛树脂，充分反应后，加入0.90%的固化剂，充分混合反应，得沥青结合料；
（6）混料：将粒径为20-35mm的石灰岩与碱性花岗岩按照质量比2：1配制粗骨料，再将粗骨料与细骨料按质量比5：2称取骨料进行混合后加热，待温度加热至150-175摄氏度后，与步骤（5）制备的沥青结合料按照质量比9：1混合，在反应釜中充分反应即得沥青混合料成品。
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，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种高强度沥青混合料，包括骨料和沥青结合料，其特征在于，所述沥青结合料由以下质量百分比的材料组成：
弹性树脂16.00-24.00%
废橡胶28.00-36.00%
松香12.00-20.00%
二丙酮醇6.40-9.60%
石棉绒3.20-6.40%
减水剂0.16-0.64%
硬脂酰胺0.30-0.90%
石蜡1.60-4.00%
环氧树脂13.00-17.00%
固化剂0.45-1.00%
棕榈酸0.35-0.90%
乳化剂0.20-0.80%
纤维稳定剂0.60-1.40%
二氧化硅0.15-0.60%；
所述骨料分为粗骨料和细骨料，所述粗骨料由石灰岩和碱性花岗岩组成，且石灰岩与花岗岩质量比为2：1，所述细骨料为石灰岩砂粒；
所述粗骨料与细骨料尺寸分别为20-35mm、1-4.5mm,所述粗骨料与细骨料质量比为5：2；
所述骨料与沥青结合料质量比为9：1。
2.根据权利要求1所述一种高强度沥青混合料，其特征在于，所述沥青结合料由以下质量百分比的材料组成：
弹性树脂20.00%
废橡胶32.00%
松香15.00%
二丙酮醇7.05%
石棉绒4.50%
减水剂0.52%
硬脂酰胺0.45%
石蜡3.20%
环氧树脂14.50%
固化剂0.63%
棕榈酸0.48%
乳化剂0.42%
纤维稳定剂0.85%
二氧化硅0.40%。
3.根据权利要求1所述一种高强度沥青混合料，其特征在于：所述碱性花岗岩为碱性长石。
4.根据权利要求1所述一种高强度沥青混合料，其特征在于：所述纤维稳定剂为木质纤维素，所述木质纤维素经细度400-450目数的二氧化硅裹附。
5.一种高强度沥青混合料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）骨料的处理：分别将石灰岩和碱性花岗岩经破碎机处理，选取粒径为20-35mm的粗骨料，再取部分破碎后的石灰岩经制砂机粉碎，选取粒径为1-4.5mm的细骨料备用；
（2）备料：称取质量百分数为16.00-24.00%的弹性树脂、石棉绒3.20-6.40%、废橡胶28.00-36.00%、松香12.00-20.00%、减水剂0.16-0.64%、石蜡1.60-4.00%、二丙酮醇6.40-9.60%、硬脂酰胺0.30-0.90%充分混合后加热升温至100-120摄氏度；
（3）将步骤（2）所得混合料内加入0.20-0.80%的乳化剂和0.35-0.90%的棕榈酸，混合反应10-30min；
（4）称取0.60-1.40%的纤维稳定剂，与0.15-0.60%细度为400-450目的二氧化硅混匀，将步骤（3）所得物料加热升温至195摄氏度，加入混有二氧化硅的纤维稳定剂，充分混匀；
（5）将步骤（4）所得混合物温度降低至80摄氏度，加入13.00-17.00%的环氧树脂充分反应后，加入0.45-1.00%的固化剂，充分混合反应，得沥青结合料；
（6）混料：将粒径为20-35mm的石灰岩与碱性花岗岩按照质量比2：1配制粗骨料，再将粗骨料与细骨料按质量比5：2称取骨料进行混合后加热，待温度加热至150-175摄氏度后，与步骤（5）制备的沥青结合料按照质量比9：1混合，在反应釜中充分反应即得沥青混合料成品。
6.根据权利要求5所述一种高强度沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述固化剂由多乙烯多胺和PEPA组成。
7.根据权利要求5所述一种高强度沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂主要为酚醛树脂，所述酚醛树脂由苯酚和甲醛经催化缩聚、中和、水洗制成。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160511 |