CN105601175B - 一种高模量沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

一种高模量沥青混合料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及沥青路面铺装材料，尤其涉及一种高模量沥青混合料及其制备方法，该种高模量沥青混合料，原料按质量份计，新集料39～65％,矿粉1～5％，RAP料28～52％，硬质粒料0.4～1.2％，温拌沥青3～5％。该种高模量沥青混合料具有高模量、高压实度、耐久性等性能。

Description

一种高模量沥青混合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及沥青路面铺装材料，尤其涉及一种高模量沥青混合料及其制备方法。
背景技术
随国家经济的不断发展，我国道路建设发展十分迅速，人们对道路建设的要求也不断提高。道路的建设和维护已成为政府及百姓密切关注的问题之一。交通是制约国民经济发展的重要环节。我国绝大部分公路仍是等级低，质量差的中低级路面，因此每年投入到道路建设的资金可谓十分庞大。
高模量沥青混凝土旨在提高解决沥青路面使用过程中出现的车辙、拥抱、波浪及其它抗高温稳定性能不足的问题；且其抗疲劳能力及耐久性亦显著高于普通沥青混凝土。
高模量沥青混凝土是由低标号硬质沥青或在粘稠石油沥青中添加高模量沥青混凝土外加剂以及一定级配的集料组成，具有低空隙率、高沥青用量及高模量等特点。
传统的工艺方法中，硬质沥青的生产制备是硬质沥青混合料生产制备的必要前提条件，而硬质沥青往往需要在炼厂采取特殊工艺或工厂调制的方法获得，然后运输至沥青混合料拌和站进行混合料的生产。采取特殊工艺或工厂调制，往往需要额外的人员及设备投入，同时与普通沥青相比，相同温度条件下硬质沥青有着较高的黏度，只有在高于普通沥青加热温度的条件下才能满足其运输、存储及应用的要求，如此便造成混合料成本的升高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明旨在提供一种高模量沥青混合料，具有低成本，高压实度，耐久性等性能，本发明是采用如下方案实现的：
一种高模量沥青混合料，原料按质量份计，新集料39～65％,矿粉1～5％，RAP料28～52％，硬质粒料0.4～1.2％，温拌沥青3～5％。
其中，所述新集料的粒径0～25mm范围内，包括0～5mm、5～10mm、10～15mm、15～20mm等多种粒级的粒料。
所述回收沥青路面材料，即RAP料，从中所抽提回收沥青的25℃针入度(0.1mm)在10～30范围之内。
所述硬质粒料是一种高沥青质含量的纯沥青制品，25℃针入度0-5(0.1mm)，软化点≥100℃，灰分≤1％。
本发明还公开了所述的一种高模量沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，预热双滚筒热再生沥青混合料拌和楼，将新集料投入第一个滚筒内加热，将回收沥青路面材料投入第二个滚筒内加热；
步骤二，对步骤一中加热后的新集料进行二次筛分，得到筛分后的新集料；
步骤三，对筛分后的新集料、加热后的回收沥青路面材料分别称重，并且按比例投入搅拌缸中，并向搅拌缸中投入硬质粒料，拌和；
步骤四，向含有新集料、回收沥青路面材料、硬质粒料的搅拌缸中加入预热过的温拌沥青，拌和；
步骤五，向步骤四的搅拌缸中加入矿粉，继续拌和，制成高模量沥青混合料。
其中，步骤一中新集料在第一个滚筒内加热至180～190℃，回收沥青路面材料在第二个滚筒内加热至110～120℃。
其中，在步骤三中，新集料、回收沥青路面材料、硬质粒料在搅拌缸中拌和时间为10～20s。
其中，步骤四中的温拌沥青预热后的温度为140℃～155℃。
其中，在步骤四中，新集料、回收沥青路面材料、硬质粒料、温拌沥青在搅拌缸中拌和时间为20～30s。
其中，在步骤五中，新集料、回收沥青路面材料、硬质粒料、温拌沥青和矿粉在搅拌缸中拌和时间为15～25s。
其中，沥青在搅拌缸中拌和时间至少为40s。
其中，搅拌缸中自加料至拌和完成时间至少为60s。
其中，搅拌缸中的拌和温度为165～175℃，制备出的高模量沥青混合料为155～165℃。
本发明开发的高模量沥青混合料，具有以下优点：
(1)采用RAP料，可以使用废旧料达到节能环保的作用；
(2)采用了新的高模量沥青混合料制备方法，将硬质沥青用一定量的道路石油沥青、硬质粒料母粒代替，解决硬质沥青对矿质集料的湿润、裹附以及集料对硬质沥青的吸附作用均不如普通沥青的问题；
(3)采用温拌剂降低高模量沥青混合料的拌和及压实温度，同时又可延长压实时间从而提高压实度，解决回收料、硬质粒料同时使用时的沥青混合料压实问题，降温施工环保的同时又较好地达到低空隙率的目的；
(4)所制备的混合料具有高模量沥青混合料改善承载力、延长使用寿命、降低沥青面层厚度、节约路面材料从而达到施工环保的特性，多重方面体现了“耐久性高模量沥青混合料”的意义。
附图说明
图1、本发明高模量沥青混合料生产制备工艺流程
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1、制备一种高模量沥青混合料，采用的原材料为：沥青为重交70号，RAP料为高速路中上面层铣刨料，集料为优质石灰岩，硬质粒料为中石化生产硬质粒料，矿粉为石灰岩磨细矿粉。
上述原材料要制成如表1所示的高模量沥青混合料：
表1高模量沥青混合料材料组成比例
制备表1所示的高模量沥青混合料，按如下步骤：
步骤一，对双滚筒热再生沥青混合料拌和楼进行预热，确保在生产中温度控制的准确性，然后将的新集料投入第一个滚筒内，将新集料加热至180℃，将RAP料投入第二个滚筒内加热至110℃；
步骤二，对第一个滚筒内加热后的新集料进行二次筛分，得到筛分的新集料料粒组成的配比为0～5mm：5～10mm：10～20mm如表格1所示的比例；
步骤三，将步骤二筛分后的新集料，称重3300kg，投入搅拌缸中，将第二个滚筒内加热后的RAP料，称1525kg，并投入搅拌缸中，再向搅拌缸中投入硬质粒料50kg，拌合15s，拌和后的温度大约在165℃，在此拌和过程中，温度较高的新集料与温度较低的RAP料及硬质粒料接触，一方面接触传热，另一方面在机械搅拌的剪切作用下RAP被分散，硬质粒料被融化分散；
步骤四，预热温拌沥青至145℃，此时温拌沥青具有充分的流动性，将该温度的温拌沥青225kg加入到165℃的搅拌缸中，拌合20s，该拌和过程中新加入的温拌沥青与RAP料中的旧沥青以及硬质粒料相融合，作为高模量沥青混合料体系中的硬质沥青胶结料而存在；
步骤五，在搅拌缸中加入100kg矿粉，继续拌和25s，搅拌缸内拌合温度为155℃，将矿粉与步骤四得到的硬质沥青胶结料充分混合，以完成高模量沥青混合料的拌和。
上述高模量沥青混合料生产制备工艺完成后，所制得的高模量沥青混合料的技术性能如表2所示，
表2高模量沥青混合料技术性能
技术指标 实测值 规范值
油石比，％ 6.3 ≥5.7
TSR，％ 87 ≥75
轮辙车辙试验(60℃，30,000周期)，％ 4.9 ≤7.5
模量(15℃，10Hz)，MPa 14789 ≥14,000
疲劳性能(10-6)(15℃，25Hz)，ε6 163 ≥130
空隙率(旋转压实45次)，％ 5.1 ≤6
由表2中可以看出，制得的高模量沥青混合料所有性能都达到了规范值的标准，且该混合料在较低的温度下拌和、运输及压实，降低了施工过程中沥青材料的老化程度，将有助于提高该混合料的耐久性。
实施例2、制备一种高模量沥青混合料，采用的原材料与实施例相同，所采用原材料配比如表3所示：
表3高模量沥青混合料材料组成比例
制备表3所示的高模量沥青混合料，工艺步骤与实施例1工艺步骤制备高模量沥青混合料基本相同，并且对工艺步骤中的温度和时间做了相应调整：
步骤一，对双滚筒热再生沥青混合料拌和楼进行预热，将新集料投入第一个滚筒内加热至190℃，RAP料投入第二个滚筒内加热至120℃；
步骤二，对第一个滚筒内的新集料二次筛分，得到筛分的新集料料粒组成的配比如表3所示的比例；
步骤三，将步骤二筛分后的新集料，称重2300kg，投入搅拌缸中，将第二个滚筒内的RAP料，称重2450kg，投入搅拌缸中，并向搅拌缸中投入硬质粒料40kg，并拌合20s，拌和温度在175℃；
步骤四，预热温拌沥青至155℃，将称重该温度的温拌沥青160kg加入到175℃的搅拌缸中，拌合30s，；
步骤五，在搅拌缸中加入矿粉50kg，继续拌和20s，搅拌缸内拌和温度为165℃，将矿粉与步骤四得到的硬质沥青胶结料充分混和，以完成高模量沥青混合料的拌和。
本实施例高模量沥青混合料生产制备工艺完成后，所制得的高模量沥青混合料的技术性能如表4所示，
表4高模量沥青混合料技术性能
技术指标 实测值 规范值
油石比，％ 6.5 ≥5.7
TSR，％ 82 ≥75
轮辙车辙试验(60℃，30,000周期)，％ 4.2 ≤7.5
模量(15℃，10Hz)，MPa 15384 ≥14,000
疲劳性能(10-6)(15℃，25Hz)，ε6 158 ≥130
空隙率(旋转压实45次)，％ 5.3 ≤6
由表4中可以看出，制得的高模量沥青混合料所有性能都达到了规范值的标准，且该混合料在较低的温度下拌和、运输及压实，降低了施工过程中沥青材料的老化程度，将有助于提高该混合料的耐久性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种高模量沥青混合料，其特征在于：原料按质量份计，新集料39～65％,矿粉1～5％，回收沥青路面材料28～52％，硬质粒料0.4～1.2％，温拌沥青3～5％；
所述新集料由粒径包括0～5mm、5～10mm、10～15mm、15～20mm粒级的粒料；
所述回收沥青路面材料中抽提回收沥青的25℃针入度(0.1mm)在10～30范围之内。
2.根据权利要求1所述的一种高模量沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，预热双滚筒热再生沥青混合料拌和楼，将新集料投入第一个滚筒内加热，将回收沥青路面材料投入第二个滚筒内加热；
步骤二，对步骤一中加热后的新集料进行二次筛分，得到筛分后的新集料；
步骤三，将筛分后的新集料、加热后的回收沥青路面材料分别称重，然后投入搅拌缸中，并向搅拌缸中投入硬质粒料，拌和，拌和时间为10～20s；
步骤四，向搅拌缸中加入预热过的温拌沥青，拌和，拌和时间为20～30s；
步骤五，向步骤四的搅拌缸中加入矿粉，继续拌和，拌和时间为15～25s，制成高模量沥青混合料。
3.根据权利要求2所述的一种高模量沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤一中新集料在第一个滚筒内加热至180～190℃，回收沥青路面材料在第二个滚筒内加热至110～120℃。
4.根据权利要求2所述的一种高模量沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤四中的温拌沥青预热后的温度为140℃～155℃。
5.根据权利要求3所述的一种高模量沥青混合料的制备方法，其特征在于：搅拌缸中的拌和温度为165～175℃，制备出的高模量沥青混合料为155～165℃。
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