CN106045385A - 一种橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料制备方法 - Google Patents

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郭宏坤
田荣
吴兆兵
左小红
刘战刚
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    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction

Abstract

本发明公开一种橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法，包括以下步骤：选取子午轮胎或斜交轮胎剔除废旧轮胎口圈部分，常温粉碎成30目橡胶粉；将所用的集料按照全筛孔从0.075‑16mm逐级筛分；将沥青加热，同时加入橡胶粉，然后输送至存储罐进行搅拌发育；将级配集料、木质纤维素、高模量剂搅拌均匀，加入上述橡胶沥青，拌合均匀，得到橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料。可以很好地提高沥青与碎石的粘结力，在封水性能方面表现良好；本发明加入木质纤维素后，纤维在沥青混合料中形成网状结构，可以形成加筋作用，同时橡胶受热膨胀稳定；橡胶沥青玛蹄脂与集料就有很强的粘结力，使其混合料抗水害能力很强。

Description

一种橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料制备方法
技术领域
本发明涉及一种沥青混合料的制备方法，具体是一种橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料制备方法。
背景技术
目前，我国公路建设方兴未艾，公路里程不断增加，路面等级不断提高，广泛使用的沥青路面，需要大量的沥青；随着经济的快速增长和交通量增大，汽车保有量逐年攀升，路面车辙、裂缝、坑槽等早期病害层出不穷，实际使用寿命远低于设计寿命，同时废弃的旧轮胎数量也不断上涨，环保压力大。迄今为止，橡胶沥青施工技术虽然在国内有些地方进行了研究和使用，但橡胶沥青应用在SMA混合料的结构中还未在国内大面积使用，也没有该类道路的相关标准或规范，可以说是一个空白的领域，技术要求高，施工难度大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料制备方法，进一步提高沥青路面的高温、低温性能，延长路面的使用寿命。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选取子午轮胎或斜交轮胎剔除废旧轮胎口圈部分，常温粉碎成30目橡胶粉；
(2)将所用的集料按照全筛孔从0.075-16mm逐级筛分，采用具有如下级配范围的级配集料：
(3)将沥青加热到140-150℃，升温至175-180℃，经过流量计输送至配料罐中，同时加入橡胶粉，加料时间为1min，温度达到180-190℃开始搅拌5min，然后输送至存储罐进行搅拌发育，其中，橡胶粉掺量为沥青的21％；
(4)将级配集料、木质纤维素、高模量剂搅拌均匀，在175-180℃条件下，加入步骤(3)橡胶沥青，拌合均匀，得到橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料，其中，木质纤维素的添加量是混合料总量的0.2％，高模量剂的添加量是混合料总量的0.25％，橡胶沥青的添加量是混合料总量的6.0-6.7％。
所述集料包括粗集料和细集料；所述粗集料与细集料的重量比为89-93:7-11；所述粗集料选用4.75-9.5mm、9.5-16mm的玄武岩，所述细集料选用0-2.36mm的石灰岩机制砂，所述石灰岩机制砂中掺有填料石灰岩矿粉。
所述石灰岩矿粉粒度范围：
筛孔尺寸(mm) 粒度范围
0.6 100
0.15 90-100
0.075 75-100
所述沥青为90#基质沥青。
所述步骤(3)搅拌发育时间为45-60min。
所述步骤(3)沥青的升温速度为10-20℃/h。
本发明的有益效果：本发明与现有技术橡胶沥青混合料相比，具有以下优点：
1、粘性是沥青高温稳定性的重要指标，橡胶沥青本身具有很高的粘度，在混合料中加入木质纤维素可以更好增加抗变形能力，使混合料油膜较厚而不宜析漏和泛油，可以很好地提高沥青与碎石的粘结力，在封水性能方面表现良好。
2、改善沥青的低温性能，沥青的低温性能是指低温条件下的脆性和抗裂性，橡胶沥青玛蹄脂混合料由于胶结材料含量高，加入木质纤维素后，纤维在沥青混合料中形成网状结构，可以形成加筋作用，对于降低路面开裂或修复旧路面反射裂缝，效果明显。
3、橡胶沥青添加木质素纤维可以缓慢放出部分油性，对橡胶受热膨胀这一特性进行稳定。
4、橡胶沥青采用SMA结构后，其中粗集料骨架占70％以上，混合料中粗集料之间的接触面远大于AC结构，这种结构可以较强的抵抗荷载变形能力及高温抗车辙能力；在骨架中填充满橡胶沥青玛蹄脂，空隙小，且橡胶沥青玛蹄脂与集料就有很强的粘结力，使其混合料抗水害能力很强。
具体实施方式
本发明实施例1-3所用原料均通过购买得到。
沥青均为SK-90#基质沥青。
木质纤维素购买自江苏海德新材料有限公司。
高模量剂购买自盐城欧路华纤维科技有限公司。
实施例1
一种橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取子午轮胎或斜交轮胎剔除废旧轮胎口圈部分，常温粉碎成30目橡胶粉；
(2)将所用的集料按照全筛孔从0.075-16mm逐级筛分，集料采用具有如下级配范围的级配集料：
筛孔尺寸(mm) 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
合成级配范围(％) 100 94 60 28 21 17 13 11 9 8
(3)将沥青加热到140℃，升温至175℃，升温速度为10℃/h，经过流量计输送至配料罐中，同时加入橡胶粉，加料时间为1min，温度达到180℃开始搅拌5min，然后输送至存储罐进行搅拌发育50min，其中，橡胶粉掺量为沥青的21％；
(4)将级配集料、木质纤维素、高模量剂搅拌均匀，在180℃条件下，加入上述橡胶沥青，拌合均匀，得到橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料。
集料包括粗集料和细集料；粗集料与细集料的重量比为93:7；粗集料选用4.75-9.5mm、9.5-16mm的玄武岩，细集料选用0-2.36mm的石灰岩机制砂，石灰岩机制砂中掺有填料石灰岩矿粉。
石灰岩矿粉粒度范围：
根据确定的级配，采用三组间隔0.3％的油石比进行马歇尔试验，木质纤维素的添加量是混合料总量的0.2％，高模量剂的添加量是混合料总量的0.25％，橡胶沥青分别掺量为6.0％、6.3％、6.6％，用以确定最佳油石比。成型马歇尔试件时，橡胶沥青加热温度175～180℃，矿料加热温度180～190℃，混合料拌合温度175～180℃，混合料击实温度170～175℃，双面各击实75次，结果如下：
以油石比为横坐标，分别以空隙率、毛体积相对密度、稳定度、饱和度为纵坐标绘制关系图。确定最佳油石比：最佳油石比为6.3％。
按最佳油石比制作试件，检测马歇尔指标、路用性能指标，试验结果汇总如下表：
橡胶沥青SMA-13上面层目标配合比混合料路用性能试验结果
经过对混合料路用性能试验，其中高温及低温性能比一般SBS改性沥青及橡胶沥青路面提高较多，满足设计及规范要求。
实施例2
一种橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取子午轮胎或斜交轮胎剔除废旧轮胎口圈部分，常温粉碎成30目橡胶粉；
(2)将所用的集料按照全筛孔从0.075-16mm逐级筛分，集料采用具有如下级配范围的级配集料：
筛孔尺寸(mm) 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
合成级配范围(％) 100 94 59 27 21 18 15 13 11 9
(3)将沥青加热到150℃，升温至180℃，升温速度为20℃/h，经过流量计输送至配料罐中，同时加入橡胶粉，加料时间为1min，温度达到180℃℃开始搅拌5min，然后输送至存储罐进行搅拌发育45min，其中，橡胶粉掺量为基质沥青的21％；
(4)将级配集料、木质纤维素、高模量剂搅拌均匀，在180℃条件下，加入步骤(3)橡胶沥青，拌合均匀，得到橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料。
集料包括粗集料和细集料；粗集料与细集料的重量比为91:9，粗集料选用4.75-9.5mm、9.5-16mm的玄武岩，细集料选用0-2.36mm的机制砂，由石灰岩经磨细得到的矿粉，石灰岩机制砂中掺有填料石灰岩矿粉。
石灰岩矿粉粒度范围：
根据确定的级配，采用三组间隔0.3％的油石比进行马歇尔试验，木质纤维素的添加量是混合料总量的0.2％，高模量剂的添加量是混合料总量的0.25％，橡胶沥青分别掺量为6.1％、6.4％、6.7％，用以确定最佳油石比。成型马歇尔试件时，橡胶沥青加热温度175～180℃，矿料加热温度180～190℃，混合料拌合温度175～180℃，混合料击实温度170～175℃，双面各击实75次，结果如下：
以油石比为横坐标，分别以空隙率、毛体积相对密度、稳定度、饱和度为纵坐标绘制关系图。确定最佳油石比：最佳油石比为6.5％。
按最佳油石比制作试件，检测马歇尔指标、路用性能指标，试验结果汇总如下表：
橡胶沥青SMA-13上面层目标配合比混合料路用性能试验结果
经过对混合料路用性能试验，其中高温及低温性能比一般SBS改性沥青及橡胶沥青路面提高较多，满足设计及规范要求。
实施例3
一种橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取子午轮胎或斜交轮胎剔除废旧轮胎口圈部分，常温粉碎成30目橡胶粉；
(2)将所用的集料按照全筛孔从0.075-16mm逐级筛分，集料采用具有如下级配范围的级配集料：
筛孔尺寸(mm) 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
合成级配范围(％) 100 96 61 28 22 20 16 14 12 10
(3)将沥青加热到145℃，升温至180℃，升温速度为15℃/h,经过流量计输送至配料罐中，同时加入橡胶粉，加料时间为1min，温度达到190℃开始搅拌5min，然后输送至存储罐进行搅拌发育60min，其中，橡胶粉掺量为基质沥青的21％；
(4)将级配集料、木质纤维素、高模量剂搅拌均匀，在175℃条件下，加入步骤(3)橡胶沥青，拌合均匀，得到橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料。
集料包括粗集料和细集料；粗集料与细集料的重量比为89:11，粗集料选用4.75-9.5mm、9.5-16mm的玄武岩，细集料选用0-2.36mm的石灰岩机制砂，石灰岩机制砂中掺有填料石灰岩矿粉。
石灰岩矿粉粒度范围：
筛孔尺寸(mm) 粒度范围
0.6 100
0.15 90-100
0.075 75-100
根据确定的级配，采用三组间隔0.3％的油石比进行马歇尔试验，木质纤维素的添加量是混合料总量的0.2％，高模量剂的添加量是混合料总量的0.25％，橡胶沥青分别掺量为6.1％、6.4％、6.7％，用以确定最佳油石比。成型马歇尔试件时，橡胶沥青加热温度175～180℃，矿料加热温度180～190℃，混合料拌合温度175～180℃，混合料击实温度170～175℃，双面各击实75次，结果如下：
以油石比为横坐标，分别以空隙率、毛体积相对密度、稳定度、饱和度为纵坐标绘制关系图。确定最佳油石比：最佳油石比为6.6％。
按最佳油石比制作试件，检测马歇尔指标、路用性能指标，试验结果汇总如下表：
橡胶沥青SMA-13上面层目标配合比混合料路用性能试验结果
经过对混合料路用性能试验，其中高温及低温性能比一般SBS改性沥青及橡胶沥青路面提高较多，满足设计及规范要求。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选取子午轮胎或斜交轮胎剔除废旧轮胎口圈部分，常温粉碎成30目橡胶粉；
(2)将所用的集料按照全筛孔从0.075-16mm逐级筛分，采用具有如下级配范围的级配集料：
(3)将沥青加热到140-150℃，升温至175-180℃，经过流量计输送至配料罐中，同时加入橡胶粉，加料时间为1min，温度达到180-190℃开始搅拌5min，然后输送至存储罐进行搅拌发育，其中，橡胶粉掺量为沥青的21％；
(4)将级配集料、木质纤维素、高模量剂搅拌均匀，在175-180℃条件下，加入步骤(3)橡胶沥青，拌合均匀，得到橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料，其中，木质纤维素的添加量是混合料总量的0.2％，高模量剂的添加量是混合料总量的0.25％，橡胶沥青的添加量是混合料总量的6.0-6.7％。
2.根据权利要求1所述的橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法，其特征在于，所述集料包括粗集料和细集料；所述粗集料与细集料的重量比为89-93:7-11；所述粗集料选用4.75-9.5mm、9.5-16mm的玄武岩，所述细集料选用0-2.36mm的石灰岩机制砂，所述石灰岩机制砂中掺有填料石灰岩矿粉。
3.根据权利要求2所述的橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法，其特征在于，所述石灰岩矿粉粒度范围：
筛孔尺寸(mm) 粒度范围 0.6 100 0.15 90-100 0.075 75-100
4.根据权利要求1所述的橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法，其特征在于，所述沥青为90#基质沥青。
5.根据权利要求1所述的橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)搅拌发育时间为45-60min。
6.根据权利要求1所述的橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)沥青的升温速度为10-20℃/h。
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