CN106630770B - 一种双纤维细粒式沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双纤维细粒式沥青混合料及其制备方法，该沥青混合料油石比为5.5%～6.0%，沥青为改性沥青，内掺沥青质量0.3%的非胺类抗剥落剂；集料公称最大粒径为13.2mm，4.75mm筛孔的通过率为25%～30%，0.075mm筛孔的通过率为9%～11%，粉胶比为1.5～2.0；空隙率为3%~5%，矿料间隙率不小于15%，沥青饱和度为65%~80%；纤维稳定剂为玄武岩纤维和木质素纤维，玄武岩纤维为白色絮状玄武岩纤维，木质素纤维为灰色颗粒状木质素纤维，纤维采用专用的纤维添加设备自动加入拌和锅中。本发明的双纤维细粒式沥青混合料适用于南方夏季高温多雨地区高速公路的新建和养护维修项目，能有效提高沥青路面的抗车辙能力和抗水损害的能力，延长路面的使用寿命。

Description

一种双纤维细粒式沥青混合料及其制备方法
技术领域
本发明属于道路工程技术领域，涉及一种双纤维细粒式沥青混合料及其制备方法。
背景技术
沥青路面因其良好的行车舒适性和优越的使用性能，得到了广泛应用，90%以上的高速公路、一级公路和城市道路均采用沥青路面。然而，随着社会经济高速发展，道路运输中不断增加的重载车辆严重影响了沥青路面的使用寿命，尤其是沥青路面的车辙变形普遍较大。因此，研发高性能的沥青混合料成为了高速公路建设与养护的重要发展方向。
目前，高速公路沥青路面常采用间断级配、骨架密实结构的沥青混合料，以减小沥青路面的车辙变形。这种沥青混合料粗集料多、沥青用量高，所以要掺加木质素纤维稳定剂。常用的木质素纤维是天然木材经过化学处理得到的有机纤维，外观为棉絮状，呈白色或灰白色，有良好的韧性、分散性和化学稳定性，吸水能力强，可以起到吸油和稳定的作用。沥青混合料中为减小车辙变形还可以添加玄武岩纤维，玄武岩纤维是一种绿色环保的纯天然矿物纤维，具有工作温度范围大、力学性能优异、化学稳定性好、抗老化性能好、稳定性好、热绝缘性能好等优势，可使沥青在低温条件下的变形减小、模量增大、劲度提高，有效改善沥青混合料的抗剪切性能。
将玄武岩纤维和木质素纤维复合后掺入沥青混合料中，能有效提高沥青路面的抗车辙能力和抗水损害的能力，延长路面的使用寿命，同时发挥玄武岩纤维力学性能优异和木质素纤维吸油性强等特点，也可提高旧沥青混合料的再生利用率。因此，开发一种双纤维细粒式沥青混合料具有十分重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是研发一种双纤维细粒式沥青混合料，此材料可以起到提高路面的抗车辙能力和抗水损害能力，提高旧沥青混合料的再生利用率，并具有优良的路用性能。
本发明的另一目的在于提供本发明材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种双纤维细粒式沥青混合料，其特征在于，油石比为5. 5%～6.0%，沥青为改性沥青，内掺沥青质量0.3%的非胺类抗剥落剂；集料公称最大粒径为13.2mm，4.75mm筛孔的通过率为25%～30%，0.075mm筛孔的通过率为9%～11%，粉胶比为1.5～2.0；空隙率为3%~5%，矿料间隙率不小于15%，沥青饱和度为65%~80%；纤维稳定剂为玄武岩纤维和木质素纤维，玄武岩纤维掺量为沥青混合料质量的0.2%，木质素纤维掺量为沥青混合料质量的0.2%。
所述玄武岩纤维为白色絮状玄武岩纤维，长度不大于6mm；所述木质素纤维为灰色颗粒状木质素纤维，经纤维投放装置处理后为灰色絮状木质素纤维，吸油率不小于纤维质量的5倍。
所述改性沥青在25℃,5s,100g的针入度值不小于40（单位为0.1mm），5℃的延度值不小于20cm，软化点不小于75℃。
所述的一种双纤维细粒式沥青混合料的路用性能指标为：车辙试验动稳定度不小于5000次/mm；浸水马歇尔试验残留稳定度不小于90%；冻融劈裂试验残留强度比不小于80%。
上述的一种双纤维细粒式沥青混合料的制备方法，包括：采用一次掺配法，运用高速剪切设备现场集中制备改性沥青；投入集料，集料铲运方向应与其流动方向垂直，保证铲运材料均匀，避免集料离析；投入集料后，纤维在冷态条件下立即一次性加入，其中白色絮状玄武岩纤维分散均匀后采用风送设备上料，灰色颗粒状木质素纤维打散后采用另一台风送设备上料，纤维加入后经15秒~20秒的干拌，再投放矿粉；然后喷入制备好的改性沥青，喷入改性沥青后湿拌35秒~40秒，保证纤维能充分均匀地分散在混合料中。
本发明的有益效果如下：
本发明涉及的沥青混合料，具有优良的高温性能和水稳定性，可有效提高沥青路面的抗车辙和抗水损害能力，同时可提高再生利用时旧沥青混合料的回收利用率，降低生产成本，提高经济效益。
本发明的双纤维细粒式沥青混合料是按照提高沥青混合料性能的原则进行合理选择与科学设计的。絮状玄武岩纤维和颗粒状木质素纤维均具有较强的吸油性，能吸附大量沥青，有效提高混合料的沥青用量，增强混合料的抗变形和抗车辙能力，玄武岩纤维还具有良好的力学性能，在混合料中起到加筋桥接的作用，使混合料具有更高的强度和稳定性。本发明涉及的沥青混合料通过试验验证具有优良的抗车辙性能和抗水损害能力，使用寿命可大大延长。由于玄武岩纤维具有优良的抗高温性能，再生利用时旧沥青混合料的性能得以保留，因此所述双纤维细粒式沥青混合料能有效提高旧料的回收利用率，可见本发明的双纤维沥青混合料具有明显的社会效益和经济效益，符合“资源节约型、环境友好型”道路建设理念的要求。
本发明的双纤维细粒式沥青混合料油石比可比单一木质素纤维沥青混合料油石比降低0.6%以上，且木质素纤维的价格远低于玄武岩纤维，以双向四车道、路基宽度为28m、上面层厚度为4cm的细粒式沥青混合料的高速公路为例，与单一的木质素纤维沥青混合料相比，每公里路面可节约沥青使用成本6万元左右，与单一的玄武岩纤维沥青混合料相比，每公里路面可节约纤维使用成本5万元左右，可见本发明的双纤维沥青混合料具有明显的经济效益。所述双纤维细粒式沥青混合料适用于南方夏季高温多雨地区高速公路的新建和养护维修项目，比普通单纤维沥青混合料具有明显的优势，尤其是高温性能，动稳定度是普通沥青混合料的2倍以上。因此，该材料的应用前景广阔，潜在的社会、经济效益显著。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
采用一次掺配法，运用高速剪切设备以4.4%质量份的SBS（热塑丁苯橡胶）和0.3质量份的AMR非胺类抗剥落剂现场集中制备改性沥青，对改性沥青进行性能试验检测，测得该沥青5℃延度为36cm，软化点为89℃，25℃的针入度值为53（单位为0.1mm），沥青在双纤维细粒式沥青混合料中的用量为5.3%，油石比为5. 6%；集料16.0、13.2、9.5、4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15、0.075（单位为mm）筛孔的通过率分别为100、90.5、64.4、27.1、21.3、15.9、13.3、12.0、11.8、10.6（单位为%），集料中水泥（P.O42.5普通硅酸盐水泥）和矿粉所占比例分别为3%和8.5%；投入集料，集料铲运方向应与其流动方向垂直，保证铲运材料均匀，避免集料离析；投入集料后，纤维在冷态条件下立即一次性加入，其中0.2%质量份的白色絮状玄武岩纤维分散均匀后采用风送设备上料，0.2%质量份的灰色颗粒状木质素纤维打散后采用另一台风送设备上料，纤维加入后经15秒~20秒的干拌，再投放矿粉；然后喷入制备好的改性沥青，喷入改性沥青后湿拌35秒~40秒，保证纤维能充分均匀地分散在混合料中；对制备的双纤维细粒式沥青混合料进行试验检测，测得该混合料的空隙率为4.5%，矿料间隙率为15.8%，沥青饱和度为73.5%，动稳定度为11693次/mm，残留稳定度为91.8%，残留强度比为85.4%，各项指标均符合前述的要求。

Claims (1)

1.一种双纤维细粒式沥青混合料，其特征在于，油石比为5. 5%～6.0%，沥青为改性沥青，内掺沥青质量0.3%的非胺类抗剥落剂；集料公称最大粒径为13.2mm，4.75mm筛孔的通过率为25%～30%，0.075mm筛孔的通过率为9%～11%，粉胶比为1.5～2.0；空隙率为3%~5%，矿料间隙率不小于15%，沥青饱和度为65%~80%；纤维稳定剂为玄武岩纤维和木质素纤维，玄武岩纤维掺量为沥青混合料质量的0.2%，木质素纤维掺量为沥青混合料质量的0.2%；
所述玄武岩纤维为白色絮状玄武岩纤维，长度不大于6mm；所述木质素纤维为灰色颗粒状木质素纤维，经纤维投放装置处理后为灰色絮状木质素纤维，吸油率不小于纤维质量的5倍；
所述的一种双纤维细粒式沥青混合料的路用性能指标为：车辙试验动稳定度不小于5000次/mm；浸水马歇尔试验残留稳定度不小于90%；冻融劈裂试验残留强度比不小于80%；
所述的一种双纤维细粒式沥青混合料的制备方法，包括：采用一次掺配法，运用高速剪切设备现场集中制备改性沥青；投入集料，集料铲运方向应与其流动方向垂直，保证铲运材料均匀，避免集料离析；投入集料后，纤维在冷态条件下立即一次性加入，其中白色絮状玄武岩纤维分散均匀后采用风送设备上料，灰色颗粒状木质素纤维打散后采用另一台风送设备上料，纤维加入后经15秒~20秒的干拌，再投放矿粉；然后喷入制备好的改性沥青，喷入改性沥青后湿拌35秒~40秒，保证纤维能充分均匀地分散在混合料中。
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