CN107032648A - 一种染料、其应用及一种彩色路面施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种染料，包括以下重量份的成分：氧化铁红75～85份、聚合物胶结料15～25份。所述染料能使常规黑色沥青胶浆转化为红色，而且色彩持久。同时，本发明还提供一种简单、有效的彩色路面施工方法，利用本发明所述染料，同时选择红色石料作为混合料集料，实现与常规沥青路面相同承载力和耐久性的彩色沥青路面，克服了现有技术摊铺的彩色路面承载力不高、耐久性不好、颜色很快退化等缺点。

Description

一种染料、其应用及一种彩色路面施工方法
技术领域
本发明涉及一种染料、其应用及一种路面施工方法，尤其是一种染料、其应用及一种彩色路面施工方法。
背景技术
随着社会和经济的发展，人们对环境和景观的要求越来越高，彩色路面的应用日趋广泛。目前有重载交通的行车道铺设的彩色沥青路面主要有两种，其一是以合成树脂代替沥青作为胶结料，加入颜料改变颜色的彩色路面；其二是用环氧树脂等高分子作为粘结料，以人造彩色颗粒作为集料的彩色路面。这两种彩色路面都有容易开裂破坏的情况，颜色也较快变化甚至褪色，耐久性不好，第二种彩色路面还有成本很高，性价比差的缺点。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种染料，所述染料能使常规黑色沥青胶浆转化为红色，而且色彩持久。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种染料，包括以下重量份的成分：氧化铁红75～85份、聚合物胶结料15～25份。
优选地，所述聚合物胶结料为乙烯-醋酸乙烯共聚物。所述EVA聚合物胶结料的主要作用是包裹颜料，使其便于运输、储存和添加，防止粉尘污染环境；同时也是优良的沥青改性剂，明显提升沥青抗高温变形和防水损害性能，可以代替相应数量的改性沥青。
优选地，所述染料还包含分散助剂，所述分散助剂在所述染料中的质量百分含量小于1％。所述分散助剂能促使颜料溶入沥青，同时使沥青与石料具有强力亲和性，形成彩色沥青混合料，能有效提升染料着色力、色彩饱和度、色彩遮盖力、色彩光泽和色彩稳定性。
更优选地，所述分散助剂为同时具备亲油性和亲水性的界面活性剂。
本发明还提供一种上述染料在彩色路面设计中的应用。
同时，本发明还提供一种彩色路面施工方法，包括如下步骤：
(1)选择层厚结构、混合料结构类型、高性能改性沥青；
(2)选择红色石料作为集料；
(3)进行沥青混合料配比设计，将设计好的沥青混合料与权利要求1～4任一项所述染料进行拌和，得到彩色沥青混合料；
(4)将步骤(3)所得彩色沥青混合料进行摊铺、压实，得到所述彩色路面。
优选地，所述步骤(1)中选择层厚结构时，有一体化摊铺设备时选择超薄磨耗层结构，厚度1cm～2.5cm；无条件时选择常规磨耗层结构，层厚3cm～5cm。
根据工程的需求选择混合料结构类型，如玛蹄脂碎石SMA、大孔隙开级配排水路面OGFC、超薄排水路面S-OGFC、超薄透水式路面PSRS等。
优选地，所述步骤(1)中的高性能改性沥青，符合表1中的质量指标：
表1 高性能改性沥青技术质量指标要求
优选地，所述步骤(2)中的红色石料性能满足现行沥青路面规范规定的磨耗层石料质量标准，符合表2和表3中的质量指标：
表2 粗集料质量技术要求
试验项目 单位 测试方法 技术要求
磨光值PSV T 0321 不小于42
洛杉矶磨耗损失 ％ T 0317 不大于28
压碎值 ％ T 0316 不大于26
表观相对密度 g/cm3 T 0304 不小于2.6
吸水率 ％ T 0304 不大于2.0
细长扁平颗粒含量3：1 ％ T 0312 不大于15
与沥青的粘附性 级 T 0616 不小于5
坚固性 ％ T 0314 不大于12
小于0.075mm颗粒含量 ％ T 0310 不大于1
软石含量 ％ T 0320 不大于3
注：如果道路等级非高速公路或一级路，指标可按规范要求降低。
表3 细集料质量技术要求
试验项目 单位 测试方法 规范要求
砂当量 ％ T 0334 不小于60
细集料棱角性试验 s T 0344 不小于30
表观相对密度 g/cm3 T 0304 不小于2.5
优选地，所述步骤(3)中，按相应沥青混合料配合比施工方法进行配合比设计，确定初步的沥青含量。根据试验确定染料的数量(在混合料总质量的2～4％之间)，计算所需EVA聚合物胶结料质量，替代相应数量的改性沥青，确定最终沥青含量；计算其所需氧化铁红颜料的数量，代替矿粉填料，确定最终填料数量。同时，验证最终配合比的混合料性能，要满足相应常规沥青混合料的各项路用性能。
优选地，所述步骤(3)中，所述彩色沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比均大于100％。所述彩色沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比均大幅高于规范规定的常规改性沥青85％和80％，动稳定度为8000次/mm。
优选地，所述步骤(3)中，所述染料在所述彩色沥青混合料中的质量百分含量为2～4％。
优选地，所述步骤(3)中，混合料拌和时，在沥青加入的同时或之后加入染料。发明人经过大量尝试意外发现，若在沥青加入之前加入染料，会因为温度太高而影响染料的染色效果。
优选地，所述步骤(3)中，所述拌和的温度为180～190℃，所述拌和的时间为55～65秒(比常规改性沥青拌和时间多10秒左右)。
优选地，所述步骤(4)中的彩色沥青混合料摊铺(包括常规摊铺机摊铺和一体化摊铺机摊铺)和压实工艺与相应常规混合料结构相同。所述彩色路面可以适用于各种水泥和沥青路面(桥面)；既适用于新建工程的磨耗层，也适用于旧路面(桥面)的加铺工程。
此外，本发明还提供一种由上述施工方法得到的彩色路面。这种路面拥有良好的抗水损害和抗高温车辙性能，同时具有常规沥青路面相同的耐久性，并且在寿命周期内一直保持颜色不变。本发明的路面结构设计可以为普通层厚3cm～5cm的SMA、OGFC路面；也可以为1cm～2.5cm的超薄磨耗层结构，如S-OGFC、PSRS等。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明所述染料能使常规黑色沥青胶浆转化为红色，而且色彩持久；本发明还提供一种简单、有效的彩色路面施工方法，利用本发明所述染料，同时选择红色石料作为混合料集料，实现与常规沥青路面相同承载力和耐久性的彩色沥青路面，克服了现有技术摊铺的彩色路面承载力不高、耐久性不好、颜色很快退化等缺点。
附图说明
图1为本发明常规摊铺彩色路面结构示意图；
图2为本发明一体化摊铺彩色路面结构示意图。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述染料的一种实施例，本实施例所述染料包含以下重量份的成分：
氧化铁红80份、EVA聚合物胶结料(乙烯-醋酸乙烯共聚物)20份；还包含分散助剂，所述分散助剂为同时具备亲油性和亲水性的界面活性剂，所述分散助剂在所述染料中的质量百分含量小于1％。
一种彩色路面的施工方法，包括如下步骤：
(1)选定层厚4cm。
(2)选定混合料结构类型为SMA-13。
(3)选定满足表1要求的专用改性沥青。
(4)选定满足表2和表3要求的红色粗集料和细集料。
(5)按SMA沥青混合料配合比施工方法进行配合比设计，确定初步改性沥青含量6％，填料含量10％，其中矿粉8％，水泥2％。
(6)经试验确定染料添加量为总混合料质量的3.5％，其中染料质量的20％即混合料总量的0.7％为EVA，可以取代改性沥青，所以最终的沥青含量调整为5.3％；染料质量的80％即混合料总量的2.8％为颜料氧化铁红颗粒，可以替代填料，所以最终的矿粉含量调整为5.2％，水泥含量保持2％不变。
(7)验证彩色沥青混合料各项路用性能指标，其中浸水残留稳定度106％和冻融循环劈裂强度比103％，均大于100％；动稳定度8000次/mm,大于规范要求的3000次/mm；析漏损失0.06％，小于规范的要求的0.1％；肯特堡飞散损失7％，小于规范要求的15％；其它各项指标都符合规范要求。
(8)按照拌和温度180℃和拌和时间60秒进行拌和，生产的彩色沥青混合料拌和均匀、色彩鲜艳。
(9)按照常规SMA沥青路面摊铺和碾压工艺施工，形成彩色沥青路面。
实施例2
本发明所述染料的一种实施例，本实施例所述染料包含以下重量份的成分：
氧化铁红85份、EVA聚合物胶结料(乙烯-醋酸乙烯共聚物)15份；还包含分散助剂，所述分散助剂为同时具备亲油性和亲水性的界面活性剂，所述分散助剂在所述染料中的质量百分含量小于1％。
一种彩色路面的施工方法，包括如下步骤：
(1)选定层厚2cm。
(2)选定混合料结构类型为超薄排水路面S-OGFC。
(3)选定满足表1要求的专用改性沥青。
(4)选定满足表2和表3要求的红色粗集料和细集料。
(5)按S-OGFC沥青混合料配合比施工方法进行配合比设计，确定初步改性沥青含量5％，填料含量4.6％，其中矿粉2.6％，水泥2％。
(6)经试验确定染料添加量2％，其中染料总质量的20％即混合料总量的0.4％为EVA，可以取代改性沥青，所以最终的沥青含量调整为4.6％；染料总质量的80％即混合料总量的1.6％为颜料氧化铁红颗粒，可以替代填料，所以最终的矿粉含量调整为1％，水泥含量保持2％不变。
(7)验证彩色沥青混合料各项路用性能指标，其中浸水残留稳定度113％和冻融循环劈裂强度比109％，均大于100％；动稳定度6000次/mm,大于规范要求的3000次/mm；析漏损失0.1％，小于规范的要求的0.3％；肯特堡飞散损失9％，小于规范要求的20％；其它各项指标都符合规范要求。
(8)按照拌和温度185℃和拌和时间65秒进行拌和，生产的彩色沥青混合料拌和均匀、色彩鲜艳。
(9)按照一体化S-OGFC沥青路面摊铺和碾压工艺施工，形成彩色路面。
实施例3
本发明所述染料的一种实施例，本实施例所述染料包含以下重量份的成分：
氧化铁红75份、EVA聚合物胶结料(乙烯-醋酸乙烯共聚物)25份；还包含分散助剂，所述分散助剂为同时具备亲油性和亲水性的界面活性剂，所述分散助剂在所述染料中的质量百分含量小于1％。
一种彩色路面的施工方法，包括如下步骤：
(1)选定层厚3cm。
(2)选定混合料结构类型为SMA-10。
(3)选定满足表1要求的专用改性沥青。
(4)选定满足表2和表3要求的红色粗集料和细集料。
(5)按SMA沥青混合料配合比施工方法进行配合比设计，确定初步改性沥青含量6％，填料含量10％，其中矿粉8％，水泥2％。
(6)经试验确定染料添加量为总混合料质量的4％，其中染料质量的25％即混合料总量的1％为EVA，可以取代改性沥青，所以最终的沥青含量调整为5％；染料质量的75％即混合料总量的3％为颜料氧化铁红颗粒，可以替代填料，所以最终的矿粉含量调整为5％，水泥含量保持2％不变。
(7)验证彩色沥青混合料各项路用性能指标，其中浸水残留稳定度107％和冻融循环劈裂强度比101％，均大于100％；动稳定度8380次/mm,大于规范要求的3000次/mm；析漏损失0.05％，小于规范的要求的0.1％；肯特堡飞散损失5％，小于规范要求的15％；其它各项指标都符合规范要求。
(8)按照拌和温度190℃和拌和时间55秒进行拌和，生产的彩色沥青混合料拌和均匀、色彩鲜艳。
(9)按照常规SMA沥青路面摊铺和碾压工艺施工，形成彩色沥青路面。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种染料，其特征在于，包括以下重量份的成分：氧化铁红75～85份、聚合物胶结料15～25份。
2.如权利要求1所述的染料，其特征在于，所述聚合物胶结料为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
3.如权利要求1或2所述的染料，其特征在于，还包含分散助剂，所述分散助剂在所述染料中的质量百分含量小于1％。
4.如权利要求3所述的染料，其特征在于，所述分散助剂为同时具备亲油性和亲水性的界面活性剂。
5.一种如权利要求1～4任一项所述染料在彩色路面设计中的应用。
6.一种彩色路面施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选择层厚结构、混合料结构类型、高性能改性沥青；
(2)选择红色石料作为集料；
(3)进行沥青混合料配比设计，将设计好的沥青混合料与权利要求1～4任一项所述染料进行拌和，得到彩色沥青混合料；
(4)将步骤(3)所得彩色沥青混合料进行摊铺、压实，得到所述彩色路面。
7.如权利要求6所述的彩色路面施工方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述彩色沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比均大于100％。
8.如权利要求6所述的彩色路面施工方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述染料在所述彩色沥青混合料中的质量百分含量为2～4％。
9.如权利要求6所述的彩色路面施工方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述拌和的温度为180～190℃，所述拌和的时间为55～65秒。
10.一种由权利要求6～9任一项所述施工方法得到的彩色路面。
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