CN107140880A - 一种温拌sma沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

一种温拌sma沥青混合料及其制备方法 Download PDF

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高云龙
张亮
何子豪
张琼之
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Shenzhen Oceanpower New Material Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种温拌SMA沥青混合料，按重量份数计，该温拌SMA沥青混合料包括：SBS改性沥青1份、集料11‑36份、矿粉0.5‑1.5份、有机温拌剂0.02‑0.04份；其中，该有机温拌剂为EC‑120。同时，本发明公开了该温拌SMA沥青混合料的制备方法。本发明温拌SMA沥青混合料有效地降低了SMA沥青的拌和温度，解决了SMA沥青混合料不易压实的问题，很大程度减少了“沥青烟”等有毒气体的排放，降低了对环境的破坏和对施工人员的健康危害，并且便于储存性生产。

Description

一种温拌SMA沥青混合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及道路工程材料技术领域，具体涉及一种温拌SMA沥青混合料及其制备方法。
背景技术
近些年由于我国交通事业的不断发展，公路沥青路面的建设规模逐近些年由于我国交通事业的不断发展，公路沥青路面的建设规模逐渐扩大，特别是高等级公路建设里程的不断增加,对高质量的公路沥青的需求量呈上升趋势。我国目前大多数原油属于石蜡基原油，生产的沥青由于含蜡高，耐久性差，难以在高等级公路上使用；同时由于国民经济的发展带来交通量迅速增加，车辆大型化，车辆重载以及我国南北、冬夏温差大等因素，对沥青路面的质量提出了更高的要求，使用一般的交通路面沥青难以达到要求。SMA沥青混合料具有高温抗车辙能力、低温抗裂性能、耐疲劳性能、水稳性、耐久性好等特点，因此在我国得到迅速的发展。但SMA沥青混合料施工温度高，集料加热温度在180℃～190℃之间，出料温度控制在175℃～185℃之间，由于施工温度高，在施工过程中将会产生大量的沥青烟，环境污染重，能量消耗严重等缺点，如果在北方施工，由于与外界的温差大，SMA沥青混合料降温快，不利于SMA沥青混合料的压实。
随着我国GDP持续快速增长，能源消费总量持续攀升，我国温室气体的排放已受到世界各国的关注，减少有害气体的排放以是当务之急，对我国来说，研究和推广WMA技术的应用有着十分重要的现实意义。结合国内外的发展现状和工程的具体要求，以及我国的实际情况，从根本上改变过去热拌SMA沥青混合料的缺点，发挥温拌SMA沥青混合料节能减排和安全环保的效果，加快消化吸收研究推广WMA技术，具有显著的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种温拌SMA沥青混合料及其制备方法，该温拌SMA沥青混合料有效降低了SBS改性沥青的拌和温度。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种温拌SMA沥青混合料，按重量份数计，该温拌SMA沥青混合料包括：SBS改性沥青1份、集料10-18份、纤维0.01-0.08份、矿粉0.5-1.5份、有机温拌剂0.02-0.04份；其中，该有机温拌剂为EC-120。
优选地，所述有机温拌剂的添加量为有机温拌剂与SBS改性沥青总重量的3.5％。
优选地，所述有机温拌剂为一种合成直链脂肪族碳氢混合物，熔点约为100℃，外形为白色球状颗粒。
本发明另外一个目的是提供一种温拌SMA沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
a、将集料加热到140℃-150℃烘干后加入到拌和锅中，拌和锅内温度保持在135℃-145℃，集料放入拌合锅中预拌30s；
b、将SBS改性沥青加热至155℃-170℃后加入到拌和锅中，加入有机温拌剂，在拌合锅中拌和80s-100s；
c、将矿粉加入到拌和锅中，拌和80s-100s；
d、将拌和后的混合料在130℃-145℃下出锅，在115℃-130℃下成型。
优选地，在所述步骤c中，矿粉的拌和时间为90s。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)添加方便，无需额外增加设备；
2)适用范围广，能够用于各种级配类型的混合料；
3)能够减少施工过程中沥青的老化；
4)能够简化混合料的生产程序，延长沥青混合料拌合设备的使用寿命；
5)使用的温拌剂采用天然矿物做原料，不会造成环境污染；
6)施工温度相对同级配热拌沥青的施工温度至少可降低30℃；
7)能够减少燃料的消耗，与热拌沥青混合料相比大约能够节约30％的能源；
8)减少CO2、SOx、NOx、VOC，粉尘等有害物质的排放，从而降低对环境的破坏和对施工人员的健康危害；
9)能更稳定地储存更长的时间，便于储存性生产，延长运输距离
10)能够适当延长施工季节。
具体实施方式
本发明提供一种温拌SMA沥青混合料，按重量份数计，该温拌SMA沥青混合料包括：SBS改性沥青1份、集料10-18份、纤维0.01-0.08份、矿粉0.5-1.5份、有机温拌剂0.02-0.04份；其中，该有机温拌剂为EC-120。
有机温拌剂的添加量为有机温拌剂与SBS改性沥青总重量的3.5％。
有机温拌剂EC-120为一种合成直链脂肪族碳氢混合物，熔点约为100℃，外形为白色球状颗粒。
有机温拌剂EC-120与SBS改性沥青的作用机理为：
当环境温度高于其熔点时，其完全溶解于沥青，并吸附沥青中与其结构相近似的饱和组分，降低沥青粘度；当环境温度低于其熔点时，其在沥青中形成一种晶体网状结构，锁定沥青中的饱和油份，提高沥青低温粘度。
在SBS改性沥青混合料拌和过程中添加EC-120，延长15～30秒拌合时间，从而达到降低混合料施工温度，实现温拌化，使得混合料的拌和温度显著降低至135℃～145℃。EC-120温拌改性剂不仅能显著降低拌和、碾压温度，还兼备了显著提高混合料的高温稳定性(即抗车辙能力)的功能，因而称其为温拌抗车辙改性剂；EC-120本身不含水分，避免了含水型泡沫化温拌混合料残留水分对日后水稳定性可能存在的负面影响，杜绝拌和过程中水分对拌和设备和管线的侵蚀。
本发明还提供一种温拌SMA沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
本发明另外一个目的是提供一种温拌SMA沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
a、将集料加热到140℃-150℃烘干后加入到拌和锅中，拌和锅内温度保持在135℃-145℃，集料放入拌合锅中预拌30s；
b、将SBS改性沥青加热至155℃-170℃后加入到拌和锅中，加入有机温拌剂，在拌合锅中拌和80s-100s；
c、将矿粉加入到拌和锅中，拌和80s-100s；
d、将拌和后的混合料在130℃-145℃下出锅，在115℃-130℃下成型。
其中，在步骤c中，矿粉的拌和时间为90s。
下列通过给出的本发明的具体实施例及对比例将进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。
在本发明的实施例中，沥青质量要求符合交通部颁布的公路沥青路面施工技术规范对道路沥青的技术要求。沥青混合料的马歇尔、马歇尔残留稳定度试验、冻融裂强比试验、车辙动稳定度试验等试验测试方法均采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)所规定的标准。
在以下实施例中使用的集料级配为SMA-13型，即：
实施例1：
取10020g集料加热到140℃烘干，加入到拌和锅中预拌30s，拌和锅内温度保持在135℃，取801.6gSBS改性沥青加热至155℃后加入到拌和锅中，把16.4g温拌剂撒在SBS改性沥青的表面，在拌合锅中拌和80s，将501g矿粉和8.1g纤维加入到拌和锅中，拌和83s，将拌和后的混合料在130℃下出锅，在115℃下成型，即得到温拌SMA沥青混合料。
实施例2：
取9735g集料加热到143℃烘干，加入到拌和锅中预拌30s，拌和锅内温度保持在137℃，取779.8gSBS改性沥青加热至158℃后加入到拌和锅中，把20.0g温拌剂撒在SBS改性沥青的表面，在拌合锅中拌和83s，将487g矿粉和23.4g纤维加入到拌和锅中，拌和85s，将拌和后的混合料在134℃下出锅，在118℃下成型，即得到温拌SMA沥青混合料。
实施例3：
取10087g集料加热到145℃烘干，加入到拌和锅中预拌30s，拌和锅内温度保持在139℃，取807.1gSBS改性沥青加热至160℃后加入到拌和锅中，把25.0g温拌剂撒在SBS改性沥青的表面，在拌合锅中拌和88s，将504.4g矿粉和40.4g纤维加入到拌和锅中，拌和85s，将拌和后的混合料在135℃下出锅，在123℃下成型，即得到温拌SMA沥青混合料。
实施例4：
取9812g集料加热到147℃烘干，加入到拌和锅中预拌30s，拌和锅内温度保持在142℃，取785.0gSBS改性沥青加热至163℃后加入到拌和锅中，把54.9g温拌剂撒在SBS改性沥青的表面，在拌合锅中拌和90s，将490.6g矿粉和29.4g纤维加入到拌和锅中，拌和100s，将拌和后的混合料在137℃下出锅，在125℃下成型，即得到温拌SMA沥青混合料。
实施例5：
取9989g集料加热到150℃烘干，加入到拌和锅中预拌30s，拌和锅内温度保持在145℃，取599.1gSBS改性沥青加热至170℃后加入到拌和锅中，把33.3g温拌剂撒在SBS改性沥青的表面，在拌合锅中拌和100s，将499.4g矿粉和48.0g纤维加入到拌和锅中，拌和93s，将拌和后的混合料在140℃下出锅，在130℃下成型，即得到温拌SMA沥青混合料。
温拌SMA沥青混合料马歇尔残留稳定度试验、冻融劈裂强度比及车辙动稳定度试验见表1：
表1
从表1可以看出，该温拌SMA沥青混合料马歇尔残留稳定度试验、冻融劈裂强度比、车辙动稳定度都符合规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)相关要求。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种温拌SMA沥青混合料，其特征在于，按重量份数计，该温拌SMA沥青混合料包括：SBS改性沥青1份、集料10-18份、纤维0.01-0.08份、矿粉0.5-1.5份、有机温拌剂0.02-0.04份；其中，该有机温拌剂为EC-120。
2.根据权利要求1所述的温拌SMA沥青混合料，其特征在于，所述有机温拌剂的添加量为有机温拌剂与SBS改性沥青总重量的3.5％。
3.根据权利要求1所述的温拌SMA沥青混合料，其特征在于，所述有机温拌剂为一种合成直链脂肪族碳氢混合物，熔点约为100℃，外形为白色球状颗粒。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的温拌SMA沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将集料加热到140℃-150℃烘干后加入到拌和锅中，拌和锅内温度保持在135℃-145℃，集料放入拌合锅中预拌30s；
b、将SBS改性沥青加热至155℃-170℃后加入到拌和锅中，加入有机温拌剂，在拌合锅中拌和80s-100s；
c、将矿粉加入到拌和锅中，拌和80s-100s；
d、将拌和后的混合料在130℃-145℃下出锅，在115℃-130℃下成型。
5.根据权利要求4所述的温拌SMA沥青混合料的制备方法，其特征在于，在所述步骤c中，矿粉的拌和时间为90s。
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