CN108383426A - 一种干法改性沥青混合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干法改性沥青混合料及其制备方法，旨在提供一种抗车辙能力强的干法改性沥青混合料及其制备方法。它该干法改性沥青混合料由重量百分比为95.1%‑96.3%的矿质混合料以及3.7%‑4.9%的改性沥青组成：所述矿质混合料由以下重量百分比的物料组成：57%‑66.3%的粗集料，28.7%‑38%的细集料，以及2%‑5%的矿粉；所述粗集料采用粒径为4.75mm〜31.5mm的石灰岩或玄武岩；所述细集料采用粒径不大于4.75mm的机轧砂或天然砂；所述矿粉采用粒径为0.075mm〜0.15mm的石灰岩；所述改性沥青由以下重量百分比的物料组成：70%‑90%的基质沥青，5%‑15%的硅藻土，以及5%‑15%的岩沥青。本发明的改性沥青混合料抗车辙能力有极为明显的提高，抗车辙能力较基质沥青混合料提高2.82倍以上，远远满足现行规范规定要求。
Description
技术领域
本发明涉及交通施工技术领域，尤其是涉及一种干法改性沥青混合料及其制备方法。
背景技术
沥清是非刚性道路道面结构层使用最为广泛的材料，是沥青混凝土混合料的黏合剂和产生沥青混凝土合成材料强度的主要材料。道路石油沥青作为石油产品的一个品种用于道路面层建设，其性能、指标决定着道路的技术质量和功能。由于道路建设在不同的高低温、多雨潮湿或干旱、日照紫外线强弱等综合作用的环境中，为确保道路的功能、寿命与经济性，需要针对环境生产不同的沥青混合料用于沥青道路的建设，对于同一规格或品种的沥青，性能技术指标是一致的，为满足不同环境条件下道路对沥青混合料性能的需求，国内外众多人员与机构不断持续探索对沥青材料的化学与物理改性，使改性后的沥青符合不同道路环境下的建设功能需要，且满足经济和施工简易。目前用于多雨、高温、潮湿环境的改性沥青均存在成本高，易老化，抗水损害能力不足，以及抗车辙能力弱等问题。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种耐高温、抗老化、强度高、耐疲劳、抗水损害能力强且抗车辙能力强的干法改性沥青混合料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种干法改性沥青混合料，其由以下重量百分比的物料组成：
95.1%-96.3%的矿质混合料，以及3.7%-4.9%的改性沥青；
所述矿质混合料由以下重量百分比的物料组成：57%-66.3%的粗集料，28.7%-38%的细集料，以及2%-5%的矿粉；
所述粗集料采用粒径为4.75mm〜31.5mm的石灰岩或玄武岩；所述细集料采用粒径不大于4.75mm的机轧砂或天然砂；所述矿粉采用粒径为0.075mm〜0.15mm的石灰岩；
所述改性沥青由以下重量百分比的物料组成：70%-90%的基质沥青，5%-15%的硅藻土，以及5%-15%的岩沥青。
优选的是，所述硅藻土的粒径为10〜30um，硅藻含量≥75%。
优选的是，所述岩沥青的目数为30-500um，沥青含量大于80%，软化点为170〜200℃。
一种干法改性沥青混合料的制备方法，其采用如上任一所述的改性沥青混合料：包括如下步骤：
（1）在确保经济性的前提下，依据干法改性沥青混合料要求达到的技术质量与关键指标，确定各物料的配比，通过磨体机分别将硅藻土和岩沥青加工磨细；
（2）通过拌合机按比例将硅藻土和岩沥青拌合均匀；
（4）按照间竭式沥青混合料拌合楼每锅拌合的数量，按照上述确定的材料用量，称量硅藻土和岩沥青拌合物并装入塑料袋；
（5）将装入塑料袋的硅藻土和岩沥青拌合物运至沥青混合料拌合楼专用窗口平台，每拌一锅分别各投入一袋已装称量好的硅藻土和岩沥青拌合物及其它所需量的物料。
优选的是，所述矿粉采用低等级的水泥替代。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明的改性沥青混合料是物理干拌法改性，无须采用湿法改性专用设备，具有成本低、方法简单、易控制的优点。
（2）本发明的干法改性沥青易于同拌合料混合、摊铺和碾压。
（3）本发明的改性材料为低品位的硅藻土和岩沥青，硅藻土是一种无机多孔矿石，不溶于水，不会老化，具有高温吸附沥青、低温释放沥青的功能，提高了沥青混合料的温度适应性；岩沥青本身就是一种沥青，具有与基质沥青相适应的特点，可以增大沥青稠度，提高低温和高温沥青混合料的性能。本发明的沥青混合料短期与长期老化指标比SBS改性沥青混合料的抗老化性能高出近5%。
（4）本发明的改性沥青混合料抗车辙能力有极为明显的提高，抗车辙能力较基质沥青混合料提高2.82倍以上，远远满足现行规范规定要求；低温抗裂性也有显著提高，超过现行规范改性沥青规定要求指标1.42倍以。
（5）抗滑性的试验表明，本发明的改性沥青混合料耐磨性有明显提高且摩擦系数的衰降较为缓慢；水稳定性指标均超过要求。
（6）本发明铺筑的改性沥青混合料路面，能防止早期破坏，具有抗高温、水害、老化、潮湿能力，减少维修养护费用，能延长公路使用寿命，有效降低运营成本，总体工程项目全寿命周期内费用有很大节省。
（7）本发明的改性沥青混合料是解决高温、潮湿、多雨、重载条件下抗车辙沥青路面的新技术。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的干法改性沥青混合料由以下重量百分比的物料组成：
96.3%的矿质混合料，以及3.7%的改性沥青；
所述矿质混合料由以下重量百分比的物料组成：66.3%的粗集料，28.7%的细集料，以及5%的矿粉；
所述粗集料采用粒径为4.75mm〜31.5mm的石灰岩或玄武岩；所述细集料采用粒径不大于4.75mm的机轧砂或天然砂；所述矿粉采用粒径为0.075mm〜0.15mm的石灰岩；
所述改性沥青由以下重量百分比的物料组成：90%的基质沥青，5%的硅藻土，以及5%的岩沥青。
其中，所述硅藻土的粒径为10〜30um，硅藻含量≥75%。
其中，所述岩沥青的目数为30-500um，沥青含量大于80%，软化点为170〜200℃。
其制备方法包括如下步骤：
（1）在确保经济性的前提下，依据干法改性沥青混合料要求达到的技术质量与关键指标，确定各物料的配比，通过磨体机分别将硅藻土和岩沥青加工磨细；
（2）通过拌合机按比例将硅藻土和岩沥青拌合均匀；
（4）按照间竭式沥青混合料拌合楼每锅拌合的数量，按照上述确定的材料用量，称量硅藻土和岩沥青拌合物并装入塑料袋；
（5）将装入塑料袋的硅藻土和岩沥青拌合物运至沥青混合料拌合楼专用窗口平台，每拌一锅分别各投入一袋已装称量好的硅藻土和岩沥青拌合物及其它所需量的物料。
本实施例获得的改性沥青混合料性能见表一。
实施例2
本实施例的干法改性沥青混合料由以下重量百分比的物料组成：
95.1%的矿质混合料，以及4.9%的改性沥青；
所述矿质混合料由以下重量百分比的物料组成：57%的粗集料，38%的细集料，以及5%的矿粉；
所述粗集料采用粒径为4.75mm〜31.5mm的石灰岩或玄武岩；所述细集料采用粒径不大于4.75mm的机轧砂或天然砂；所述矿粉采用粒径为0.075mm〜0.15mm的石灰岩；
所述改性沥青由以下重量百分比的物料组成：70%的基质沥青，15%的硅藻土，以及15%的岩沥青。
其中，所述硅藻土的粒径为10〜30um，硅藻含量≥75%。
其中，所述岩沥青的目数为30-500um，沥青含量大于80%，软化点为170〜200℃。
其制备方法包括如下步骤：
（1）在确保经济性的前提下，依据干法改性沥青混合料要求达到的技术质量与关键指标，确定各物料的配比，通过磨体机分别将硅藻土和岩沥青加工磨细；
（2）通过拌合机按比例将硅藻土和岩沥青拌合均匀；
（4）按照间竭式沥青混合料拌合楼每锅拌合的数量，按照上述确定的材料用量，称量硅藻土和岩沥青拌合物并装入塑料袋；
（5）将装入塑料袋的硅藻土和岩沥青拌合物运至沥青混合料拌合楼专用窗口平台，每拌一锅分别各投入一袋已装称量好的硅藻土和岩沥青拌合物及其它所需量的物料。
本实施例获得的改性沥青混合料性能见表一。
实施例3
本实施例的干法改性沥青混合料由以下重量百分比的物料组成：
95.6%的矿质混合料，以及4.4%的改性沥青；
所述矿质混合料由以下重量百分比的物料组成：61%的粗集料，35%的细集料，以及4%的矿粉；
所述粗集料采用粒径为4.75mm〜31.5mm的石灰岩或玄武岩；所述细集料采用粒径不大于4.75mm的机轧砂或天然砂；所述矿粉采用粒径为0.075mm〜0.15mm的低等级水泥；
所述改性沥青由以下重量百分比的物料组成：80%的基质沥青，10%的硅藻土，以及10%的岩沥青。
其中，所述硅藻土的粒径为10〜30um，硅藻含量≥75%。
其中，所述岩沥青的目数为30-500um，沥青含量大于80%，软化点为170〜200℃。
其制备方法包括如下步骤：
（1）在确保经济性的前提下，依据干法改性沥青混合料要求达到的技术质量与关键指标，确定各物料的配比，通过磨体机分别将硅藻土和岩沥青加工磨细；
（2）通过拌合机按比例将硅藻土和岩沥青拌合均匀；
（4）按照间竭式沥青混合料拌合楼每锅拌合的数量，按照上述确定的材料用量，称量硅藻土和岩沥青拌合物并装入塑料袋；
（5）将装入塑料袋的硅藻土和岩沥青拌合物运至沥青混合料拌合楼专用窗口平台，每拌一锅分别各投入一袋已装称量好的硅藻土和岩沥青拌合物及其它所需量的物料。
本实施例获得的改性沥青混合料性能见表一。
表一：本发明各实施例所获得的改性沥青混合料与现有目前现行规范改性沥青要求达到的指标数据对比如下：
本发明采用的硅藻土是一种水生多孔隙结构材料，与沥青混合后，在温度升高时，孔隙增大，吸附多余的沥青，提高沥青路面的高温稳定性；在温度降低时，孔隙减小，释放沥青，增加沥青混合料中的沥青含量，提高沥青路面的低温抗裂性。岩沥青是天然沥青，具有稠度大、软化点高的特。硅藻土与岩沥青按一定比例混合作为道路石油沥青的改性剂，能显著改善沥青的性能指标和降低沥青的温度敏感性，且特別适用于多雨、高温、潮湿的沥青改性路面建设。
按照2017年3月20日发布、2017年9月1日实施的中华人民共和国行业标准《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2017）规定，夏炎热区1—3、1—4改性沥青混合料车辙试验动稳定度不小于3200次/mm，普通沥青混合料车辙试验动稳定度不小于1000次/mm，本发明的改性沥青混合料车辙试验动稳定度可达到不小于6000次/mm，及大的提高了沥青路面的主要性能指标。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种干法改性沥青混合料，其特征在于由以下重量百分比的物料组成：
95.1%-96.3%的矿质混合料，以及3.7%-4.9%的改性沥青；
所述矿质混合料由以下重量百分比的物料组成：57%-66.3%的粗集料，28.7%-38%的细集料，以及2%-5%的矿粉；
所述粗集料采用粒径为4.75mm〜31.5mm的石灰岩或玄武岩；所述细集料采用粒径不大于4.75mm的机轧砂或天然砂；所述矿粉采用粒径为0.075mm〜0.15mm的石灰岩；
所述改性沥青由以下重量百分比的物料组成：70%-90%的基质沥青，5%-15%的硅藻土，以及5%-15%的岩沥青。
2.根据权利要求1所述干法改性沥青混合料，其特征在于：所述硅藻土的粒径为10〜30um，硅藻含量≥75%。
3.根据权利要求1所述干法改性沥青混合料，其特征在于：所述岩沥青的目数为30-500um，沥青含量大于80%，软化点为170〜200℃。
4.一种干法改性沥青混合料的制备方法，其特征在于采用如上权利要求1-3任一所述的改性沥青混合料：包括如下步骤：
（1）在确保经济性的前提下，依据干法改性沥青混合料要求达到的技术质量与关键指标，确定各物料的配比，通过磨体机分别将硅藻土和岩沥青加工磨细；
（2）通过拌合机按比例将硅藻土和岩沥青拌合均匀；
（4）按照间竭式沥青混合料拌合楼每锅拌合的数量，按照上述确定的材料用量，称量硅藻土和岩沥青拌合物并装入塑料袋；
（5）将装入塑料袋的硅藻土和岩沥青拌合物运至沥青混合料拌合楼专用窗口平台，每拌一锅分别各投入一袋已装称量好的硅藻土和岩沥青拌合物及其它所需量的物料。
5.根据权利要求4所述干法改性沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述矿粉采用低等级的水泥替代。
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