CN108516856A - 一种制备泡沫沥青温拌混合料的方法 - Google Patents

一种制备泡沫沥青温拌混合料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备泡沫沥青温拌混合料的方法，具体包括如下步骤：步骤一，称取质量份数分别为10‑20份的泡沫沥青，30‑45份的道路沥青旧料，50‑70份的集料，3‑8份的填充料，0.8‑3.6份的流平剂，1‑5份的聚酯纤维。步骤二，将所述道路沥青旧料、集料、填充料加入到拌缸进行第一次拌和；然后加入所述泡沫沥青、流平剂、聚酯纤维，进行第二次拌和，制得所述泡沫沥青温拌混合料。本发明中泡沫沥青温拌混合料性能稳定，不易老化、不易变形；本发明泡沫沥青温拌混合料生产过程加工温度较低，减少了高温热拌产生的有毒有害气体和粉尘，有效改善了操作人员的施工环境。

Description

一种制备泡沫沥青温拌混合料的方法
技术领域
本发明属于公路交通建筑材料领域，具体涉及一种制备泡沫沥青温拌混合料的方法。
背景技术
随着经济社会的快速发展，道路建设成为国家基础建设的重点建设项目之一。在道路建设过程中，沥青作为基础原料之一，消耗量巨大；同时每年的道路整修也消耗着大量的沥青资源。传统沥青使用过程中，通常需要将沥青升温至180℃，以确保沥青的正常铺展和碾压，使沥青能完成正常的使用。在高温加热过程中会排出一定量的有害物质，严重影响施工人员的身体健康，还会带来了一系列的环境问题；另外在道路修正过程中，由于沥青旧料熔融温度高、老化严重、粘度高等问题，使得沥青旧料回收率低，造成了很大的浪费。
目前，沥青混合料的温拌技术受到人们越来越多的重视，主流的温拌技术主要通过外加材料降低沥青混合料的高温粘度来实现，先进的温拌沥青技术完全可以使温拌沥青混合料达到热拌沥青混合料的性能，并具备一些诸如易加工、耐存储、对环境友好等方面的优点。
泡沫沥青具有良好的流动性、润湿性、加工温度低等特点，能够很好的包覆在沥青旧料表面，形成稳定的结构，能够实现旧路面废料的回收再生。利用泡沫沥青与道路沥青旧料混合制备的泡沫沥青温拌混合料性能稳定，存储时间长，使用过程中不需要加热，碾压成型迅速，能够大大缩短公路建设的施工工期。同时，与传统热加工沥青路面相比，利用泡沫沥青温拌混合料铺设的路面强度、抗老化能力、抗水性能更具有优越性，因此，制备泡沫沥青，并利用泡沫沥青与道路沥青旧料混合制备混合料用于道路建设成为研究热点。
发明内容
为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种制备泡沫沥青温拌混合料的方法，具体包括如下步骤：步骤一，称取质量份数分别为10-20份的泡沫沥青，30-45份的道路沥青旧料，50-70份的集料，3-8份的填充料，0.8-3.6份的流平剂，1-5份的聚酯纤维。步骤二，将所述道路沥青旧料、集料、填充料加入到拌缸进行第一次拌和；然后加入所述泡沫沥青、流平剂、聚酯纤维，进行第二次拌和，制得所述泡沫沥青温拌混合料。所述泡沫沥青的制备方法为：将基质沥青加热至120-130℃，在300-400r/min的搅拌速度下依次加入起泡剂、二烷基二硫代氨基甲酸盐、乳化剂、氯化钙、分子筛，继续搅拌20-30min，然后加入20-30℃的水，制得所述泡沫沥青。所述填充料为碳酸钙与无规聚丙烯按质量比为1：（6-8）混合而成。本发明中泡沫沥青温拌混合料性能稳定，不易老化、不易变形；本发明泡沫沥青温拌混合料生产过程加工温度较低，减少了高温热拌产生的有毒有害气体和粉尘，有效改善了操作人员的施工环境。
本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：
本发明公开了一种制备泡沫沥青温拌混合料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，按照如下组分及质量份数称取原料：
泡沫沥青： 10-20份
道路沥青旧料：30-45份
集料： 50-70份
填充料： 3-8份
流平剂： 0.8-3.6份
聚酯纤维： 1-5份；
步骤二，将所述道路沥青旧料、集料、填充料加入到拌缸进行第一次拌和；然后加入所述泡沫沥青、流平剂、聚酯纤维，进行第二次拌和，制得所述泡沫沥青温拌混合料；
所述泡沫沥青的制备方法为：将基质沥青加热至120-130℃，在300-400r/min的搅拌速度下依次加入起泡剂、二烷基二硫代氨基甲酸盐、乳化剂、氯化钙、分子筛，继续搅拌20-30min，然后加入20-30℃的水，制得所述泡沫沥青；
所述填充料为碳酸钙与无规聚丙烯按质量比为1：（6-8）混合而成。
采用泡沫沥青、道路沥青旧料、集料、填充料，添加流平剂和聚酯纤维，通过两次拌和制备所述泡沫沥青温拌混合料。聚酯纤维具有优异的抗皱性和保形性，形变恢复能力强，使得制备的泡沫沥青混凝土不易老化、不易变形。无规聚丙烯是工业上生产聚丙烯过程中产生的一种废料，机械强度和耐热性较差，在这种无规聚丙烯中混入一定量的碳酸钙制成的填充料能够明显增强温拌泡沫沥青混凝土的韧性，既解决了无规聚丙烯的回收问题，还能降低泡沫沥青混凝土的生产成本。
泡沫沥青的制备方法中，二烷基二硫代氨基甲酸盐具有一定选择分离能力，在泡沫沥青与其他集料混合过程中，能将集料中的杂质分离出来，提高泡沫沥青温拌混合料的纯度和使用性能。起泡剂有利于提高水气化过程中产生泡沫的效率，提高泡沫沥青的膨胀率。乳化剂能够改善泡沫沥青中各种组成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体系。氯化钙担载到分子筛上，能够有效处理泡沫沥青生产过程中产生的气味，改善施工条件，提高泡沫沥青对道路沥青旧料、集料、填充料的包覆性能。
进一步地，所述道路沥青旧料为旧沥青路面铣刨料。
优选地，所述集料表观密度为1500-3000kg/m3。所述集料优选为碎石、卵石、浮石、天然砂等天然集料。
进一步地，所述流平剂为聚丙烯酸或羧甲基纤维素。
进一步地，所述基质沥青、起泡剂、二烷基二硫代氨基甲酸盐、乳化剂、氯化钙、分子筛、水的质量份数分别为75-85份、0.8-2.4份、1-4份、1.5-4.5份、5-10份、3-8份、6-12份。
进一步地，所述基质沥青为50号基质沥青、70号基质沥青、90号基质沥青、110号基质沥青中的一种或几种。
进一步地，所述起泡剂为甲基异丁基甲醇、樟脑油、2号油中的一种或几种。
进一步地，所述二烷基二硫代氨基甲酸盐为二甲基二硫代氨基甲酸钠、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二丁基二硫代氨基甲酸钠中的一种或几种。
进一步地，所述乳化剂为十二烷基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。
进一步地，所述分子筛为3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、10Z分子筛中的一种或几种。
进一步地，所述第一次拌和温度为130-140℃，拌和时间为15-20s；所述第二次拌和温度为105-115℃，拌和时间为55-65s。两次拌和温度均较低，降低了施工温度，减少了高温热拌产生的有毒有害气体和粉尘，有效改善了操作人员的施工环境。
本发明具有以下优点：
1. 本发明中泡沫沥青能够包覆在集料、道路沥青旧料、填充料表面，形成性能稳定的泡沫沥青温拌混合料，不易老化、不易变形。
2. 本发明泡沫沥青温拌混合料生产过程加工温度较低，减少了高温热拌产生的有毒有害气体和粉尘，能有效改善操作人员的施工环境。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1
本实施例中制备泡沫沥青温拌混合料的方法为：
步骤一，按照如下组分及质量份数称取原料：
泡沫沥青： 18份
道路沥青旧料：42份
集料： 55份
填充料： 5份
聚丙烯酸： 1.2份
聚酯纤维： 2份。
所述泡沫沥青的制备方法为：将质量份数为78份的90号基质沥青加热至120℃，在320r/min的搅拌速度下依次加入质量份数分别为2.2份的樟脑油、2份的二甲基二硫代氨基甲酸钠、4.5份的十二烷基氯化铵、5份的氯化钙、8份的10Z分子筛，继续搅拌20min，然后加入25℃质量份数为10份的水，制得所述泡沫沥青。
所述填充料为碳酸钙与无规聚丙烯按质量比为1：6混合而成。
步骤二，将所述道路沥青旧料、集料、填充料加入到拌缸在130℃温度下进行第一次拌和，拌和时间为15s；然后加入所述泡沫沥青、聚丙烯酸、聚酯纤维，在108℃温度下进行第二次拌和，拌和时间为58s，制得所述泡沫沥青温拌混合料。
实施例2
本实施例中制备泡沫沥青温拌混合料的方法为：
步骤一，按照如下组分及质量份数称取原料：
泡沫沥青： 15份
道路沥青旧料：40份
集料： 50份
填充料： 5份
聚丙烯酸： 1.5份
聚酯纤维： 5份。
所述泡沫沥青的制备方法为：将质量份数为75份的90号基质沥青加热至120℃，在320r/min的搅拌速度下依次加入质量份数分别为2.4份的樟脑油、2份的二甲基二硫代氨基甲酸钠、3份的十二烷基氯化铵、8份的氯化钙、8份的10Z分子筛，继续搅拌20min，然后加入25℃质量份数为12份的水，制得所述泡沫沥青。
所述填充料为碳酸钙与无规聚丙烯按质量比为1：6混合而成。
步骤二，将所述道路沥青旧料、集料、填充料加入到拌缸在130℃温度下进行第一次拌和，拌和时间为15s；然后加入所述泡沫沥青、聚丙烯酸、聚酯纤维，在108℃温度下进行第二次拌和，拌和时间为58s，制得所述泡沫沥青温拌混合料。
实施例3
本实施例中制备泡沫沥青温拌混合料的方法为：
步骤一，按照如下组分及质量份数称取原料：
泡沫沥青： 10份
道路沥青旧料：35份
集料： 65份
填充料： 8份
聚丙烯酸： 2.5份
聚酯纤维： 5份。
所述泡沫沥青的制备方法为：将质量份数为80份的70号基质沥青加热至120℃，在320r/min的搅拌速度下依次加入质量份数分别为0.8份的2号油、4份的二乙基二硫代氨基甲酸钠、3.5份的十二烷基氯化铵、8份的氯化钙、3份的5A分子筛，继续搅拌20min，然后加入25℃质量份数为6份的水，制得所述泡沫沥青。
所述填充料为碳酸钙与无规聚丙烯按质量比为1：6混合而成。
步骤二，将所述道路沥青旧料、集料、填充料加入到拌缸在135℃温度下进行第一次拌和，拌和时间为18s；然后加入所述泡沫沥青、聚丙烯酸、聚酯纤维，在110℃温度下进行第二次拌和，拌和时间为55s，制得所述泡沫沥青温拌混合料。
实施例4
本实施例中制备泡沫沥青温拌混合料的方法为：
步骤一，按照如下组分及质量份数称取原料：
泡沫沥青： 10份
道路沥青旧料：38份
集料： 60份
填充料： 3份
聚丙烯酸： 3.2份
聚酯纤维： 2份。
所述泡沫沥青的制备方法为：将质量份数为82份的70号基质沥青加热至120℃，在320r/min的搅拌速度下依次加入质量份数分别为1.2份的2号油、4份的二乙基二硫代氨基甲酸钠、1.5份的十二烷基氯化铵、10份的氯化钙、5份的5A分子筛，继续搅拌20min，然后加入25℃质量份数为8份的水，制得所述泡沫沥青。
所述填充料为碳酸钙与无规聚丙烯按质量比为1：6混合而成。
步骤二，将所述道路沥青旧料、集料、填充料加入到拌缸在135℃温度下进行第一次拌和，拌和时间为18s；然后加入所述泡沫沥青、聚丙烯酸、聚酯纤维，在110℃温度下进行第二次拌和，拌和时间为55s，制得所述泡沫沥青温拌混合料。
实施例5
本实施例中制备泡沫沥青温拌混合料的方法为：
步骤一，按照如下组分及质量份数称取原料：
泡沫沥青： 12份
道路沥青旧料：45份
集料： 70份
填充料： 8份
聚丙烯酸： 0.8份
聚酯纤维： 3份。
所述泡沫沥青的制备方法为：将质量份数为85份的50号基质沥青加热至120℃，在320r/min的搅拌速度下依次加入质量份数分别为1.5份的甲基异丁基甲醇、1份的二丁基二硫代氨基甲酸钠、1.8份的十二烷基氯化铵、5份的氯化钙、5份的5A分子筛，继续搅拌20min，然后加入25℃质量份数为8份的水，制得所述泡沫沥青。
所述填充料为碳酸钙与无规聚丙烯按质量比为1：6混合而成。
步骤二，将所述道路沥青旧料、集料、填充料加入到拌缸在140℃温度下进行第一次拌和，拌和时间为20s；然后加入所述泡沫沥青、聚丙烯酸、聚酯纤维，在115℃温度下进行第二次拌和，拌和时间为60s，制得所述泡沫沥青温拌混合料。
实施例6
本实施例中制备泡沫沥青温拌混合料的方法为：
步骤一，按照如下组分及质量份数称取原料：
泡沫沥青： 20份
道路沥青旧料：32份
集料： 68份
填充料： 5份
聚丙烯酸： 3.2份
聚酯纤维： 3份。
所述泡沫沥青的制备方法为：将质量份数为75份的50号基质沥青加热至120℃，在320r/min的搅拌速度下依次加入质量份数分别为1.8份的甲基异丁基甲醇、1份的二丁基二硫代氨基甲酸钠、2份的十二烷基氯化铵、5份的氯化钙、3份的4A分子筛，继续搅拌20min，然后加入25℃质量份数为10份的水，制得所述泡沫沥青。
所述填充料为碳酸钙与无规聚丙烯按质量比为1：6混合而成。
步骤二，将所述道路沥青旧料、集料、填充料加入到拌缸在140℃温度下进行第一次拌和，拌和时间为20s；然后加入所述泡沫沥青、聚丙烯酸、聚酯纤维，在115℃温度下进行第二次拌和，拌和时间为60s，制得所述泡沫沥青温拌混合料。
实施例7
本实施例中制备泡沫沥青温拌混合料的方法为：
步骤一，按照如下组分及质量份数称取原料：
泡沫沥青： 15份
道路沥青旧料：40份
集料： 58份
填充料： 6份
聚丙烯酸： 3.6份
聚酯纤维： 5份。
所述泡沫沥青的制备方法为：将质量份数为85份的110号基质沥青加热至120℃，在320r/min的搅拌速度下依次加入质量份数分别为2份的甲基异丁基甲醇、2份的二丁基二硫代氨基甲酸钠、3份的十二烷基氯化铵、10份的氯化钙、4份的4A分子筛，继续搅拌20min，然后加入25℃质量份数为12份的水，制得所述泡沫沥青。
所述填充料为碳酸钙与无规聚丙烯按质量比为1：6混合而成。
步骤二，将所述道路沥青旧料、集料、填充料加入到拌缸在138℃温度下进行第一次拌和，拌和时间为18s；然后加入所述泡沫沥青、聚丙烯酸、聚酯纤维，在110℃温度下进行第二次拌和，拌和时间为55s，制得所述泡沫沥青温拌混合料。
实施例8
本实施例中制备泡沫沥青温拌混合料的方法为：
步骤一，按照如下组分及质量份数称取原料：
泡沫沥青： 18份
道路沥青旧料：30份
集料： 55份
填充料： 5份
聚丙烯酸： 1.2份
聚酯纤维： 5份。
所述泡沫沥青的制备方法为：将质量份数为80份的110号基质沥青加热至120℃，在320r/min的搅拌速度下依次加入质量份数分别为0.8份的甲基异丁基甲醇、4份的二丁基二硫代氨基甲酸钠、2.5份的十二烷基氯化铵、8份的氯化钙、4份的4A分子筛，继续搅拌20min，然后加入25℃质量份数为6份的水，制得所述泡沫沥青。
所述填充料为碳酸钙与无规聚丙烯按质量比为1：6混合而成。
步骤二，将所述道路沥青旧料、集料、填充料加入到拌缸在135℃温度下进行第一次拌和，拌和时间为20s；然后加入所述泡沫沥青、聚丙烯酸、聚酯纤维，在105℃温度下进行第二次拌和，拌和时间为65s，制得所述泡沫沥青温拌混合料。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种制备泡沫沥青温拌混合料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，按照如下组分及质量份数称取原料：
泡沫沥青： 10-20份
道路沥青旧料：30-45份
集料： 50-70份
填充料： 3-8份
流平剂： 0.8-3.6份
聚酯纤维： 1-5份；
步骤二，将所述道路沥青旧料、集料、填充料加入到拌缸进行第一次拌和；然后加入所述泡沫沥青、流平剂、聚酯纤维，进行第二次拌和，制得所述泡沫沥青温拌混合料；
所述泡沫沥青的制备方法为：将基质沥青加热至120-130℃，在300-400r/min的搅拌速度下依次加入起泡剂、二烷基二硫代氨基甲酸盐、乳化剂、氯化钙、分子筛，继续搅拌20-30min，然后加入20-30℃的水，制得所述泡沫沥青；
所述填充料为碳酸钙与无规聚丙烯按质量比为1：（6-8）混合而成。
2.如权利要求1所述制备泡沫沥青温拌混合料的方法，其特征在于：所述道路沥青旧料为旧沥青路面铣刨料。
3.如权利要求1所述制备泡沫沥青温拌混合料的方法，其特征在于：所述流平剂为聚丙烯酸或羧甲基纤维素。
4.如权利要求1所述制备泡沫沥青温拌混合料的方法，其特征在于：所述基质沥青、起泡剂、二烷基二硫代氨基甲酸盐、乳化剂、氯化钙、分子筛、水的质量份数分别为75-85份、0.8-2.4份、1-4份、1.5-4.5份、5-10份、3-8份、6-12份。
5.如权利要求1所述制备泡沫沥青温拌混合料的方法，其特征在于：所述基质沥青为50号基质沥青、70号基质沥青、90号基质沥青、110号基质沥青中的一种或几种。
6.如权利要求1所述制备泡沫沥青温拌混合料的方法，其特征在于：所述起泡剂为甲基异丁基甲醇、樟脑油、2号油中的一种或几种。
7.如权利要求1所述制备泡沫沥青温拌混合料的方法，其特征在于：所述二烷基二硫代氨基甲酸盐为二甲基二硫代氨基甲酸钠、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二丁基二硫代氨基甲酸钠中的一种或几种。
8.如权利要求1所述制备泡沫沥青温拌混合料的方法，其特征在于：所述乳化剂为十二烷基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。
9.如权利要求1所述制备泡沫沥青温拌混合料的方法，其特征在于：所述分子筛为3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、10Z分子筛中的一种或几种。
10.如权利要求1所述制备泡沫沥青温拌混合料的方法，其特征在于：所述第一次拌和温度为130-140℃，拌和时间为15-20s；所述第二次拌和温度为105-115℃，拌和时间为55-65s。
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CN113105162A (zh) * 2021-04-06 2021-07-13 梁庆 一种泡沫沥青温拌混合料及其制备方法

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