CN108558271A - 一种公路施工用沥青混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种公路施工用沥青混凝土及其制备方法，所述沥青混凝土按重量组份计包括如下组分：混合改性沥青10‑20份、钢纤维3‑5份、粉煤灰60‑80份、微硅粉70‑80份、碎石30‑40份、砂石40‑60份。本发明制得沥青混凝土配级合理，通过增加钢纤维，可以大幅提高沥青混凝土内部的相互作用力，有效防止路面产生裂纹，提高路面的抗压程度，通过使用SBS和聚乙烯的改性沥青，比传统的基础沥青具有更高的耐热型和弹性，提高了路面的热稳定性。

Description

一种公路施工用沥青混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土制备技术领域，具体涉及一种公路施工用沥青混凝土及其制备方法。
背景技术
沥青混凝土一般是由沥青和矿料组成，在本技术领域中，常用的沥青主要为SBS改性沥青，常用的集料主要有石灰岩、玄武岩、花岗岩等，常用的填料有石灰岩磨细矿粉、消石灰、水泥等。橡胶沥青是指含量15％以上的轮胎橡胶粉在高温和充分拌和的条件下与沥青溶胀反应得到的改性沥青胶结料，由于溶胀后橡胶颗粒体积比例可以达到40％，橡胶沥青及其混合料都能够显现硫化橡胶的特性，低温变形能力、路面在以下温度的柔韧性得到提高，加上轮胎抗老化能力的传递，使得橡胶沥青是非常理想的长寿命、抗裂沥青材料。因此，橡胶沥青混凝土在道路工程中逐渐开始应用起来。然而，橡胶沥青混凝土仍然存在抗压强度不够，抗裂性能较差的问题，从而限制了橡胶沥青混凝土的大规模使用。
为此，申请号为CN201610112644.9的专利，其公开了一种橡胶沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将硅酸盐水泥、矿粉粉煤灰、不锈钢粉以及份绿泥在180～190℃下充分搅拌混匀后，将橡胶沥青加入，在180～190℃下搅拌后得到混合物；步骤二、将石灰岩和高炉渣混合后在500～700℃下煅烧20～30min后冷却，向混合物中加入石灰岩和高炉渣，在180～190℃下搅拌4～8min后，加入水和高钙废水，继续在180～190℃下搅拌2～4min得到混合料；步骤三、将混合料分层浇注，然后振捣，在15～25℃的环境中养护5～10d即得到橡胶沥青混凝土。本发明的制备方法能明显增强橡胶沥青混凝土的抗压强度与抗裂性能。
但是，上述方案在使用中存在如下缺陷：首先，橡胶沥青混凝土内部的结合力作用小，抗压性能较弱，难以胜任重型货车反复碾压，其次，橡胶沥青路面在受到阳光暴晒后，路表温度急速升高，会产生路表软化甚至融化的现象，影响路面使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种公路施工用沥青混凝土及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种公路施工用沥青混凝土，按重量组份计包括如下组分：混合改性沥青10-20份、钢纤维3-5份、粉煤灰60-80份、微硅粉70-80份、碎石30-40份、砂石40-60份。
优选的，所述钢纤维的长度为3-5mm。
优选的，所述碎石为花岗岩、石灰岩、页岩中的任意一种粉碎后经淘洗而成，碎石粒径为4-6mm。
优选的，所述砂石的粒径为0.5-2mm。
同时，本发明还公开了一种公路施工用沥青混凝土的制备方法，具体按照如下操作步骤：
S1：制备改性沥青A，将基础沥青和SBS橡胶置于60-80℃的热拌机中混合搅拌20-30分钟，得到改性沥青A，备用；
S2：制备改性沥青B，再取基础沥青和聚乙烯置于160-200℃的热拌机中混合搅拌20-30分钟，得到改性沥青B，备用；
S3：制备混合改性沥青，将改性沥青A、改性沥青B和助溶剂置于电热搅拌釜中，在80-120℃、150-170r/min的条件持续30-50分钟，得到混合改性沥青，备用；
S4：混合，将混合改性沥青、钢纤维、粉煤灰、微硅粉、碎石、砂石依次置于搅拌机中进行混合搅拌，通过蒸汽锅炉向搅拌机中鼓入80-90℃高温蒸汽对混合料进行加热，持续搅拌10-20分钟，得到沥青混凝土。
优选的，所述步骤S1中各组分按重量组分计为基础沥青1-5份，SBS橡胶16-20份。
优选的，所述步骤S2中各组分按重量组分计为基础沥青4-6份，聚乙烯14-18份。
优选的，所述步骤S3中各组分按重量组分计为改性沥青A 3-5份、改性沥青B 4-6份和助溶剂1-2份，所述助溶剂为聚碳酸酯和酚醛树脂中的任意一种。
本发明的技术效果和优点：
本发明制得沥青混凝土配级合理，通过增加钢纤维，可以大幅提高沥青混凝土内部的相互作用力，有效防止路面产生裂纹，提高路面的抗压程度，通过使用SBS和聚乙烯的改性沥青，比传统的基础沥青具有更高的耐热型和弹性，提高了路面的热稳定性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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做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
一种公路施工用沥青混凝土，按重量组份计包括如下组分：混合改性沥青10份、钢纤维3份、粉煤灰60份、微硅粉70份、碎石30份、砂石40份，所述钢纤维的长度为3mm，所述碎石为花岗岩粉碎后经淘洗而成，碎石粒径为4mm，所述砂石的粒径为0.5mm。
同时，本发明还公开了一种公路施工用沥青混凝土的制备方法，具体按照如下操作步骤：
S1：制备改性沥青A，将基础沥青和SBS橡胶置于60℃的热拌机中混合搅拌20分钟，各组分按重量组分计为基础沥青1份，SBS橡胶16份，得到改性沥青A，备用；
S2：制备改性沥青B，再取基础沥青和聚乙烯置于160℃的热拌机中混合搅拌20分钟，各组分按重量组分计为基础沥青4份，聚乙烯14份，得到改性沥青B，备用；
S3：制备混合改性沥青，将改性沥青A、改性沥青B和助溶剂置于电热搅拌釜中，各组分按重量组分计为改性沥青A 3份、改性沥青B 4份和助溶剂1份，所述助溶剂为聚碳酸酯，在80℃、150r/min的条件持续30分钟，得到混合改性沥青，备用；
S4：混合，将混合改性沥青、钢纤维、粉煤灰、微硅粉、碎石、砂石依次置于搅拌机中进行混合搅拌，通过蒸汽锅炉向搅拌机中鼓入80℃高温蒸汽对混合料进行加热，持续搅拌10分钟，得到沥青混凝土。
实施例2
一种公路施工用沥青混凝土，按重量组份计包括如下组分：混合改性沥青15份、钢纤维4份、粉煤灰70份、微硅粉75份、碎石35份、砂石50份，所述钢纤维的长度为4mm，所述碎石为石灰岩粉碎后经淘洗而成，碎石粒径为5mm，所述砂石的粒径为1mm。
同时，本发明还公开了一种公路施工用沥青混凝土的制备方法，具体按照如下操作步骤：
S1：制备改性沥青A，将基础沥青和SBS橡胶置于70℃的热拌机中混合搅拌25分钟，各组分按重量组分计为基础沥青3份，SBS橡胶18份，得到改性沥青A，备用；
S2：制备改性沥青B，再取基础沥青和聚乙烯置于180℃的热拌机中混合搅拌25分钟，各组分按重量组分计为基础沥青5份，聚乙烯16份，得到改性沥青B，备用；
S3：制备混合改性沥青，将改性沥青A、改性沥青B和助溶剂置于电热搅拌釜中，各组分按重量组分计为改性沥青A 4份、改性沥青B 5份和助溶剂1.5份，所述助溶剂为酚醛树脂，在100℃、160r/min的条件持续40分钟，得到混合改性沥青，备用；
S4：混合，将混合改性沥青、钢纤维、粉煤灰、微硅粉、碎石、砂石依次置于搅拌机中进行混合搅拌，通过蒸汽锅炉向搅拌机中鼓入85℃高温蒸汽对混合料进行加热，持续搅拌15分钟，得到沥青混凝土。
实施例3
一种公路施工用沥青混凝土，按重量组份计包括如下组分：混合改性沥青20份、钢纤维5份、粉煤灰80份、微硅粉80份、碎石40份、砂石60份，所述钢纤维的长度为5mm，所述碎石为页岩粉碎后经淘洗而成，碎石粒径为6mm，所述砂石的粒径为2mm。
同时，本发明还公开了一种公路施工用沥青混凝土的制备方法，具体按照如下操作步骤：
S1：制备改性沥青A，将基础沥青和SBS橡胶置于80℃的热拌机中混合搅拌30分钟，各组分按重量组分计为基础沥青5份，SBS橡胶20份，得到改性沥青A，备用；
S2：制备改性沥青B，再取基础沥青和聚乙烯置于200℃的热拌机中混合搅拌30分钟，各组分按重量组分计为基础沥青6份，聚乙烯18份，得到改性沥青B，备用；
S3：制备混合改性沥青，将改性沥青A、改性沥青B和助溶剂置于电热搅拌釜中，各组分按重量组分计为改性沥青A 5份、改性沥青B 6份和助溶剂2份，所述助溶剂为酚醛树脂，在120℃、170r/min的条件持续50分钟，得到混合改性沥青，备用；
S4：混合，将混合改性沥青、钢纤维、粉煤灰、微硅粉、碎石、砂石依次置于搅拌机中进行混合搅拌，通过蒸汽锅炉向搅拌机中鼓入90℃高温蒸汽对混合料进行加热，持续搅拌20分钟，得到沥青混凝土。
本发明实施例一、二、三中混凝土的物理参数表：
抗压强度/MPa 路面融化温度/℃ 抗裂安全系数
实施例一 44.8 85.8 1.50
实施例二 50.6 87.9 1.39
实施例三 55.9 88.5 1.44
本发明制得沥青混凝土配级合理，通过增加钢纤维，可以大幅提高沥青混凝土内部的相互作用力，有效防止路面产生裂纹，提高路面的抗压程度，通过使用SBS和聚乙烯的改性沥青，比传统的基础沥青具有更高的耐热型和弹性，提高了路面的热稳定性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (8)

1.一种公路施工用沥青混凝土，其特征在于，按重量组份计包括如下组分：混合改性沥青10-20份、钢纤维3-5份、粉煤灰60-80份、微硅粉70-80份、碎石30-40份、砂石40-60份。
2.根据权利要求1所述的一种公路施工用沥青混凝土，其特征在于：所述钢纤维的长度为3-5mm。
3.根据权利要求1所述的一种公路施工用沥青混凝土，其特征在于：所述碎石为花岗岩、石灰岩、页岩中的任意一种粉碎后经淘洗而成，碎石粒径为4-6mm。
4.根据权利要求1所述的一种公路施工用沥青混凝土，其特征在于：所述砂石的粒径为0.5-2mm。
5.一种如权利要求1所述的公路施工用沥青混凝土的制备方法，其特征在于，具体按照如下操作步骤：
S1：制备改性沥青A，将基础沥青和SBS橡胶置于60-80℃的热拌机中混合搅拌20-30分钟，得到改性沥青A，备用；
S2：制备改性沥青B，再取基础沥青和聚乙烯置于160-200℃的热拌机中混合搅拌20-30分钟，得到改性沥青B，备用；
S3：制备混合改性沥青，将改性沥青A、改性沥青B和助溶剂置于电热搅拌釜中，在80-120℃、150-170r/min的条件持续30-50分钟，得到混合改性沥青，备用；
S4：混合，将混合改性沥青、钢纤维、粉煤灰、微硅粉、碎石、砂石依次置于搅拌机中进行混合搅拌，通过蒸汽锅炉向搅拌机中鼓入80-90℃高温蒸汽对混合料进行加热，持续搅拌10-20分钟，得到沥青混凝土。
6.根据权利要求5所述的一种公路施工用沥青混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中各组分按重量组分计为基础沥青1-5份，SBS橡胶16-20份。
7.根据权利要求5所述的一种公路施工用沥青混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中各组分按重量组分计为基础沥青4-6份，聚乙烯14-18份。
8.根据权利要求5所述的一种公路施工用沥青混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中各组分按重量组分计为改性沥青A 3-5份、改性沥青B 4-6份和助溶剂1-2份，所述助溶剂为聚碳酸酯和酚醛树脂中的任意一种。
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