CN108793831A - 一种高强度冷补沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

一种高强度冷补沥青混合料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度冷补沥青混合料，主要由以下重量百分比的原料制成：2.3％～4.8％普通沥青、0.1～0.4％改性剂、0.02～0.15％增强剂、0.6～2.1％稀释剂、91～95％集料，以及1～3％填料；其中，普通沥青经改性剂和增强剂处理得到改性沥青，改性沥青经稀释剂处理得到冷补沥青，冷补沥青与集料和填料拌和后即得该高强度冷补沥青混合料。本发明制得的冷补沥青混合料初始强度和成型强度高，可在使用时提升修补前期和后期的抗车辙能力，使施工作业更方便，效果更好，还提高了抗水损害性能，进而使修补后的沥青路面具有极佳的综合路用性能；本发明的制备工艺简单，且制得的高强度冷补沥青混合料质量可控，性能稳定。

Description

一种高强度冷补沥青混合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及沥青路面修补领域，具体涉及一种高强度冷补沥青混合料及其制备方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，沥青道路作为最主要的路面形式得到了广泛应用。然而，随着沥青道路上行车流量和载荷的不断增加，以及受自然环境影响，沥青路面极易出现剥落、坑槽、开裂等局部损害，影响沥青路面的服务质量和行车安全，降低沥青路面的使用寿命。因此，有必要及时采取有效的措施对局部损害进行修补。
目前，针对沥青路面损害常采用的修补方法为热拌沥青混合料修补和冷补沥青混合料修补。热拌沥青混合料修补技术成熟，但需要即拌即用，施工现场通常需要大型施工设备，适合损害地点集中、工程量大的路面修补，并且受施工环境影响，不宜在低温及雨雪天气施工。冷补沥青混合料可预先拌制并长时间存储，随用随取，施工方便，不受施工设备和环境气候约束，可对沥青路面的局部损害进行及时、高效地修补，受到国内外道路养护部门的高度认可。然而，现有的冷补沥青混合料产品质量和性能不稳定，通常存在制备工艺复杂、初始强度和成型强度低、抗水损害性能差等问题，极大地影响了沥青路面局部损害的长期修补质量。
发明内容
为克服现有技术存在的上述不足，本发明提供一种高强度冷补沥青混合料，其能够或至少在一定程度上提高初始强度和成型强度，并改善抗水损害性能；本发明还提供一种制备工艺简单的高强度冷补沥青混合料制备方法。本发明通过以下技术方案实现：一种高强度冷补沥青混合料，主要由以下重量百分比的原料制成：2.3％～4.8％普通沥青、0.1～0.4％改性剂、0.02～0.15％增强剂、0.6～2.1％稀释剂、91～95％集料，以及1～3％填料；其中，所述普通沥青经所述改性剂和所述增强剂处理得到改性沥青，所述改性沥青经所述稀释剂处理得到冷补沥青，所述冷补沥青与所述集料和所述填料拌和后即得该高强度冷补沥青混合料。
优选的，所述改性剂包括橡塑合金材料，所述增强剂包括纤维材料。
优选的，所述橡塑合金材料包括聚乙烯和橡胶复合类改性剂，且该聚乙烯和橡胶复合类改性剂在-40℃、4h条件下的低温断裂伸长率≥100％。
优选的，所述纤维材料的纤维长度为5～20mm，且所述纤维材料包括聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维中的至少一种。
优选的，所述普通沥青的软化点≥42℃，且在25℃、5s、100g条件下的针入度为60～100/0.1mm。
优选的，所述稀释剂包括-20#、-10#和0#柴油中的至少一种。
优选的，所述集料包括玄武岩、闪长岩和辉绿岩中的至少一种，所述填料包括水泥和/或消石灰。
一种上述的高强度冷补沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
S1,将普通沥青加热至160～180℃，再加入改性剂和增强剂，并搅拌混合均匀，得到改性沥青；
S2,将S1所得改性沥青冷却至110～130℃，再加入稀释剂，并搅拌混合均匀，得到冷补沥青；
S3，将加热至70～100℃的集料加入S2所得冷补沥青，还加入填料，拌和均匀，即得。
优选的，在步骤S1中，先加所述改性剂，且所述改性剂通过高速剪切而熔融匀散，再加入所述增强剂，且所述增强剂通过低速搅拌匀散。
本发明制得的冷补沥青混合料初始强度和成型强度高，可在使用时提升修补前期和后期的抗车辙能力，使施工作业更方便，效果更好，还提高了抗水损害性能，进而使修补后的沥青路面具有极佳的综合路用性能。本发明的制备工艺简单，且制得的高强度冷补沥青混合料质量可控，性能稳定。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的描述：
该高强度冷补沥青混合料，主要由以下重量百分比的原料：2.3％～4.8％普通沥青、0.1～0.4％改性剂、0.02～0.15％增强剂、0.6～2.1％稀释剂、91～95％集料，以及1～3％填料，经沥青改性、沥青稀释、拌和等步骤制得，制得的高强度沥青混合料具有初始强度和成型强度高、抗水损害性能好。
具体实施时，改性剂优选包括橡塑合金材料，增强剂优选包括纤维材料，橡塑合金材料与纤维材料可以相互协调配合，整体全面协同增强对普通沥青的改性效果，使值得产品具有优异的初始强度、成型强度和抗水损害性能。橡塑合金材料进一步优选包括聚乙烯和橡胶复合类改性剂，且该聚乙烯和橡胶复合类改性剂在-40℃、4h条件下的低温断裂伸长率≥100％，以进一步增强改性效果，具体可优选以广东银禧科技公司生产的RK300橡塑合金改性剂方式实施。纤维材料的纤维长度优选为5～20mm，纤维材料可选包括无机和/或有机纤维，有机纤维优选包括聚酯纤维和/或聚丙烯腈纤维，无机纤维优选包括玻璃纤维和/或玄武岩纤维，以利于进一步提高制得的冷补沥青混合料的初始强度和成型强度，以及抗水损害性能。
普通沥青具体实施时，优选其软化点≥42℃，且在25℃、5s、100g条件下的针入度为60～100/0.1mm，以利于与其它原料适配互补，效用最大化。
稀释剂具体实施时，优选包括-20#、-10#和0#柴油中的至少一种。以柴油作为稀释剂，取材方便容易，而且稀释效果更好。
集料具体实施时，优选包括玄武岩、闪长岩和辉绿岩中的至少一种，填料具体实施时优选包括水泥和/或消石灰，两相结合，抗剥落性能更好，利于更进一步提高制得的冷补沥青混合料的初始强度和成型强度，以及抗水损害性能。
具体制备时，作为一种制备实施方式，包括以下步骤：
S1,将普通沥青加热至160～180℃后，优选先加入改性剂高速剪切分散10～30min，随后再加入增强剂搅拌混合5～20min，得到改性沥青。先加改性剂，再加增强剂，匀散效果更好，尤其是当改性剂包括橡塑合金材料、增强剂包括纤维材料时，可先对橡塑合金材料高速剪切使其熔融并分散均匀，再对纤维材料低速搅拌混和，以利于在确保匀散效果的同时，确保纤维材料的性能。
S2,将上述改性沥青冷却至110～130℃，加入稀释剂搅拌混合5～30min，得到冷补沥青；
S3，将集料加热至70～100℃并喷入上述冷补沥青拌和60～90s，加入填料再拌和30～60s，即可得到高强度冷补沥青混合料。
下面结合具体实施例及对比例对本发明更进一步说明：
实施例1
1、沥青改性：
将3.86％的70#普通沥青加热至170℃后加入0.25％RK300橡塑合金改性剂剪切分散15min，随后加入0.04％聚丙烯腈纤维搅拌混合10min，得到高强度改性沥青；
2、沥青稀释：
将上述高强度改性沥青冷却至120℃，加入0.85％的0#柴油搅拌混合15min，得到高强度冷补沥青；
3、拌和：
将93％辉绿岩按照LB-13级配配比后加热至90℃，喷入上述高强度冷补沥青拌和60s，加入2％水泥再拌和30s，制得高强度冷补沥青混合料。
实施例2
1、沥青改性：
将3.2％的70#普通沥青加热至170℃后加入0.4％RK300橡塑合金改性剂剪切分散20min，随后加入0.1％聚酯纤维搅拌混合5min，得到高强度改性沥青；
2、沥青稀释：
将上述高强度改性沥青冷却至120℃，加入1.2％的0#柴油搅拌混合20min，得到高强度冷补沥青；
3、拌和：
将93％辉绿岩按照LB-13级配配比后加热至90℃，喷入上述高强度冷补沥青拌和90s，加入2％水泥再拌和45s，制得高强度冷补沥青混合料。
对比例
将4.15％的70#普通沥青加热至120℃后加入0.85％的0#柴油搅拌混合15min，得到冷补沥青；将93％辉绿岩按照LB-13级配比后加热至90℃，喷入上述冷补沥青拌和60s，加入2％矿粉后再拌和30s，制得冷补沥青混合料。
测试结果如下表所示：
测试项目 单位 实施例1 实施例2 对比例
粘附等级 —— 5 5 2
初始强度 KN 4.88 5.32 2.37
成型强度 KN 10.32 13.17 6.32
初始动稳定度，60℃ 次/mm 934 1061 349
成型动稳定度，60℃ 次/mm 7823 8852 3586
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高强度冷补沥青混合料，其特征在于，主要由以下重量百分比的原料制成：2.3％～4.8％普通沥青、0.1～0.4％改性剂、0.02～0.15％增强剂、0.6～2.1％稀释剂、91～95％集料，以及1～3％填料；其中，所述普通沥青经所述改性剂和所述增强剂处理得到改性沥青，所述改性沥青经所述稀释剂处理得到冷补沥青，所述冷补沥青与所述集料和所述填料拌和后即得该高强度冷补沥青混合料。
2.根据权利要求1所述的一种高强度冷补沥青混合料，其特征在于，所述改性剂包括橡塑合金材料，所述增强剂包括纤维材料。
3.根据权利要求2所述的一种高强度冷补沥青混合料，其特征在于，所述橡塑合金材料包括聚乙烯和橡胶复合类改性剂，且该聚乙烯和橡胶复合类改性剂在-40℃、4h条件下的低温断裂伸长率≥100％。
4.根据权利要求2所述的一种高强度冷补沥青混合料，其特征在于，所述纤维材料的纤维长度为5～20mm，且所述纤维材料包括聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种高强度冷补沥青混合料，其特征在于，所述普通沥青的软化点≥42℃，且在25℃、5s、100g条件下的针入度为60～100/0.1mm。
6.根据权利要求1所述的一种高强度冷补沥青混合料，其特征在于，所述稀释剂包括-20#、-10#和0#柴油中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种高强度冷补沥青混合料，其特征在于，所述集料包括玄武岩、闪长岩和辉绿岩中的至少一种，所述填料包括水泥和/或消石灰。
8.一种权利要求1所述的高强度冷补沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1,将普通沥青加热至160～180℃，再加入改性剂和增强剂，并搅拌混合均匀，得到改性沥青；
S2,将S1所得改性沥青冷却至110～130℃，再加入稀释剂，并搅拌混合均匀，得到冷补沥青；
S3，将加热至70～100℃的集料加入S2所得冷补沥青，还加入填料，拌和均匀，即得。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，先加所述改性剂，且所述改性剂通过高速剪切而熔融匀散，再加入所述增强剂，且所述增强剂通过低速搅拌匀散。
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