CN110342857A - 一种公路工程用沥青混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种公路工程用沥青混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种公路工程用沥青混凝土及其制备方法。由如下重量份数的原料制备而成:集料70‑100份,尾矿粉3‑8份,高分子树脂3‑6份,沥青3‑10份,偶联剂0.1‑0.5份。本发明制备的公路工程用沥青混凝土,添加了尾矿粉,增加了路面的耐磨性,延长路面的使用寿命,选用聚乙烯醇接枝丙烯酸,聚羟基丁酸酯或聚酰胺树脂为沥青改性剂,使得沥青与粗集料和中集料的粘附能力增强,粘附的厚度均匀一致。本发明制备的沥青混凝土铺设路面,路面的强度高,耐磨性强,防冻融,使用寿命长。

Description

一种公路工程用沥青混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑工程材料制备技术领域,具体涉及一种公路工程用沥青混凝土及其制备方法。
背景技术
沥青混凝土是由人工选配的矿料,碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等,与一定比例的路用沥青材料,在严格控制条件下拌制而成的混合料。沥青混凝土按所用结合料不同,可分为石油沥青的和煤沥青的两大类。沥青混合料的强度主要表现在两个方面:一是沥青与矿粉形成的胶结料的粘结力;另一是集料颗粒间的内摩阻力和锁结力,矿粉细颗粒的巨大表面积使沥青材料形成薄膜,从而提高了沥青材料的粘结强度和温度稳定性;而锁结力则主要在粗集料颗粒之间产生。选择沥青混凝土矿料级配时要兼顾两者,以达到加入适量沥青后混合料能形成密实、稳定、粗糙度适宜、经久耐用的路面。
现有的沥青混凝土主要用于公路工程,沥青混凝土干燥后,路面变硬,但是,由于其可塑性较差,在铺设不均匀,或者路基土质松软不一的情况下,容易造成路面快速磨损甚至塌陷,需要修补,修补后的公路路段与老路段的衔接处不平,造成行路车颠簸。专利201410273533.7公开了一种沥青混凝土及制备方法与应用,该沥青混凝土由以下原料组成:集料83~90份,矿粉4~6份,磁铁矿1~2份,黄铁矿1~2份,累托石1~2份,沥青3~5份。制备的沥青混凝土虽然可以吸附PM2.5颗粒,但是,其路面强度不高,路面容易磨损,使用寿命低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种公路工程用沥青混凝土及其制备方法。
一种公路工程用沥青混凝土,由如下重量份数的原料制备而成:集料70-100份,尾矿粉3-8份,高分子树脂3-6份,沥青3-10份,偶联剂0.1-0.5份。
所述集料为材质为碎石,砾石,砂,石屑,冶金矿渣,烧矾土中的一种或一种以上。
所述尾矿粉选自磷尾矿粉,钼尾矿粉,铜尾矿粉中的一种或一种以上,所述尾矿粉添加到集料中,与沥青粘附后,提高了路面的耐磨性,并且使得路面具有一定的弹性,保护行驶车辆的轮胎,若替换为矿石粉,由于矿石粉一般具有晶体结构,刚性太强,虽然能增加耐磨性,但是,其质地硬,车辆长期行驶会造成轮胎损伤。
所述集料由粗集料,中集料和细集料按照质量比3:2:1混合而成,所述粗集料粒径大小在35-40mm,所述中集料粒径大小在20-25mm,所述细集料粒径大小在10-15mm。
所述高分子树脂为聚乙烯醇接枝丙烯酸,聚羟基丁酸酯或聚酰胺树脂。
所述的聚乙烯醇接枝丙烯酸,聚羟基丁酸酯或聚酰胺树脂与沥青在高温下结合,能改善沥青的粘度,使得沥青与粗集料和中集料的粘附能力增强,粘附的厚度均匀一致。
所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550,KH-560,KH-570或3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷。
上述公路工程用沥青混凝土的制备方法,按照如下步骤进行:
(1)按照重量份数,取集料70-100份,尾矿粉3-8份,送入混料机混合10-15min,然后加入偶联剂0.1-0.5份,升温至120-180℃,混合10-15min,混合均匀;
(2)取高分子树脂3-6份,沥青3-10份,升温至140-180℃,送入高速速剪切机中,先在转速为800-1200r/min的条件下低速剪切10-15min,再在转速为3000-5000r/min的条件下高速剪切20-30min,得到改性沥青;
(3)将步骤(1)制备的混合料与步骤(2)制备的改性沥青混合,搅拌10-20min,搅拌均匀,制成。
本发明的有益效果:本发明制备的公路工程用沥青混凝土,添加了尾矿粉,增加了路面的耐磨性,延长路面的使用寿命,选用聚乙烯醇接枝丙烯酸,聚羟基丁酸酯或聚酰胺树脂为沥青改性剂,使得沥青与粗集料和中集料的粘附能力增强,粘附的厚度均匀一致。本发明制备的沥青混凝土铺设路面,路面的强度高,耐磨性强,防冻融,使用寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种公路工程用沥青混凝土,由如下重量份数的原料制备而成:集料90kg,钼尾矿粉5kg,聚乙烯醇接枝丙烯酸4kg,沥青6kg,硅烷偶联剂KH-560 0.3kg;所述集料为材质为碎石,由粗集料,中集料和细集料按照质量比3:2:1混合而成,所述粗集料粒径大小在38mm,所述中集料粒径大小在22mm,所述细集料粒径大小在12mm。
上述公路工程用沥青混凝土的制备方法,按照如下步骤进行:
(1)按照重量份数,取集料90kg,钼尾矿粉5kg,送入混料机混合12min,然后加入硅烷偶联剂KH-560 0.3kg,升温至150℃,混合12min,混合均匀;
(2)取聚乙烯醇接枝丙烯酸4kg,沥青6kg,升温至160℃,送入高速速剪切机中,先在转速为1000r/min的条件下低速剪切12min,再在转速为4000r/min的条件下高速剪切25min,得到改性沥青;
(3)将步骤(1)制备的混合料与步骤(2)制备的改性沥青混合,搅拌15min,搅拌均匀,制成。
实施例2
一种公路工程用沥青混凝土,由如下重量份数的原料制备而成:集料80kg,磷尾矿粉6kg,聚羟基丁酸酯5kg,沥青5kg,硅烷偶联剂KH-570 0.3kg;所述集料为材质为砾石,由粗集料,中集料和细集料按照质量比3:2:1混合而成,所述粗集料粒径大小在35mm,所述中集料粒径大小在20mm,所述细集料粒径大小在10毫米。
上述公路工程用沥青混凝土的制备方法,按照如下步骤进行:
(1)按照重量份数,取集料80kg,磷尾矿粉6kg,送入混料机混合10min,然后加入硅烷偶联剂KH-570 0.3kg,升温至120℃,混合10min,混合均匀;
(2)取聚羟基丁酸酯5kg,沥青5kg,升温至140℃,送入高速速剪切机中,先在转速为1100r/min的条件下低速剪切15min,再在转速为4500r/min的条件下高速剪切25min,得到改性沥青;
(3)将步骤(1)制备的混合料与步骤(2)制备的改性沥青混合,搅拌20min,搅拌均匀,制成。
实施例3
一种公路工程用沥青混凝土,由如下重量份数的原料制备而成:集料100kg,铜尾矿粉7kg,聚酰胺树脂5kg,沥青9kg,3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷0.4kg;所述集料为冶金矿渣,由粗集料,中集料和细集料按照质量比3:2:1混合而成,所述粗集料粒径大小在40mm,所述中集料粒径大小在25mm,所述细集料粒径大小在15mm。
上述公路工程用沥青混凝土的制备方法,按照如下步骤进行:
(1)按照重量份数,取集料100kg,铜尾矿粉7kg,送入混料机混合15min,然后加入3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷0.4kg,升温至170℃,混合15min,混合均匀;
(2)取聚酰胺树脂5kg,沥青9kg,升温至160℃,送入高速速剪切机中,先在转速为800r/min的条件下低速剪切12min,再在转速为5000r/min的条件下高速剪切30min,得到改性沥青;
(3)将步骤(1)制备的混合料与步骤(2)制备的改性沥青混合,搅拌12min,搅拌均匀,制成。
实施例4
一种公路工程用沥青混凝土,由如下重量份数的原料制备而成:集料90kg,钾长石粉5kg,聚乙烯醇接枝丙烯酸4kg,沥青6kg,硅烷偶联剂KH-560 0.3kg;所述集料为材质为碎石,由粗集料,中集料和细集料按照质量比3:2:1混合而成,所述粗集料粒径大小在38mm,所述中集料粒径大小在22mm,所述细集料粒径大小在12mm。
上述公路工程用沥青混凝土的制备方法,按照如下步骤进行:
(1)按照重量份数,取集料90kg,钾长石粉5kg,送入混料机混合12min,然后加入硅烷偶联剂KH-560 0.3kg,升温至150℃,混合12min,混合均匀;
(2)取聚乙烯醇接枝丙烯酸4kg,沥青6kg,升温至160℃,送入高速速剪切机中,先在转速为1000r/min的条件下低速剪切12min,再在转速为4000r/min的条件下高速剪切25min,得到改性沥青;
(3)将步骤(1)制备的混合料与步骤(2)制备的改性沥青混合,搅拌15min,搅拌均匀,制成。
实施例5
一种公路工程用沥青混凝土,由如下重量份数的原料制备而成:集料90kg,聚乙烯醇接枝丙烯酸4kg,沥青6kg,硅烷偶联剂KH-560 0.3kg;所述集料为材质为碎石,由粗集料,中集料和细集料按照质量比3:2:1混合而成,所述粗集料粒径大小在38mm,所述中集料粒径大小在22mm,所述细集料粒径大小在12mm。
上述公路工程用沥青混凝土的制备方法,按照如下步骤进行:
(1)按照重量份数,取集料90kg,然后加入硅烷偶联剂KH-560 0.3kg,升温至150℃,混合12min,混合均匀;
(2)取聚乙烯醇接枝丙烯酸4kg,沥青6kg,升温至160℃,送入高速速剪切机中,先在转速为1000r/min的条件下低速剪切12min,再在转速为4000r/min的条件下高速剪切25min,得到改性沥青;
(3)将步骤(1)制备的混合料与步骤(2)制备的改性沥青混合,搅拌15min,搅拌均匀,制成。
实施例6
一种公路工程用沥青混凝土,由如下重量份数的原料制备而成:集料90kg,钼尾矿粉5kg,沥青6kg,硅烷偶联剂KH-560 0.3kg;所述集料为材质为碎石,由粗集料,中集料和细集料按照质量比3:2:1混合而成,所述粗集料粒径大小在38mm,所述中集料粒径大小在22mm,所述细集料粒径大小在12mm。
上述公路工程用沥青混凝土的制备方法,按照如下步骤进行:
(1)按照重量份数,取集料90kg,钼尾矿粉5kg,送入混料机混合12min,然后加入硅烷偶联剂KH-560 0.3kg,升温至150℃,混合12min,混合均匀;
(2)取沥青6kg,升温至160℃,送入高速速剪切机中,先在转速为1000r/min的条件下低速剪切12min,再在转速为4000r/min的条件下高速剪切25min;
(3)将步骤(1)制备的混合料与步骤(2)制备的沥青混合,搅拌15min,搅拌均匀,制成。
实验例1:
为了验证本发明公路工程用沥青混凝土具有良好的路用性能,按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJE20-2011)规定进行基本性能试验。各实施例沥青混凝土的具体试验结果如下表1-2所示。
表1
注:*代表与实施例1比较P<0.05。
表2
注:*代表与实施例1比较P<0.05。

Claims (6)

1.一种公路工程用沥青混凝土,其特征在于,由如下重量份数的原料制备而成:集料70-100份,尾矿粉3-8份,高分子树脂3-6份,沥青3-10份,偶联剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述公路工程用沥青混凝土,其特征在于,所述集料为材质为碎石,砾石,砂,石屑,冶金矿渣,烧矾土中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述公路工程用沥青混凝土,其特征在于,所述集料由粗集料,中集料和细集料按照质量比3:2:1混合而成,所述粗集料粒径大小在35-40mm,所述中集料粒径大小在20-25mm,所述细集料粒径大小在10-15mm。
4.根据权利要求1所述公路工程用沥青混凝土,其特征在于,所述高分子树脂为聚乙烯醇接枝丙烯酸,聚羟基丁酸酯或聚酰胺树脂。
5.根据权利要求1所述公路工程用沥青混凝土,其特征在于,所述偶联剂为KH-550,KH-560,KH-570或3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷。
6.权利要求1所述公路工程用沥青混凝土的制备方法,其特征在于,按照如下步骤进行:
(1)按照重量份数,取集料70-100份,尾矿粉3-8份,送入混料机混合10-15min,然后加入偶联剂0.1-0.5份,升温至120-180℃,混合10-15min,混合均匀;
(2)取高分子树脂3-6份,沥青3-10份,升温至140-180℃,送入高速速剪切机中,先在转速为800-1200r/min的条件下低速剪切10-15min,再在转速为3000-5000r/min的条件下高速剪切20-30min,得到改性沥青;
(3)将步骤(1)制备的混合料与步骤(2)制备的改性沥青混合,搅拌10-20min,搅拌均匀,制成。
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