CN110342857A - 一种公路工程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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