CN110451870A - 一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土及制备方法 - Google Patents

一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土,包括旧沥青回收料、新集料、水泥、乳化沥青、水,还包括碳黑、橡胶粉,其中,旧沥青回收料、新集料的用量比为70‑75:10‑12,新集料包括粒径为20‑25mm的碎石Ⅰ、粒径为10‑15mm的碎石Ⅱ、粒径为10‑15mm的石灰石、粒径为5‑7mm的砂粒、粒径为5‑7mm的石屑、粒径为0‑5mm的矿粉;当以旧沥青回收料和新集料的重量之和为100份时,碳黑的重量份为0.5、橡胶粉的重量份为0.45。本发明还提供了一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土的制备方法。本发明具有提高乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土的裹覆效果的有益效果。

Description

一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土及制备方法
技术领域
本发明涉及再生沥青混凝土技术领域。更具体地说,本发明涉及一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土及制备方法。
背景技术
随着我国公路通车里程的不断增加,需要翻铺,维修的路面也日益增多,维修的路面也日益增多,旧沥青废料的回收再利用技术的研究也越来越受到重视,其中,乳化沥青厂拌冷再生技术是先将旧沥青路面材料运至拌合厂,经破碎、筛分后构成旧沥青混合料,旧沥青混合料配合一定比例的添加料形成新的沥青混凝土,利用新的沥青混凝土实现对路面的常温铺筑,构成路面结构层(常用作铺筑路面的基层和底基层);
添加料中的乳化沥青、水泥的掺量较低,在厂拌冷再生的过程中容易产生沥青裹覆不均匀的问题,如果通过延长拌和时间,可能导致乳化沥青破乳加剧,如何控制破乳程度快速达到拌和效果的同时,避免出现裹覆效果差导致的花白料,是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土,通过配合添加碳黑、橡胶粉,并控制新集料粒径,有效增大物料间彼此接触面积,提高厂拌冷再生沥青混凝土的裹覆效果。
本发明还有一个目的是提供一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土的制备方法,通过设计拌和筒,分腔室处理原料,提高厂拌冷再生沥青混凝土的裹覆效果。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土,包括旧沥青回收料、新集料、水泥、乳化沥青、水,还包括碳黑、橡胶粉,其中,旧沥青回收料、新集料的用量比为70-75:10-12,新集料包括质量比为30:15:15:14:13:13的粒径为20-25mm的碎石Ⅰ、粒径为10-15mm的碎石Ⅱ、粒径为10-15mm的石灰石、粒径为5-7mm的砂粒、粒径为5-7mm的石屑、粒径为0-5mm的矿粉;当以旧沥青回收料和新集料的重量之和为100份时,碳黑的重量份为0.5、橡胶粉的重量份为0.45。
优选的是,通过试验确定水、乳化沥青、水泥的加入量。
一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1、设计拌和筒,所述拌和筒包括:
筒本体,其顶面开口且横截面呈正方形,所述筒本体内固接水平板,以将所述筒本体分隔为上下间隔的搅拌腔和传动腔,所述搅拌腔的内侧壁设置为包括分别位于其四棱处的四个弧形部、位于任意相邻两弧形部间的平板部,所述弧形部的圆心角为90°,任意一个平板部与弧形部的连接处相对于该弧形部凹陷形成安装位;
主动力机构,其包括固设于所述传动腔的主电机、与所述主电机输出轴固接的主搅拌轴,所述主搅拌顶端密封可转动同轴穿过所述水平板位于所述搅拌腔内,所述主搅拌轴沿周向凹陷具有环形槽,所述环形槽内固设有单向轴承,所述单向轴承外周等间隔设置四个第一桨叶,所述单向轴承外周半径小于所述主搅拌轴的外周半径;
四个分隔板,四个分隔板呈十字交叉、且分别可拆设于所述主搅拌轴和所述平板部间,以将所述搅拌腔等分为四个预混腔,其中,每个分隔板沿远离单向轴承的方向固设有卡槽,四个第一桨叶可分别转动塞设与对应卡槽内;
四个弧形板,所述弧形板的半径等于所述弧形部的半径,且圆心角为270°,四个弧形板分别一一对应设于四个预混腔内,其中,每个弧形板开口侧的两端面分别与对应预混腔内的两个安装位可拆卸连接,每个弧形板与构成对应预混腔的两个分隔板的侧壁可拆卸连接,以将每个预混腔分隔为中空圆柱状;
辅动力机构,其包括固设于所述传动腔的四个辅电机、与每个辅电机输出轴固接的辅搅拌轴,四个辅搅拌轴密封可转动同轴穿过所述水平板分别一一对应位于四个预混腔内,且每个辅搅拌轴同轴设于对应预混腔内,每个辅搅拌轴上设置第二桨叶,所述第二桨叶的高度低于所述第一桨叶;
S2、通过试验确定水、乳化沥青、水泥的加入量,并将水、乳化沥青、水泥、碳黑、橡胶粉分别按照质量比为30:30:27:13分为四份;
S3、将旧沥青回收料按质量比为30:30:27:13分为四份,分别沿周向依次置于四个预混腔内,依次记为腔Ⅰ、腔Ⅱ、腔Ⅲ、腔Ⅳ,其中,向腔Ⅰ中加入碎石Ⅰ、向腔Ⅱ中加入碎石Ⅱ和石灰石、向腔Ⅲ中加入砂粒和石屑、向腔Ⅳ中加入矿粉,并依次向四个预混腔内分别加入对应份的水泥、碳黑、橡胶粉,开启四个辅电机拌和20-30s;
S4、向四个预混腔内加入对应份的水,拌和20-30s,继续向四个预混腔内加入对应份的乳化沥青,拌和60-80s;
S5、拆除四个弧形板,开启主电机,带动第一桨叶脱离对应卡槽,关闭主电机,拆除腔Ⅳ和腔Ⅲ间的分隔板、腔Ⅰ和腔Ⅱ间的分隔板,拌和20-30s;
S6、拆除剩余分隔板,开启主电机,主电机带动第一桨叶沿与第二桨叶相反的方向拌和,拌和30-40s,即可。
优选的是,所述主搅拌轴的顶面高度比所述搅拌腔的顶面高度低3-4cm。
优选的是,所述单向轴承包括内套、外套、设于内套和外套间的单向锁死机构,其中,所述内套与所述环形槽固接,所述第一桨叶的一端固设于所述外套上。
优选的是,四个分隔板与所述主搅拌轴间、四个分隔板与对应平板部间、每个弧形板开口侧的端面与对应安装位间、每个弧形板与构成对应预混腔的两个分隔板的侧壁间通过一插拔组件可拆卸连接,每一插拔组件包括沿对应安装部位高度方向设置的、沿对应安装部位高度方向设置的插槽,其中,设于所述主搅拌轴、所述分隔板具有卡槽的侧壁上的插条或插槽包括上下间隔设置的两个。
本发明至少包括以下有益效果:
不同粒径的集料先采用分腔室处理不同粒径原料,配合添加碳黑、橡胶粉,有效增大物料间彼此接触面积、增加填充度、提高磨合效果,提高乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土性能。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的其中一种技术方案所述拌和筒的俯视图;
图2为本发明的其中一种技术方案所述主搅拌轴和第一桨叶的结构示意图;
图3为本发明的其中一种技术方案所述单向轴承和第一桨叶的结构示意图;
图4为本发明的其中一种技术方案所述弧形板的结构示意图;
图5为本发明的其中一种技术方案所述主搅拌轴和所述分隔板的结构示意图;
图6为本发明的其中一种技术方案所述筒本体的结构示意图;
图7为本发明的其中一种技术方案所述分隔板的结构示意图;
图8为本发明的其中一种技术方案所述拌和筒的俯视图。
附图标记:水平板1;搅拌腔2;弧形部20;平板部21;安装位22;预混腔23;传动腔3;主电机4;主搅拌轴40;环形槽41;单向轴承42;内套43;外套44;第一桨叶45;分隔板5;卡槽50;弧形板6;辅搅拌轴70;第二桨叶71;插槽8;插条80。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土,包括旧沥青回收料、新集料、水泥、乳化沥青、水、碳黑、橡胶粉,其中:
在设计厚度下分层刨除现有的沥青路面,然后将现有刨料运至拌和厂,进行筛分和破碎处理,得旧沥青混合料;旧沥青回收料、新集料的用量比为70-75:10-12;
新集料包括质量比为30:15:15:14:13:13的粒径为20-25mm的碎石Ⅰ、粒径为10-15mm的碎石Ⅱ、粒径为10-15mm的石灰石、粒径为5-7mm的砂粒、粒径为5-7mm的石屑、粒径为0-5mm的矿粉,其中,碎石(碎石Ⅰ、碎石Ⅱ)是指经粉碎后的石子,其对应的原料为原石或料石,而非石灰石;
当以旧沥青回收料和新集料的重量之和为100份时,碳黑的重量份为0.5份、橡胶粉的重量份为0.45份,橡胶粉为由废旧轮胎加工而成的橡胶粉末,在本申请中可使用粗胶粉(40目,0.425mm)和细胶粉(40-80目,0.425mm~0.180mm),优选细胶粉;
其中一种方式为通过修正马歇尔试验确定水、乳化沥青、水泥的加入量,水泥为普通硅酸盐水泥。
在上述技术方案中,配合添加碳黑、橡胶粉,并控制新集料包括多种粒径范围的材料,有效增大物料间彼此接触面积及磨合效果,提高其沥青混合料的高温抗车辙性能。
<实施例1>
一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1、设计并装配拌和筒,如图1-8可知,所述拌和筒包括:
筒本体,其顶面开口且横截面呈正方形,所述筒本体内固接水平板1,以将所述筒本体分隔为上下间隔的搅拌腔2和传动腔3,所述搅拌腔2的内侧壁设置为包括分别位于所述搅拌腔2四棱处的四个弧形部20、位于任意相邻两弧形部20间的平板部21,所述弧形部20的圆心角为90°,四个平板部21分别平行于所述搅拌腔2对应外侧壁,任意一个平板部21相对于与其连接的两个弧形部20的端部沿远离所述搅拌腔2的中轴线方向设置,以使任意一个平板部21与弧形部20的连接处相对于该弧形部20凹陷形成安装位22;
主动力机构,其包括固设于所述传动腔3的主电机4、与所述主电机4输出轴固接的主搅拌轴40,所述主搅拌顶端密封可转动穿过所述水平板1位于所述搅拌腔2内,所述主搅拌轴40与所述水平板1同轴设置,所述主搅拌轴40沿周向凹陷具有环形槽41,所述环形槽41位于搅拌腔2内,所述环形槽41内固设有单向轴承42,所述单向轴承42外周等间隔设置四个第一桨叶45,所述单向轴承42外周半径小于所述主搅拌轴40的外周半径,其中,在本实施例的技术方案中,所述单向轴承42包括内套43、外套44、设于内套43和外套44间的单向锁死机构,所述单向锁死机构为现有技术中任一种,具体可为多个呈锥形分布的滚动体,以使外套44相对于外套44只可沿某一既定方向转动,所述内套43与所述环形槽41固接,所述第一桨叶45的一端固设于所述外套44上;
四个分隔板5,四个分隔板5呈十字交叉、且分别可拆设于所述主搅拌轴40和所述平板部21间,以将所述搅拌腔2等分为四个预混腔23,其中,每个分隔板5沿远离单向轴承42的方向固设有卡槽50,四个第一桨叶45可分别转动塞设与对应卡槽50内;
四个弧形板6,所述弧形板6的半径等于所述弧形部20的半径,且圆心角为270°,四个弧形板6分别一一对应设于四个预混腔23内,其中,每个弧形板6开口侧的两端面分别与对应预混腔23内的两个安装位22可拆卸连接,每个弧形板6与构成对应预混腔23的两个分隔板5的侧壁可拆卸连接,以将每个预混腔23分隔为中空圆柱状;
辅动力机构,其包括固设于所述传动腔3的四个辅电机、与每个辅电机输出轴固接的辅搅拌轴70,四个辅搅拌轴70密封可转动同轴穿过所述水平板1分别一一对应位于四个预混腔23内,且每个辅搅拌轴70同轴设于对应预混腔23内,每个辅搅拌轴70上设置第二桨叶71,所述第二桨叶71的高度低于所述第一桨叶45;
其中,所述主搅拌轴40的顶面高度比所述搅拌腔2的顶面高度低3-4cm;
四个分隔板5与所述主搅拌轴40间、四个分隔板5与对应平板部21间、每个弧形板6开口侧的端面与对应安装位22间、每个弧形板6与构成对应预混腔23的两个分隔板5的侧壁间通过一插拔组件可拆卸连接,每一插拔组件包括沿对应安装部位高度方向设置的、沿对应安装部位高度方向设置的插槽8,其中,设于所述主搅拌轴40、所述分隔板5具有卡槽50的侧壁上的插条80或插槽8包括上下间隔设置的两个;
使用过程中,装配拌和筒,具体为:
确定单向轴承42的可转动方向,在本实施例中第一桨叶相对于主搅拌轴40可逆时针转动,即当主搅拌轴40顺时针转动时,可带动第一桨叶45转动,调整第一桨叶45分别位于筒本体横截面的对角线上;
安装四个分隔板5,分隔板5安装后固定,具体的方式可为所述主搅拌轴40的顶端位于所述分隔板5的上方设置为螺纹柱状,螺帽螺设于该螺纹柱上,且螺帽的底端部分与四个分隔板5顶面抵接,以固定分隔板5;沿逆时针方向,使所述分隔板5的卡槽50的开口端位于对应板体的起始侧面,沿逆时针方向转动第一桨叶45,使四个第一桨叶45分别卡设于对应的卡槽50内;
安装四个弧形板6,弧形板6安装后固定,具体的方式可以根据实际情况确定,例如在平板部21顶面设置具有通孔的安装柱,在对应的弧形板6顶面设置配对的具有内螺纹的定位块,使用螺栓穿过安装柱和定位块,固定弧形板6;
S2、准备原料,具体为:包括旧沥青回收料87.5份、新集料12.5份、水泥1.2份、乳化沥青3.8份、水2.5份、碳黑0.5份、橡胶粉0.45份,其中,新集料包括质量比为30:15:15:14:13:13的粒径为20-25mm的碎石Ⅰ、粒径为10-15mm的碎石Ⅱ、粒径为10-15mm的石灰石、粒径为5-7mm的砂粒、粒径为5-7mm的石屑、粒径为0-5mm的矿粉,碎石(碎石Ⅰ、碎石Ⅱ)是指经粉碎后的石子,其对应的原料为原石;橡胶粉为细胶粉(40-80目,0.425mm~0.180mm);
S3、将旧沥青回收料、水、乳化沥青、水泥、碳黑、橡胶粉分别按照质量比为30:30:27:13分为四份;
S4、将四份分别沿周向依次置于四个预混腔23内,依次记为腔Ⅰ(质量比为30的旧沥青回收料)、腔Ⅱ(质量比为30的旧沥青回收料)、腔Ⅲ(质量比为27的旧沥青回收料)、腔Ⅳ(质量比为13的旧沥青回收料),其中,向腔Ⅰ中加入碎石Ⅰ、向腔Ⅱ中加入碎石Ⅱ和石灰石、向腔Ⅲ中加入砂粒和石屑、向腔Ⅳ中加入矿粉,并依次向四个预混腔23内分别加入对应份的水泥、碳黑、橡胶粉,开启四个辅电机(辅电机的转动方向设置为逆时针方向)拌和25s,对应份具体是指:水泥、碳黑、橡胶粉在每个预混腔23中的加入量占对应重量的质量比相同,例腔Ⅳ中加入的旧沥青回收料、水泥、碳黑、橡胶粉均占其对应原料总重量的(13/(30+30+27+13));
S4、向四个预混腔23内加入对应份的水,拌和25s,继续向四个预混腔23内加入对应份的乳化沥青,拌和75s;
S5、拆除四个弧形板6,开启主电机4沿顺时针方向转动,带动第一桨叶45脱离对应卡槽50,关闭主电机4,拆除腔Ⅳ和腔Ⅲ间的分隔板5、腔Ⅰ和腔Ⅱ间的分隔板5,拌和23s;
S6、拆除剩余分隔板5,开启主电机4,主电机4带动第一桨叶45沿与第二桨叶71相反的方向拌和,拌和40s,即可。
<实施例2>
一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1、设计并装配拌和筒,方法同实施例1;
S2、准备原料,具体为:包括86.2份、新集料13.8份、水泥1.3份、乳化沥青3.7份、水2.5份、碳黑0.5份、橡胶粉0.45份,其中,新集料包括质量比为30:15:15:14:13:13的粒径为20-25mm的碎石Ⅰ、粒径为10-15mm的碎石Ⅱ、粒径为10-15mm的石灰石、粒径为5-7mm的砂粒、粒径为5-7mm的石屑、粒径为0-5mm的矿粉,碎石(碎石Ⅰ、碎石Ⅱ)是指经粉碎后的石子,其对应的原料为原石;橡胶粉为细胶粉(40-80目,0.425mm~0.180mm);
S3、将旧沥青回收料、水、乳化沥青、水泥、碳黑、橡胶粉分别按照质量比为30:30:27:13分为四份;
S4、将四份旧沥青回收料分别沿周向依次置于四个预混腔23内,依次记为腔Ⅰ(质量比为30的旧沥青回收料)、腔Ⅱ(质量比为30的旧沥青回收料)、腔Ⅲ(质量比为27的旧沥青回收料)、腔Ⅳ(质量比为13的旧沥青回收料),其中,向腔Ⅰ中加入碎石Ⅰ、向腔Ⅱ中加入碎石Ⅱ和石灰石、向腔Ⅲ中加入砂粒和石屑、向腔Ⅳ中加入矿粉,并依次向四个预混腔23内分别加入对应份的水泥、碳黑、橡胶粉,开启四个辅电机拌和25s,对应份具体是指:水泥、碳黑、橡胶粉在每个预混腔23中的加入量占对应重量的质量比相同,例腔Ⅳ中加入的旧沥青回收料、水泥、碳黑、橡胶粉均占其对应原料总重量的(13/(30+30+27+13));
S4、向四个预混腔23内加入对应份的水,拌和20s,继续向四个预混腔23内加入对应份的乳化沥青,拌和80s;
S5、拆除四个弧形板6,开启主电机4,带动第一桨叶45脱离对应卡槽50,关闭主电机4,拆除腔Ⅳ和腔Ⅲ间的分隔板5、腔Ⅰ和腔Ⅱ间的分隔板5,拌和30s;
S6、拆除剩余分隔板5,开启主电机4,主电机4带动第一桨叶45沿与第二桨叶71相反的方向拌和,拌和35s,即可。
<对比例1>
一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1、设计并装配拌和筒,方法同实施例1;
S2、准备原料,具体为:包括旧沥青回收料87.5份、新集料12.5份、水泥1.2份、乳化沥青3.8份、水2.5份,其中,新集料包括质量比为15:15:4.48的10-15mm的碎石、粒径为10-15mm的石灰石、粒径为0-5mm的矿粉,碎石是指经粉碎后的石子,其对应的原料为原石,将碎石和石灰石混合后得混合料,混合料分为质量比为30:30:27的三份,依次分别记为料Ⅰ、料Ⅱ、料Ⅲ;
S2、通过试验确定水、乳化沥青、水泥的加入量,同实施例1;
S3、将旧沥青回收料、水、乳化沥青、水泥分别按照质量比为30:30:27:13分为四份;
S4、将四份旧沥青回收料分别沿周向依次置于四个预混腔23内,依次记为腔Ⅰ(质量比为30的旧沥青回收料)、腔Ⅱ(质量比为30的旧沥青回收料)、腔Ⅲ(质量比为27的旧沥青回收料)、腔Ⅳ(质量比为13的旧沥青回收料),其中,向腔Ⅰ中加入料Ⅰ、向腔Ⅱ中加入料Ⅱ、向腔Ⅲ中加入料Ⅲ、向腔Ⅳ中加入矿粉,并依次向四个预混腔23内分别加入对应份的水泥、碳黑、橡胶粉,开启四个辅电机拌和25s,对应份具体是指:水泥、碳黑、橡胶粉在每个预混腔23中的加入量占对应重量的质量比相同,例腔Ⅳ中加入的旧沥青回收料、水泥、碳黑、橡胶粉均占其对应原料总重量的(13/(30+30+27+13));
S4、向四个预混腔23内加入对应份的水,拌和20s,继续向四个预混腔23内加入对应份的乳化沥青,拌和80s;
S5、拆除四个弧形板6,开启主电机4,带动第一桨叶45脱离对应卡槽50,关闭主电机4,拆除腔Ⅳ和腔Ⅲ间的分隔板5、腔Ⅰ和腔Ⅱ间的分隔板5,拌和30s;
S6、拆除剩余分隔板5,开启主电机4,主电机4带动第一桨叶45沿与第二桨叶71相反的方向拌和,拌和35s,即可。
<对比例2>
一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1、设计并装配拌和筒,所述拌和筒为现有的常规拌和筒,包括一个整体的筒体及用于搅拌的桨叶;
S2、准备原料,具体为:包括旧沥青回收料87.5份、新集料12.5份、水泥1.2份、乳化沥青3.8份、水2.5份、碳黑0.5份、橡胶粉0.45份,其中,新集料包括质量比为30:15:15:14:13:13的粒径为20-25mm的碎石Ⅰ、粒径为10-15mm的碎石Ⅱ、粒径为10-15mm的石灰石、粒径为5-7mm的砂粒、粒径为5-7mm的石屑、粒径为0-5mm的矿粉,碎石(碎石Ⅰ、碎石Ⅱ)是指经粉碎后的石子,其对应的原料为原石;橡胶粉为细胶粉(40-80目,0.425mm~0.180mm);
S3、将旧沥青回收料置于筒体内,其中,向筒体内依次加入新集料、水泥、碳黑、橡胶粉,开启搅拌装置拌和25s;
S4、向筒体加入水,拌和20s,继续向筒体内加入乳化沥青,拌和120s,即可。
性能表征
1:在实验室中,将实施例1、实施例2、对比例1、对比例2制备的冷再生沥青混凝土按照《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)制备马歇尔试件,具体为:采用马歇尔在室内双面各击实50次后,放入通风烘箱内调控温度为60℃,养生48h,取出后双面在各击实25次,击实完成,室内常温放置14h,脱模,即可;
根据《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011),对制备的马歇尔试件进行性能表征,结果如下表1所示:
表1
空隙率% 15℃劈裂强度MPa 冻融劈裂TSR%
实施例1 8.9% 1.003 92.6
实施例2 9.1% 0.972 93.9
对比例1 12.4% 0.736 78.6
对比例2 9.8% 0.895 85.7
由表1可知,实施例1、实施例2的空隙率小于对比例2,对比例2的孔隙率小于对比例1,其主要由于实施例1和实施例2相对于对比例2不同粒径的集料先采用分腔室处理,对比例2相对于对比例1控制新集料包括多种粒径范围的材料,有效增大物料间彼此接触面积、增加填充度,辅助乳化沥青降低空隙率;
实施例1、实施例2的15℃劈裂强度及TSR值均大于对比例2,对比例2的15℃劈裂强度及TSR值均大于对比例1,其主要由于实施例1和实施例2相对于对比例2不同粒径的集料先采用分腔室处理,能够在集料表面形成较为均匀的沥青膜,对比例2相对于对比例1控制新集料包括多种粒径范围的材料,有效增大物料间彼此接触面积、增加填充度和磨合效果,进而增强沥青裹覆效果;
2:高温稳定性试验
沥青稳定类材料的强度和抗变形能力随温度的升降而变化是其重要的特征之一,乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土属于沥青稳定类材料,利用实施例1、实施例2、对比例1、对比例2制备的冷再生沥青混凝土采用轮碾仪成型30cm*30cm*10cm的车辙板试件,养生,养生完成后,采用车辙试验仪在60℃、0.7MPa的轮压下进行车辙试验,测试动稳定度DS,结果如下表2所示:
表2
实施例1 实施例2 对比例1 对比例2
动稳定度(次/mm) 5783 5892 3476 5062
由表2可知实施例1、实施例2的动稳定度(次/mm)大于对比例2,对比例2的动稳定度(次/mm)大于对比例1,不同粒径的集料先采用分腔室处理,及配合添加碳黑、橡胶粉,并控制新集料包括多种粒径范围的材料,有效增大物料间彼此接触面积及磨合效果,提高其沥青混合料的高温抗车辙性能。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土,包括旧沥青回收料、新集料、水泥、乳化沥青、水,其特征在于,还包括碳黑、橡胶粉,其中,旧沥青回收料、新集料的用量比为70-75:10-12,新集料包括质量比为30:15:15:14:13:13的粒径为20-25mm的碎石Ⅰ、粒径为10-15mm的碎石Ⅱ、粒径为10-15mm的石灰石、粒径为5-7mm的砂粒、粒径为5-7mm的石屑、粒径为0-5mm的矿粉;当以旧沥青回收料和新集料的重量之和为100份时,碳黑的重量份为0.5、橡胶粉的重量份为0.45。
2.如权利要求1所述的一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土,其特征在于,通过试验确定水、乳化沥青、水泥的加入量。
3.如权利要求1-2任一项所述的一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1、设计拌和筒,所述拌和筒包括:
筒本体,其顶面开口且横截面呈正方形,所述筒本体内固接水平板,以将所述筒本体分隔为上下间隔的搅拌腔和传动腔,所述搅拌腔的内侧壁设置为包括分别位于其四棱处的四个弧形部、位于任意相邻两弧形部间的平板部,所述弧形部的圆心角为90°,任意一个平板部与弧形部的连接处相对于该弧形部凹陷形成安装位;
主动力机构,其包括固设于所述传动腔的主电机、与所述主电机输出轴固接的主搅拌轴,所述主搅拌顶端密封可转动同轴穿过所述水平板位于所述搅拌腔内,所述主搅拌轴沿周向凹陷具有环形槽,所述环形槽内固设有单向轴承,所述单向轴承外周等间隔设置四个第一桨叶,所述单向轴承外周半径小于所述主搅拌轴的外周半径;
四个分隔板,四个分隔板呈十字交叉、且分别可拆设于所述主搅拌轴和所述平板部间,以将所述搅拌腔等分为四个预混腔,其中,每个分隔板沿远离单向轴承的方向固设有卡槽,四个第一桨叶可分别转动塞设与对应卡槽内;
四个弧形板,所述弧形板的半径等于所述弧形部的半径,且圆心角为270°,四个弧形板分别一一对应设于四个预混腔内,其中,每个弧形板开口侧的两端面分别与对应预混腔内的两个安装位可拆卸连接,每个弧形板与构成对应预混腔的两个分隔板的侧壁可拆卸连接,以将每个预混腔分隔为中空圆柱状;
辅动力机构,其包括固设于所述传动腔的四个辅电机、与每个辅电机输出轴固接的辅搅拌轴,四个辅搅拌轴密封可转动同轴穿过所述水平板分别一一对应位于四个预混腔内,且每个辅搅拌轴同轴设于对应预混腔内,每个辅搅拌轴上设置第二桨叶,所述第二桨叶的高度低于所述第一桨叶;
S2、通过试验确定水、乳化沥青、水泥的加入量,并将水、乳化沥青、水泥、碳黑、橡胶粉分别按照质量比为30:30:27:13分为四份;
S3、将旧沥青回收料按质量比为30:30:27:13分为四份,分别沿周向依次置于四个预混腔内,依次记为腔Ⅰ、腔Ⅱ、腔Ⅲ、腔Ⅳ,其中,向腔Ⅰ中加入碎石Ⅰ、向腔Ⅱ中加入碎石Ⅱ和石灰石、向腔Ⅲ中加入砂粒和石屑、向腔Ⅳ中加入矿粉,并依次向四个预混腔内分别加入对应份的水泥、碳黑、橡胶粉,开启四个辅电机拌和20-30s;
S4、向四个预混腔内加入对应份的水,拌和20-30s,继续向四个预混腔内加入对应份的乳化沥青,拌和60-80s;
S5、拆除四个弧形板,开启主电机,带动第一桨叶脱离对应卡槽,关闭主电机,拆除腔Ⅳ和腔Ⅲ间的分隔板、腔Ⅰ和腔Ⅱ间的分隔板,拌和20-30s;
S6、拆除剩余分隔板,开启主电机,主电机带动第一桨叶沿与第二桨叶相反的方向拌和,拌和30-40s,即可。
4.如权利要求3所述的一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土的制备方法,其特征在于,所述主搅拌轴的顶面高度比所述搅拌腔的顶面高度低3-4cm。
5.如权利要求3所述的一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土的制备方法,其特征在于,所述单向轴承包括内套、外套、设于内套和外套间的单向锁死机构,其中,所述内套与所述环形槽固接,所述第一桨叶的一端固设于所述外套上。
6.如权利要求3所述的一种高性能乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土的制备方法,其特征在于,四个分隔板与所述主搅拌轴间、四个分隔板与对应平板部间、每个弧形板开口侧的端面与对应安装位间、每个弧形板与构成对应预混腔的两个分隔板的侧壁间通过一插拔组件可拆卸连接,每一插拔组件包括沿对应安装部位高度方向设置的、沿对应安装部位高度方向设置的插槽,其中,设于所述主搅拌轴、所述分隔板具有卡槽的侧壁上的插条或插槽包括上下间隔设置的两个。
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