CN110482908A - 温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料及其制备方法，所述沥青混合料由矿料、SBS改性沥青、高粘剂、温拌剂、木质素纤维组成，通过添加高粘剂、温拌剂、木质素纤维改善沥青混合料的高温性能、施工易性和稳定性，并对沥青混合料级配、温拌高粘沥青性能、沥青混合料性能指标进行优化，提供了一种具有抗滑排水、高温、低温、水稳性能优良、摊铺厚度1cm‑2.5cm的微罩面沥青混合料。本发明还公开了一种温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料的制备方法，对加热温度、制备工序、拌和时间等方面都进行了优化，制备工艺操作简单，无特殊设备要求，易实现，无污染。

Description

温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种沥青混合料，具体涉及温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青 混合料及其制备方法，属于路面预防性养护材料技术领域。
背景技术
随着公路交通量和汽车载重量日趋增加，一些早期建成的路面已经进入了 维护期，部分新建路面也出现了不同程度的早期损坏，影响了行车的舒适性和 安全性，导致我国公路逐步进入养护高峰期。
沥青混凝土由于自身各种优良性能，早已成为道路施工中路面的主要成分， 在当前沥青路面施工的过程中，薄层罩面(也称微表处理技术)主要用来修复 基层基本稳定但面层已有相当程度损坏的道路表面，是对路面的常见问题和裂 缝进行处理的有效方式和主要措施。作为一种预防性养护技术，微表处理技术 以修复病害类型多、效果好而广泛应用，已被实践证明是一种经济、有效的养 护方法，这种技术既可以利用原路面的剩余强度，节省投资，又可大大提升道 路性能。
但是薄层罩面技术在材料性能、铺装厚度及混合料性能上均存在着一定的 局限性，加铺厚度较厚严重影响路面标高，沥青混合料粘结性能不足导致易剥 落、散温快导致难压实，密级配导致排水抗滑功能差。基于上述薄层罩面存在 的局限性，有必要对材料进行改性优化。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高低温性能好、施工 便利的温拌高粘沥青MP-5半开级配微罩面沥青混合料及其制备方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
本发明首先公开了一种温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料，包括如 下含量的各组分：
矿料100重量份；
SBS改性沥青5.2～6.2重量份；
高粘剂，占SBS改性沥青总质量的2％～5％；
温拌剂，占SBS改性沥青总质量的2％～5％；
木质素纤维，占矿料总质量的0.2％～0.5％；
其中，所述矿料由质量分数为93％～97％的玄武岩集料和3％～7％的石灰岩 矿粉混合组成。
优选地，前述玄武岩集料按粒径分设为粗集料和细集料，其中，所述粗集 料粒径为3mm～5mm，占矿料总质量的60％～75％；所述细集料粒径为0mm～3mm， 占矿料总质量的21％～33％。
更优选地，该沥青混合料的级配为半开级配，满足下表中级配上下限的要 求：
。
本发明还公开了一种温拌高粘沥青的制备方法，包括如下步骤：
S1、按前述的组分和含量准备各原料，备用；
S2、170℃～185℃加热SBS改性沥青至流动状态，再向其中加入设计掺量的 高粘剂并搅拌均匀，调整高速剪切机转速为4000～5000转/min，持续剪切 35～45min；
S3、加入设计掺量的温拌剂并搅拌均匀，调整高速搅拌器转速为700～900 转/min，持续搅拌8～15min；
S4、在170℃～185℃条件下恒温发育30～40min，即制备出温拌高粘沥青。
采用前述的制备方法得到的温拌高粘沥青，满足下表中技术指标的要求：
试验项目 单位 技术要求
软化点(环球法) ℃ ≥80
针入度(25℃，100g，5s) 0.1mm ≥40
延度(5cm/min，5℃) cm ≥25
135℃旋转粘度 Pa·s ≤3
60℃动力粘度 Pa·s ≥100000
此外，本发明还公开了如前所述的温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合 料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(1)按权利要求1的组分和含量准备各原料，备用；
(2)将粗集料、细集料混合后加热至175℃～190℃，160℃～175℃加热SBS 改性沥青至流动状态，拌锅控温至175℃～185℃；
(3)将玄武岩集料、高粘剂、温拌剂、木质素纤维混合干拌30s±2s，然后 加入流动状态的SBS改性沥青湿拌60s±4s，再加入石灰岩矿粉拌和30s±2s，最 后出料并控制出料温度为170℃～180℃，即制备出半开级配微罩面沥青混合料。
该温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料满足下表中的技术指标要求：
。
并且，该沥青混合料具有厚度可控的优点，可铺筑成厚度为1cm-2.5cm的 微罩面铺装层，最低成型温度为110℃。
本发明的有益之处在于：
(1)本发明采用复合改性技术，从材料、级配、制备方法等多反面上进行 优化，通过对SBS沥青进行复合改性，可实现常温高粘、高温降粘，提高沥青 混合料高温性能、低温性能和水温性能，并优化施工易性，110℃下能正常施工， 符合节能环保、绿色低碳的可持续发展理念；
(2)本发明的沥青混合料为小粒径半开级配，具有易压实、抗滑排水、降 噪等优点，且微罩面厚度可控，可铺筑厚度为1cm～2.5cm，用料少，节省施工 费用；
(3)本发明的沥青混合料中通过掺加木质素纤维提高混合料的稳定性，通 过对温拌高粘沥青性能、沥青混合料性能指标和制备方法进行优化，改善薄层 罩面的耐久性和功能性。
(4)原料组成易获取，制备方法操作简单，无特殊设备要求，易实现，成 本低，无污染，具有产业上的实用性和利用价值。
(5)适用范围广，不仅适应于水泥路面“白改黑”，也适用于沥青路面轻度 车辙及裂缝等病害的预防性养护。功能性强，不仅能够快速修补原路面轻度病 害，还能够恢复路面抗滑性能、保证行车安全、美化原路面。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
本发明中若无特殊说明，所用原料均为市购。其中SBS改性沥青购自南通 通沙沥青科技有限公司；高粘剂购自江苏路易达工程科技有限公司；温拌剂为 德国沙索集团生产的Sasobit温拌沥青改性剂。
实施例1
称取100份(重量份，下同)的矿料、5.7份的SBS改性沥青、占SBS改 性沥青总质量3％的高粘剂、占SBS改性沥青总质量4％的温拌剂、占矿料总质 量0.3％的木质素纤维。
(1)制备温拌高粘沥青：先将SBS改性沥青加热至175℃，然后向其中加 入高粘剂并搅拌均匀，调整高速剪切机转速为4500转/min，持续剪切40min， 然后加入温拌剂并搅拌均匀，调整高速搅拌器转速为800转/min，持续搅拌 10min，最后在175℃条件下恒温发育35min，制得温拌高粘沥青。
所得温拌高粘沥青各项性能指标检测结果如下表：
(2)设计微罩面沥青混合料级配，其中矿料由质量分数为95％玄武岩集料 和5％石灰岩矿粉组成，玄武岩集料按粒径分设为粗集料、细集料，粗集料粒径 为3mm～5mm，占矿料总质量的65％；细集料粒径为0mm～3mm，占矿料总质量 的30％，合成级配如下表：
(3)制备温拌高粘沥青MP-5半开级配微罩面沥青混合料：先将粗集料、 细集料混合后加热至180℃，170℃加热SBS改性沥青至流动状态，拌锅控温至 180℃，其次将集料、高粘剂、温拌剂、木质素纤维混合干拌30s，然后加入SBS 改性沥青湿拌60s，再加入矿粉拌和30s，最后在120℃条件下成型试件，得到 温拌高粘沥青MP-5半开级配微罩面沥青混合料，产品的各项性能指标检测方法 和检测结果如下表：
实施例2
称取100份(重量份，下同)的矿料、5.2份的SBS改性沥青、占SBS改 性沥青总质量2％的高粘剂、占SBS改性沥青总质量2％的温拌剂、占矿料总质 量0.2％的木质素纤维。其中矿料由质量分数为97％玄武岩集料和3％石灰岩矿 粉组成，玄武岩集料按粒径分设为粗集料、细集料，粗集料粒径为3mm～5mm， 占矿料总质量的64％；细集料粒径为0mm～3mm，占矿料总质量的33％。
其余制备过程和检测步骤均与实施例1相同，此处不作赘述。
实施例3
称取100份(重量份，下同)的矿料、6.2份的SBS改性沥青、占SBS改 性沥青总质量5％的高粘剂、占SBS改性沥青总质量5％的温拌剂、占矿料总质 量0.5％的木质素纤维。其中矿料由质量分数为93％玄武岩集料和7％石灰岩矿 粉组成，玄武岩集料按粒径分设为粗集料、细集料，粗集料粒径为3mm～5mm， 占矿料总质量的72％；细集料粒径为0mm～3mm，占矿料总质量的21％。
其余制备过程和检测步骤均与实施例1相同，此处不作赘述。
综上，通过沥青混合料级配调试和相关验证试验，表明本发明的温拌高粘 沥青MP-5半开级配微罩面沥青混合料的高温、低温、水稳性能都满足要求。可 实现常温高粘、高温降粘，提高沥青混合料高温性能、低温性能和水温性能， 并优化施工易性，110℃下能正常施工，符合节能环保、绿色低碳的可持续发展 理念；且，本发明的沥青混合料为小粒径半开级配，具有易压实、抗滑排水、 降噪等优点，微罩面厚度可控，可铺筑厚度为1cm～2.5cm，用料少，节省施工 费用；掺加的木质素纤维能够提高混合料的稳定性，通过对温拌高粘沥青性能、 沥青混合料性能指标和制备方法进行优化，改善薄层罩面的耐久性和功能性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人 员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变 换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料，其特征在于，包括如下含量的各组分：
矿料100重量份；
SBS改性沥青5.2～6.2重量份；
高粘剂，占SBS改性沥青总质量的2％～5％，；
温拌剂，占SBS改性沥青总质量的2％～5％，；
木质素纤维，占矿料总质量的0.2％～0.5％；
其中，所述矿料由质量分数为93％～97％的玄武岩集料和3％～7％的石灰岩矿粉混合组成。
2.根据权利要求1所述的温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料，其特征在于，所述玄武岩集料按粒径分设为粗集料和细集料，其中，所述粗集料粒径为3mm～5mm，占矿料总质量的60％～75％；所述细集料粒径为0mm～3mm，占矿料总质量的21％～33％。
3.根据权利要求1所述的温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料，其特征在于，该沥青混合料的级配为半开级配，满足下表中级配上下限的要求：
4.一种温拌高粘沥青的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按权利要求1的组分和含量准备各原料，备用；
S2、170℃～185℃加热SBS改性沥青至流动状态，再向其中加入设计掺量的高粘剂并搅拌均匀，调整高速剪切机转速为4000～5000转/min，持续剪切35～45min；
S3、加入设计掺量的温拌剂并搅拌均匀，调整高速搅拌器转速为700～900转/min，持续搅拌8～15min；
S4、在170℃～185℃条件下恒温发育30～40min，即制备出温拌高粘沥青。
5.采用权利要求4的制备方法得到的温拌高粘沥青，其特征在于，该温拌高粘沥青满足如下技术指标：
试验项目 单位 技术要求 软化点(环球法) ℃ ≥80 针入度(25℃，100g，5s) 0.1mm ≥40 延度(5cm/min，5℃) cm ≥25 135℃旋转粘度 Pa·s ≤3 60℃动力粘度 Pa·s ≥100000
。
6.如权利要求2所述的温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按权利要求1的组分和含量准备各原料，备用；
(2)将粗集料、细集料混合后加热至175℃～190℃，160℃～175℃加热SBS改性沥青至流动状态，拌锅控温至175℃～185℃；
(3)将玄武岩集料、高粘剂、温拌剂、木质素纤维混合干拌30s±2s，然后加入流动状态的SBS改性沥青湿拌60s±4s，再加入石灰岩矿粉拌和30s±2s，最后出料并控制出料温度为170℃～180℃，即制备出半开级配微罩面沥青混合料。
7.采用权利要求6的制备方法制得的温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料，其特征在于，该沥青混合料满足下表中的技术指标要求：
8.根据权利要求7所述的温拌高粘沥青半开级配微罩面沥青混合料，其特征在于，该沥青混合料可铺筑成厚度为1cm-2.5cm的微罩面铺装层，最低成型温度为110℃。
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