CN111320420A - 一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土 - Google Patents
一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，包括以下原料及其重量份：矿料75‑92份，温拌沥青混合料7‑10份，橡胶颗粒15‑30份；所述温拌沥青混合料包括以下重量份的组分：基质沥青70‑90份，聚合物2‑5份，表面活性剂0.5‑2份，脂肪酸2‑5份，玄武岩纤维1‑2份；采用温拌技术后沥青混合料在拌和生产过程中所排放出的有害气体可大大降低，其中二氧化碳和氧化氮类气体的排放下降60.0%‑72.6%；温拌沥青混合料可比相应的热拌沥青混合料节能22.9%‑30.2%；真正实现混合料性能好，同时又能降低制备与使用的成本，达到节能降耗，利于环保的目的。
Description
技术领域
本发明涉及温拌沥青领域，尤其涉及一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土。
背景技术
热拌和料指的是将一定比例的集料和沥青分别加热至(150-180℃)温度，然后拌和均匀的施工方法；此种施工方法虽然使沥青的各项性能全部满足施工要求，提高施工质量和施工的方便程度，但是在热拌过程中需要加热温度较高，这不仅会消耗大量的热力能源，而且在施工过程中会排放大量的沥青混合料在拌和、摊铺过程中分别会产生二氧化碳、二氧化硫、氧化氮类有害气体以及沥青烟，同时产生产生大量粉尘；严重影响周围空气质量，造成环境污染，此外，沥青在高温过程加热工程中会发生老化，影响混合料的性能。
温拌沥青混合料是一种拌和温度介于热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料之间 、性能达到热拌沥青混合料的新型沥青混合料；现有的温拌沥青混合料种类繁多，但是质量参差不齐，得不到保证。
现有技术中，中国专利号201510478428.1公开了一种新型温拌沥青，其特征在于，其各原料成分组分及重量份数如下 ：基质沥青80份-200份，PE蜡15份-30份，硅胶2份-8份，人造沸石10份-15份，单质硫磺5份-10份，塑化剂2份-5份。制备方法是取相应重量份数的基质沥青加热至120-140℃，取相应重量份数的人造沸石，将两者混合搅拌5-10小时，加入相应重量份数的PE蜡、硅胶、单质硫磺、塑化剂后维持温度在140-150℃，混合搅拌4-5 小时，制得新型温拌沥青。
上述技术方案，其制备工艺成本仍然较高，能耗相对较大，不利于环保，并且无法真正实现混合料性能好，同时又能降低制备与使用的成本。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，针对现有技术中的缺点，解决现有技术中不足；采用温拌技术后沥青混合料在拌和生产过程中所排放出的有害气体可大大降低, 其中二氧化碳和氧化氮类气体的排放下降60.0%-72.6%；温拌沥青混合料可比相应的热拌沥青混合料节能22.9-30.2%%；真正实现混合料性能好，同时又能降低制备与使用的成本。
本发明提供如下技术方案：
一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，包括以下原料及其重量份：矿料75-92份，温拌沥青混合料7-10份，橡胶颗粒15-30份；
所述温拌沥青混合料包括以下重量份的组分：基质沥青70-90份，聚合物2-5份，表面活性剂0.5-2份，脂肪酸2-5份，玄武岩纤维1-2份。
优选的，所述温拌沥青混合料还包括环氧大豆油1-3份；膨胀石墨0.1-1.5份。
优选的，所述矿料包括石灰石碎石、玄武岩碎石、砂石、砾石中的两种或者两种以上。
优选的，所述聚合物为聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
优选的，所述表面活性剂为亲水亲油平衡值＜5.0的乙二醇脂肪酸酯、甘油单硬脂酸酯、丙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单油酸酯、二乙二醇单硬脂酸酯中的一种或多种。
优选的，一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土制备方法，包括以下步骤：
S1：按照配料比制备温拌沥青混合料，加热备用；
S2：将矿料和橡胶颗粒投入沥青搅拌站进行干拌；
S3：然后再加入加热制备好的温拌沥青混合料进行搅拌。
优选的，在S1中，温拌沥青混合料的制备方法为，将基质沥青加热后，加入膨胀石墨搅拌混合；然后取环氧大豆油和聚合物进行搅拌溶解均匀；之后将两者混合，最后加入玄武岩纤维、表面活性剂、脂肪酸，得到温拌沥青混合料。
优选的，所述矿料和橡胶颗粒的搅拌时间为25-35s；加入温拌沥青混合料的搅拌时间为85-92s。
在搅拌过程中先将矿料和橡胶颗粒进行干拌，因为石料的揉挤作用将橡胶颗粒分散均匀，同时通过加热使橡胶颗粒表面被碳化，改善其与温拌沥青混合料的粘接强度，提高温拌沥青混凝土的强度等综合性能。
在温拌沥青混凝土的制作过程中，搅拌时间t是重要因素，搅拌时间决定了橡胶颗粒的碳化程度，同时决定了各个原料是否混合均匀；搅拌时间太短混料不均，反应不充分；搅拌时间过长，沥青老化，原料挥发过多，都将直接影响温拌沥青混凝土的整体性能；
在温拌沥青混凝土的制作过程中，拌合温度T是影响拌合效果的关键因素之一，温度太低，能耗增加，而且反应不充分；温度过高，会是沥青老化，粘结性能下降，影响温拌沥青混凝土的耐久性。
优选的，由于搅拌过程复杂，温度难以控制，为了更好的达到节能降耗的效果，同时增进温拌沥青混凝土的整体性能；搅拌预设温度T1和搅拌实际温度T2满足T1+T2大于等于210℃小于等于285℃。
优选的，在温拌沥青混凝土的制作过程中，搅拌速率v满足以下关系式：
v=α·ln（t/t1+t/t2）·（T1/T2）；
式中，t为搅拌总时间，单位s；t1为矿料和橡胶颗粒的搅拌时间，t2为加入温拌沥青混合料的搅拌时间；v单位为r/min；α为搅拌速率系数，取值范围为0.362-5.349。
搅拌速率v与加入橡胶颗粒的质量g满足以下关系式：
v=β·（1+ ln（t/t1+t/t2+g/G））；
上式中G为温拌沥青混凝土的总质量，单位kg；g单位kg；β为搅拌速率系数，取值范围1.26-3.257。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，采用温拌技术后沥青混合料在拌和生产过程中所排放出的有害气体可大大降低, 其中二氧化碳和氧化氮类气体的排放下降60.0%-72.6%；温拌沥青混合料可比相应的热拌沥青混合料节能22.9%-30.2%；真正实现混合料性能好，同时又能降低制备与使用的成本。
（2）本发明一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，为了更好的达到节能降耗的效果，同时增进温拌沥青混凝土的整体性能，限定搅拌预设温度T1和搅拌实际温度T2的合理范围。
（3）本发明一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，在搅拌过程中先将矿料和橡胶颗粒进行干拌，因为石料的揉挤作用将橡胶颗粒分散均匀，同时通过加热使橡胶颗粒表面被碳化，改善其与温拌沥青混合料的粘接强度，提高温拌沥青混凝土的强度等综合性能。
（4）本发明一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，通过限定搅拌时间、搅拌速率、搅拌温度、搅拌质量等因素，通过合理的配比和合理的搅拌，增加温拌沥青混凝土的粘接性能，改进温拌沥青混凝土的空隙率，改变其弹性模量，进一步改进路面整体性质，进一步减小噪音，增加渗水率，缓解路面结冰情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明的温拌沥青混凝土部分配方含量图。
图2是本发明的温拌沥青混合料部分配方含量图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1-2所示，一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，包括以下原料及其重量份：矿料92份，温拌沥青混合料10份，橡胶颗粒30份；
所述温拌沥青混合料包括以下重量份的组分：基质沥青90份，聚合物5份，表面活性剂2份，脂肪酸5份，玄武岩纤维2份。
所述温拌沥青混合料还包括环氧大豆油3份；膨胀石墨1.5份。
所述矿料包括石灰石碎石、玄武岩碎石、砂石、砾石中的两种或者两种以上。
所述聚合物为聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
所述表面活性剂为亲水亲油平衡值＜5.0的乙二醇脂肪酸酯、甘油单硬脂酸酯、丙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单油酸酯、二乙二醇单硬脂酸酯中的一种或多种。
实施例二
如图1-2所示，一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，包括以下原料及其重量份：矿料75份，温拌沥青混合料7份，橡胶颗粒15份；
所述温拌沥青混合料包括以下重量份的组分：基质沥青70份，聚合物2份，表面活性剂0.5份，脂肪酸2份，玄武岩纤维1份。
所述温拌沥青混合料还包括环氧大豆油1份；膨胀石墨0.1份。
所述矿料包括石灰石碎石、玄武岩碎石、砂石、砾石中的两种或者两种以上。
所述聚合物为聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
所述表面活性剂为亲水亲油平衡值＜5.0的乙二醇脂肪酸酯、甘油单硬脂酸酯、丙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单油酸酯、二乙二醇单硬脂酸酯中的一种或多种。
实施例三
一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土制备方法，包括以下步骤：
S1：按照配料比制备温拌沥青混合料，加热备用；
S2：将矿料和橡胶颗粒投入沥青搅拌站进行干拌；
S3：然后再加入加热制备好的温拌沥青混合料进行搅拌。
在S1中，温拌沥青混合料的制备方法为，将基质沥青加热后，加入膨胀石墨搅拌混合；然后取环氧大豆油和聚合物进行搅拌溶解均匀；之后将两者混合，最后加入玄武岩纤维、表面活性剂、脂肪酸，得到温拌沥青混合料。
所述矿料和橡胶颗粒的搅拌时间为25-35s；加入温拌沥青混合料的搅拌时间为85-92s。
实施例四
在实施例一、二、三的基础上，在搅拌过程中先将矿料和橡胶颗粒进行干拌，因为石料的揉挤作用将橡胶颗粒分散均匀，同时通过加热使橡胶颗粒表面被碳化，改善其与温拌沥青混合料的粘接强度，提高温拌沥青混凝土的强度等综合性能。
在温拌沥青混凝土的制作过程中，搅拌时间t是重要因素，搅拌时间决定了橡胶颗粒的碳化程度，同时决定了各个原料是否混合均匀；搅拌时间太短混料不均，反应不充分；搅拌时间过长，沥青老化，原料挥发过多，都将直接影响温拌沥青混凝土的整体性能；
在温拌沥青混凝土的制作过程中，拌合温度T是影响拌合效果的关键因素之一，温度太低，能耗增加，而且反应不充分；温度过高，会是沥青老化，粘结性能下降，影响温拌沥青混凝土的耐久性。
由于搅拌过程复杂，温度难以控制，为了更好的达到节能降耗的效果，同时增进温拌沥青混凝土的整体性能；搅拌预设温度T1和搅拌实际温度T2满足T1+T2大于等于210℃小于等于285℃。
在温拌沥青混凝土的制作过程中，搅拌速率v满足以下关系式：
v=α·ln（t/t1+t/t2）·（T1/T2）；
式中，t为搅拌总时间，单位s；t1为矿料和橡胶颗粒的搅拌时间，t2为加入温拌沥青混合料的搅拌时间；v单位为r/min；α为搅拌速率系数，取值范围为0.362-5.349。
搅拌速率v与加入橡胶颗粒的质量g满足以下关系式：
v=β·（1+ ln（t/t1+t/t2+g/G））；
上式中G为温拌沥青混凝土的总质量，单位kg；β为搅拌速率系数，取值范围1.26-3.257。
通过本发明的上述设计得到的是一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土,再温拌沥青混凝土制作搅拌过程中，为了更好的达到节能降耗的效果，同时增进温拌沥青混凝土的整体性能，限定搅拌预设温度T1和搅拌实际温度T2的合理范围；在搅拌过程中先将矿料和橡胶颗粒进行干拌，因为石料的揉挤作用将橡胶颗粒分散均匀，同时通过加热使橡胶颗粒表面被碳化，改善其与温拌沥青混合料的粘接强度，提高温拌沥青混凝土的强度等综合性能；通过限定搅拌时间、搅拌速率、搅拌温度、搅拌质量等因素，通过合理的配比和合理的搅拌，增加温拌沥青混凝土的粘接性能，改进温拌沥青混凝土的空隙率，改变其弹性模量，进一步改进路面整体性质，进一步减小噪音，增加渗水率，缓解路面结冰情况；采用温拌技术后沥青混合料在拌和生产过程中所排放出的有害气体可大大降低，其中二氧化碳和氧化氮类气体的排放下降60.0%-72.6%；温拌沥青混合料可比相应的热拌沥青混合料节能22.9%-30.2%；真正实现混合料性能好，同时又能降低制备与使用的成本，达到了良好的节能降耗的目的，同时利于环境保护。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，其特征在于，包括以下原料及其重量份：矿料75-92份，温拌沥青混合料7-10份，橡胶颗粒15-30份；
所述温拌沥青混合料包括以下重量份的组分：基质沥青70-90份，聚合物2-5份，表面活性剂0.5-2份，脂肪酸2-5份，玄武岩纤维1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，其特征在于，所述温拌沥青混合料还包括环氧大豆油1-3份；膨胀石墨0.1-1.5份。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，其特征在于，所述矿料包括石灰石碎石、玄武岩碎石、砂石、砾石中的两种或者两种以上。
4.根据权利要求1所述的一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，其特征在于，所述聚合物为聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4所述的一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土，其特征在于，所述表面活性剂为亲水亲油平衡值＜5.0的乙二醇脂肪酸酯、甘油单硬脂酸酯、丙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单油酸酯、二乙二醇单硬脂酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按照配料比制备温拌沥青混合料，加热备用；
S2：将矿料和橡胶颗粒投入沥青搅拌站进行干拌；
S3：然后再加入加热制备好的温拌沥青混合料进行搅拌。
7.根据权利要求6所述的一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土制备方法，其特征在于，在S1中，温拌沥青混合料的制备方法为，将基质沥青加热后，加入膨胀石墨搅拌混合；然后取环氧大豆油和聚合物进行搅拌溶解均匀；之后将两者混合，最后加入玄武岩纤维、表面活性剂、脂肪酸，得到温拌沥青混合料。
8.根据权利要求6所述的一种用于节能降耗的温拌沥青混凝土制备方法，其特征在于，所述矿料和橡胶颗粒的搅拌时间为25-35s；加入温拌沥青混合料的搅拌时间为85-92s。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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