CN112694285B - 排水沥青混合料及其制备方法和应用 - Google Patents

排水沥青混合料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种排水沥青混合料及其制备方法和应用。所述排水沥青混合料包括以下组分：聚合物改性沥青、级配型集料以及复合纤维；其中，所述复合纤维包括玻璃纤维和粒状木质素纤维，所述玻璃纤维和粒状木质素纤维的质量比为1:0.3～3。本发明的排水沥青混合料中使用聚合物改性沥青代替高粘改性沥青，在很大程度上节省了材料成本，具有较好的经济效益。并且，本发明的排水沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性以及耐水稳定性等均较为优异，从而可以作为面层铺设在不透水结构层上，所形成的沥青路面具有良好的排水性能、抗滑性能和降低行车噪音等优点。

Description

排水沥青混合料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种排水沥青混合料及其制备方法和应用，特别涉及一种排水沥青混合料及其制备方法和包含该排水沥青混合料的排水路面结构，属于道路工程材料领域。
背景技术
目前，我国道路沥青路面铺装大都采用密级配、较低空隙率(例如AC 型)的结构形式，密级配的沥青混合料空隙率一般约为4％左右，耐久性及经济性较好。但在南方多雨的气候条件下，密级配沥青路面由于无法及时排出路表水导致的路面水损害，将造成巨大的交通隐患和经济损失。水损害目前为沥青路面最主要的损坏形式，也是沥青路面结构和材料设计的技术难点。密级配的混合料空隙率较低，表面构造深度较小，车辆行驶噪声较大。交通运输安全逐步成为道路工程领域的研究所考虑的重点，因此，排水沥青路面是近年来的研究热点。
排水沥青路面采用大空隙开级配(20～25％)沥青混合料类型作面层，将雨水透入到排水功能层，并通过层内将雨水横向排出，从而消除了带来诸多行车不利作用的路表水膜，显著提高雨天行车的安全性、舒适性；同时，排水沥青路面的多孔特征也可以降低交通噪音。近年来，开级配排水沥青面层(OGFC)结构性能及施工工艺受到了普遍关注，并展开了大量研究。研究表明，排水沥青面层的孔隙率越大，排水性能和降噪效果越好。
但是，排水沥青路面的空隙率大约为20～25％左右，但空隙率过大沥青混合料与空气接触越多，沥青更容易产生氧化老化，沥青路面容易产生离析松散掉粒，抗磨耗能力低，耐久性能及疲劳寿命较差。需要使用大量的高粘沥青作为胶结料来提高沥青与集料的粘附性。然而，进口的专用高粘改性沥青价格昂贵，使得路面的建造成本大大提高；高粘沥青生产技术复杂，设备要求很高，国内生产的高粘改性沥青的性能良莠不齐，严重制约着开级配排水沥青面层的推广应用。排水沥青路面施工组织难度大、配合比不易确定、结构层间连接强度低、耐久性差等问题，容易造成掉粒、开裂等路面病害。
引用文献1公开了一种基于沥青混合料路用性能的复合纤维掺配方案，其包括有两种纤维稳定剂以及SBS改性沥青；所述的两种纤维稳定剂，一种是矿物棉纤维，另一种是颗粒状木质素纤维；纤维掺量：以SBS改性沥青混合料质量百分数计，两种纤维的总掺量为0.3％，二者掺加比例为1：1，即两种纤维的掺量分别为0.15％、0.15％。但是该基于沥青混合料路用性能的复合纤维掺配方案应用在排水沥青路面上时，排水性能和降噪效果依然较差，并且棉纤维耐热性差，在拌合楼中处理不当容易燃烧。
引用文献2公开了一种MEREY16原油直馏沥青生产的高粘高弹改性沥青及其制备方法，其原料包括：85～90质量份数的基质沥青，5～10质量份数的SBS改性剂，1～2质量份数的抽出油，2～4质量份数的增延剂，0.1～0.3 质量份数的稳定剂。其所使用的抽出油较难获取，且最终得到的高粘高弹改性沥青应用在排水沥青路面上时，排水性能和降噪效果仍然较差。
引用文献：
引用文献1：CN108558282A
引用文献2：CN106589992A
发明内容
发明要解决的问题
鉴于现在技术中存在的技术问题，例如：施工组织难度大、配合比不易确定、结构层间连接强度低、耐久性差等问题，本发明首先提供了一种排水沥青混合料。本发明的排水沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性、水稳定性、排水性、抗滑性等均较为优异。
进一步地，本发明还提供一种排水沥青混合料的制备方法，其制备工艺简单易行，原料易于获取。
进一步地，本发明还提供一种排水路面结构，该排水路面结构能够兼顾并提高排水沥青路面的排水性能和耐久性能，并且，该排水路面还具有良好的排水性能、抗滑性能和降低行车噪音的优点。
用于解决问题的方案
本发明提供一种排水沥青混合料，其中，所述排水沥青混合料包括以下组分：聚合物改性沥青、级配型集料以及复合纤维；其中，
所述复合纤维包括玻璃纤维和粒状木质素纤维，所述玻璃纤维和粒状木质素纤维的质量比为1:0.3～3。
根据本发明所述的排水沥青混合料，其中，以所述级配型集料的总质量为100％计，所述聚合物改性沥青的加入量为2-10％。
根据本发明所述的排水沥青混合料，其中，以所述聚合物改性沥青和级配型集料的总质量计，所述复合纤维的加入量为0.1-1％。
根据本发明所述的排水沥青混合料，其中，所述排水沥青混合料中，所述级配型集料的级配范围为：
通过13.2mm筛孔的质量百分比为100％；通过9.5mm筛孔的质量百分比为90-100％；通过4.75mm筛孔的质量百分比为19-28％；通过2.36mm筛孔的质量百分比为16-21％；通过0.6mm筛孔的质量百分比为10-14％；通过0.075 mm筛孔的质量百分比为6-8％。
根据本发明所述的排水沥青混合料，其中，所述粒状木质素纤维呈柱状结构，所述粒状木质素纤维的底面的平均直径为2.5-4.5mm；所述粒状木质素纤维的平均长度为5-7mm。
根据本发明所述的排水沥青混合料，其中，所述玻璃纤维呈丝状结构，单根所述玻璃纤维的平均直径为1-5μm，平均长度为5-7mm。
根据本发明所述的排水沥青混合料，其中，所述聚合物改性沥青包括SBS 改性沥青，其中，以所述SBS改性沥青的总质量计，SBS改性剂的加入量为 3％-5％。
本发明还提供一种根据本发明上述所述的排水沥青混合料的制备方法，其包括将排水沥青混合料的各组分混合的步骤。
本发明还提供一种排水路面结构，其包括排水沥青层，所述排水沥青层包括根据本发明上述所述的排水沥青混合料。
根据本发明所述的排水路面结构，其中，所述排水沥青层的空隙率为 11-18％。
发明的效果
本发明的排水沥青混合料中使用聚合物改性沥青代替高粘改性沥青，在很大程度上节省了材料成本，具有较好的经济效益。并且，本发明的排水沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性以及耐水稳定性等均较为优异，从而可以作为面层铺设在不透水结构层上，所形成的沥青路面具有良好的排水性能、抗滑性能和降低行车噪音等优点。
进一步地，本发明的排水沥青混合料的制备方法，其制备工艺简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。
另外，本发明的排水路面结构能够兼顾并提高排水沥青路面的排水性能和耐久性能，并且，该排水路面还具有良好的排水性能、抗滑性能和降低行车噪音的优点。
附图说明
图1示出了本发明的一种排水路面结构的示意图，其中：
1：第一沥青层(排水沥青层)；
2：应力消散层；22：高粘沥青层；21：碎石层；
3：防水联结层。
图2示出了本发明的排水路面结构中防水联结层的结构示意图，其中：
11：经线片材；12：纬母片材；
A：第一玄武岩纤维土工格栅；B：第二玄武岩纤维土工格栅。
具体实施方式
以下，针对本发明的内容进行详细说明。以下所记载的技术特征的说明基于本发明的代表性的实施方案、具体例子而进行，但本发明不限定于这些实施方案、具体例子。需要说明的是：
本说明书中，使用“数值A～数值B”表示的数值范围是指包含端点数值A、 B的范围。
本说明书中，如没有特殊声明，则“多”、“多种”、“多个”等中的“多”表示2或以上的数值。
本说明书中，所述“基本上”、“大体上”或“实质上”表示于相关的完美标准或理论标准相比，误差在5％以下，或3％以下或1％以下。
本说明书中，如没有特别说明，则“％”均表示质量百分含量。
本说明书中，使用“可以”表示的含义包括了进行某种处理以及不进行某种处理两方面的含义。
本说明书中，“任选的”或“任选地”是指接下来描述的事件或情况可发生或可不发生，并且该描述包括该事件发生的情况和该事件不发生的情况。
本说明书中，所提及的“一些具体/优选的实施方案”、“另一些具体/优选的实施方案”、“实施方案”等是指所描述的与该实施方案有关的特定要素(例如，特征、结构、性质和/或特性)包括在此处所述的至少一种实施方案中，并且可存在于其它实施方案中或者可不存在于其它实施方案中。另外，应理解，所述要素可以任何合适的方式组合在各种实施方案中。
本说明书中，所述“常温”的含义可以是10-40℃。
第一方面
本发明的第一方面提供了一种排水沥青混合料，所述排水沥青混合料包括以下组分：聚合物改性沥青、级配型集料以及复合纤维；其中，
所述复合纤维包括玻璃纤维和粒状木质素纤维，所述玻璃纤维和粒状木质素纤维的质量比为1:0.5～3。
本发明的排水沥青混合料可以作为面层铺设在不透水结构层上，能够提高综合路用性能，特别是所形成的沥青路面具有良好的排水性能、抗滑性能和降低行车噪音等优点，在多雨地区具有极广泛的发展前景。
利用本发明中的排水沥青混合料制备得到的排水沥青层的空隙率为 11-18％，例如：排水沥青层的空隙率可以是12％，13％，14％，15％，16％， 17％等。当排水沥青层的空隙率为11-18％时，使用该排水沥青混合料制得的沥青路面在排水、降噪功能以及耐久性均优异。
复合纤维
本发明采用粒状木质素纤维和玻璃纤维作为复合纤维使用。本发明的排水沥青混合料具有能够使排水沥青层的空隙大，且沥青用量较高的特点。一方面，排水沥青层的空隙率较高使得裹附有沥青的集料颗粒会更易受到空气、日光及外界粉尘的老化作用，混合料的强度降低，路面耐久性差，易出现松散散及开裂等病害；另一方面，沥青用量较高使得沥青混合料在拌和及路面服役期间会出现泛油和失稳等病害。因此，在沥青混合料中添加本发明的复合纤维能够改善上述问题。其中，粒状木质素纤维可以起到稳定沥青的作用；玻璃纤维可以起到增韧的效果，提高混合料的强度，从而改善其耐久性差以及排水性能差的问题。
具体地，本发明的粒状木质素纤维价格低廉，具有良好的韧性、分散性和化学稳定性，吸油能力极强，具有优秀的增稠抗裂功能，但由于纤维自身模量低，加筋作用不明显。但是，本发明使用的粒状木质素纤维，因其良好的持油性使得排水沥青混合料形成的路面不易泛油。玻璃纤维是一种矿物纤维，有较高的弹性模量、强度和硬度，且具有明显的加筋、增韧作用，具有力学性能优异、化学稳定性好、抗老化性能好的优点，可以增强黏结、提升沥青路面的整体性、通过连接裂缝两端来缓和裂缝尖端的应力集中现象，能有效防止裂缝的扩展，明显提高沥青混合料的抗拉强度、疲劳性能等，从而可以提升沥青路面的整体性、延缓裂缝反射。本发明将两种纤维复配后掺入排水沥青混合料中，可以发挥其各自的优势，显著提高排水沥青混合料的路用性能。
在一些具体的实施方案中，在本发明中，所述玻璃纤维和粒状木质素纤维的质量比为1:0.3～3。当所述玻璃纤维和粒状木质素纤维的质量比为1:0.3～3 时，两种纤维能有效发挥各自的优势，可提高排水沥青混合料的高温稳定性和水稳定性，具体地，所述玻璃纤维和粒状木质素纤维的质量比为1:0.5、1:0.8、 1:1、1:1.2、1:1.5、1:1.8、1:2、1:2.2、1:2.5、1:2.8等。
本发明人发现，粒状木质素纤维和玻璃纤维复掺起到增强与沥青之间的界面粘结效应，两种纤维与沥青互相搭接，可以形成结构网发挥其各自的优势，稳定沥青性能，增粘阻裂，延长使用寿命，协同提升混合料的路用性能。
进一步，在本发明中，所述粒状木质素纤维呈柱状结构，所述木质素纤维底面的平均直径为2.5-4.5mm；所述粒状木质素纤维的平均长度为5-7mm。所述玻璃纤维呈丝状结构，单根所述玻璃纤维的平均直径为1-5μm，平均长度为5-7mm。使用上述特定结构的粒状木质素纤维和玻璃纤维能够更加有效的发挥其功能。
在一些具体的实施方案中，以所述聚合物改性沥青和级配型集料的总质量计，所述复合纤维的加入量为0.1-1％。当复合纤维的加入量为0.1-1％时，能够有效改善排水沥青混合料的高温稳定性和水稳定性，且不会影响原本沥青混合料的性能；具体地，所述复合纤维的加入量可以是0.2％、0.3％、0.4％、 0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％等。
聚合物改性沥青
在本发明的排水沥青混合料中，使用价格低廉的聚合物改性沥青代替常用的高粘沥青。在一些具体的实施方案中，以所述级配型集料的总质量为100％计，所述聚合物改性沥青的加入量为2-10％。当聚合物改性沥青的加入量为 2-10％时，可以使其功能得到最有效的发挥。具体地，所述聚合物改性沥青的加入量可以是3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％等。
一般而言，聚合物改性沥青可以是以热塑性弹性体(SBS)、丁苯橡胶 (SBR)、乙烯－醋酸乙烯共聚物(EVA)以及聚乙烯(PE)为改性外掺材料制作的聚合物改性沥青。
其中，热塑性弹性体(SBS)为苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物，为热塑性弹性体，有线型(非交联型)和星型(交联型)两大类，均可用于沥青改性。丁苯橡胶(SBR)是丁二烯和苯乙烯共聚的、链节为无规分布的非结晶型弹性体，硫化后具有弹性。在本发明中，所使用的丁苯橡胶(SBR) 是指乳液法合成的且未硫化的生胶。乙烯－醋酸乙烯共聚物是乙烯和醋酸乙烯共聚而成的树脂。聚乙烯是高压聚合的低密度聚乙烯。
作为优选，在本发明中，所述聚合物改性沥青是以热塑性弹性体(SBS) 为改性外掺材料制作的聚合物改性沥青，即SBS改性沥青。本发明通过使用价格低廉的SBS改性沥青代替高粘沥青，仍然能够改善排水沥青混合料的高温稳定性和水稳定性。
具体地，在本发明中，以所述SBS改性沥青的总质量计，SBS改性剂的加入量为3％-5％。具体地，所述SBS改性剂的加入量可以是3.2％、3.5％、3.8％、 4％、4.2％、4.5％、4.8％等。
级配型集料
在本发明中，使用级配型集料作为排水沥青混合料的骨架结构。在一些具体的实施方案中，所述级配型集料的级配范围为：通过13.2mm筛孔的质量百分比为100％；通过9.5mm筛孔的质量百分比为90-100％；通过4.75mm筛孔的质量百分比为19-28％；通过2.36mm筛孔的质量百分比为16-21％；通过 0.6mm筛孔的质量百分比为10-14％；通过0.075mm筛孔的质量百分比为 6-8％。
本发明的级配型集料属于半开级配型的，从而有利于获得空隙率为11-18％的排水沥青层。较高沥青用量，在保持排水、降噪功能条件下沥青路面柔性好，疲劳性能好，使用寿命长，耐久性显著提高。
进一步，在本发明中，将粒径大于2.36mm的集料称为粗集料，将粒径小于等于2.36mm且大于等于0.075mm的集料称为细集料，将粒径小于0.075 mm的集料称为矿粉。具体地，在本发明中，所述矿粉通过0.6mm筛孔的质量百分率为100％；通过0.15mm筛孔的质量百分率为90-100％；通过0.075mm 筛孔的质量百分率为75-100％。
进一步，本发明的矿粉的表观密度不小于2.5t/m3，含水量不大于1％，无团粒结块，且塑性指数小于4。
第二方面
本发明的第二方面提供了一种本发明的第一方面的排水沥青混合料的制备方法，其包括将排水沥青混合料的各组分混合的步骤。
具体地，本发明的排水沥青混合料的制备方法包括以下步骤：先将复合纤维混合，然后与级配型集料中的粗集料和细集料进行干拌，再加入SBS改性沥青混合，继续加入矿粉拌和后，得到所述排水沥青混合料。
进一步，分别称取粒状木质素纤维和玻璃纤维，将两种纤维在常温下搅拌均匀后，然后与粗集料、细集料一起干拌50-150s，最后在150-200℃的温度下加入SBS改性沥青搅拌80-160s，最后加入矿粉后迅速拌和。搅拌过程中尽量使复合纤维在沥青混合料中均匀分布。
对于粗集料和细集料，可以将其洗净干燥后进行干拌，所述干燥的温度一般为90-120℃。
第三方面
本发明的第三方面提供了一种排水路面结构，其包括：
第一沥青层1，所述第一沥青层1包括排水沥青混合料，其中，所述排水沥青混合料为第一方面的排水沥青混合料；
应力消散层2，所述应力消散层2包括高粘沥青层22；以及
防水联结层3，所述防水联结层3包括玄武岩纤维土工格栅。
本发明的应力消散层2包括高粘沥青层22。本发明中，本发明的高粘沥青层22中的高粘沥青具有较强的黏度及内聚力，可以有效提高层间粘结强度。
具体地，所述高粘沥青的软化点不小于80℃，闪点不小于260℃，在60℃的粘度不小于20000Pa·s。进一步地，所述高粘沥青在25℃的针入度为40-50 (0.1mm)，所述高粘沥清在5℃的延度不小于30cm；所述高粘沥青薄膜加热质量变化率不大于0.6％，弹性恢复不小于85％，薄膜加热针入度残留率不小于65％，该高粘沥青符合各项性能指标。
进一步地，本发明的应力消散层2还包含有碎石层21，至少部分所述碎石嵌入至所述高粘沥青中，其中，所述碎石的粒径为9.5mm-13.2mm。并且，本发明的应力消散层2中的碎石均匀分布，可以防止离析，碎石层21的空隙与上排水层相互连通，碎石可防止高粘沥青上渗至第一沥青层1，从而可以保证第一沥青层1的厚度，确保排水降噪性能。
进一步地，在本发明中，所述高粘沥青层22的厚度为1-2cm，例如：1.2cm、 1.5cm、1.8cm等；碎石层21的厚度为10mm-30mm，例如：12mm、15mm、 18mm、20mm、22mm、25mm、28mm等。
对于应力消散层2的制备方法，一般是在高粘沥青层22上面铺筑一层碎石层21，并使得碎石层21中的至少部分碎石嵌入高粘沥青层22中。
本发明的所述防水联结层3具有较高的断裂强度、断裂伸长率，能够有效改善对提排水路面结构的抗疲劳开裂和耐久性能。
具体地，本发明的防水联结层3包括至少一层玄武岩纤维土工格栅，其中，所述土工格栅由经线片材11和纬线片材12编织而成。具体地，如图2所示，本发明的防水联结层3包括由两片层叠粘附的第一玄武岩纤维土工格栅A 以及第二玄武岩纤维土工格栅B。所述第一玄武岩纤维土工格栅A和所述第二玄武岩纤维土工格栅B由经线片材11和纬线片材12编织形成。对于同一土工格栅本体，相邻的经线片材11与纬线片材12的接触表面不同；对于第一玄武岩纤维土工格栅A以及第二玄武岩纤维土工格栅B，经线片材和纬线片材粘结的相同位置10处，经线片材11与纬线片材12的接触表面不同。
本发明的第一玄武岩纤维土工格栅A和第二玄武岩纤维土工格栅B之间经纬片材之间交织牢固，能够进一步增强防水联结层3的断裂强力、断裂伸长率。当将本发明的第一玄武岩纤维土工格栅A和第二玄武岩纤维土工格栅 B应用于防水联结层3中，能够进一步提高排水路面结构的抗疲劳开裂和耐久性能。
另外，对于本发明的排水路面结构的铺装方式，本发明不作特别限定，可以是本领域常用的一些铺装方式。
使用本发明的排水沥青混合料制备得到的排水路面结构的抗滑性能和降噪性能均优于一般排水沥青路面结构，本发明的排水路面结构的耐久性能及经济性优于开级配排水沥青路面。
实施例
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售获得的常规产品。
实施例1-3以及对比例1-2中，木质素纤维以及玻璃纤维的性能指标如下表1和表2所示：
表1：木质素纤维性能指标
Figure BDA0002892180680000111
表2玻璃纤维性能指标
项目 玻璃纤维
单根平均直径，μm 2.5
平均长度，mm 6
密度，g/cm<sup>3</sup> 2.547
单股纱线密度，tex 98
可燃物含量，％ 1.6
含水率，％ 0.13
实施例1-3以及对比例1-2中，级配型集料的级配组成如下表3所示，级配型集料中，矿粉的性能指标如下表4所示：
表3
Figure BDA0002892180680000121
表4
检测项目 检测值 指标要求 执行标准
表观密度，不小于，t/m3 2.837 2.50 T 0352-2000
含水量，不大于，％ 0.2 1 T 0103-1993
外观 无团粒结块 无团粒结块 /
亲水系数 0.9 ＜1 T 0353-2000
塑性指数，％ 3.1 ＜4 T 0354-2000
加热安定性 无明显变色 实测记录 T 0355-2000
0.6mm筛通过量，％ 99.9 100 T 0351-2000
0.3mm筛通过量，％ 99.4 / T 0351-2000
0.15mm筛通协量，％ 98.7 90～100 T 0351-2000
0.075mm筛通过量，％ 91.8 75～100 T 0351-2000
实施例中，降噪性能的检测方法如下：
采用驻波管法(室内)测垂直入射吸声系数，表征路面降噪效果。采用室内马歇尔成型制件，测量试件分别在250、500、1000、2000Hz四个频率的声压级的极大值Lpmax和极小值Lpmin，计算出不同频率下吸声系数α的平均值
Figure BDA0002892180680000122
然后按照公式(2)得到评价对路面噪声的衰减效果Lp。
Figure BDA0002892180680000123
Figure BDA0002892180680000124
实施例1
按照设计级配，在级配型集料总质量的7％沥青用量条件下制备排水沥青混合料，其中级配型集料总质量约为1121.5g：
将粗集料、细集料洗净后于105℃的温度下干燥，分别称取重量为1.8g 的粒状木质素纤维和1.8g的玻璃纤维(即：粒状木质素纤维与玻璃纤维的质量比为1:1)，将两种纤维在常温下搅拌均匀后，然后与洗净干燥的粗集料、细集料一起干拌90s，然后在180℃的温度下加入的78.5gSBS改性沥青搅拌 120s，最后加入矿粉后迅速拌和。搅拌过程中尽量使复合纤维在沥青混合料中均匀分布，得到排水沥青混合料。其中，SBS改性沥青中，SBS改性剂的加入量为3.1g。然后对该实施例1的排水沥青混合料进行性能检测，结果如表 5所示：
表5
Figure BDA0002892180680000131
由表5可以看出，本发明实施例1的排水沥青混合料的高温性能、低温性能、渗水性能、降噪性能均优异；离析性能中的析漏损失很低；集料散失性能中的飞散损失同样很低；并且水稳定性优异。另外，本实施例的排水沥青混合料的强度也能满足要求。
实施例2
按照设计级配，在级配型集料总质量的7％沥青用量条件下制备排水沥青混合料，其中级配型集料总质量约为1121.5g。
将粗集料、细集料洗净后于105℃的温度下干燥，分别称取重量1.2g粒状木质素纤维和重量2.4g的玻璃纤维(即：粒状木质素纤维与玻璃纤维的质量比为1:2)，将两种纤维在常温下搅拌均匀后，然后与洗净干燥的粗集料、细集料一起干拌90s，然后在180℃的温度下加入约78.5gSBS改性沥青搅拌120s，最后加入重量矿粉后迅速拌和。搅拌过程中尽量使复合纤维在沥青混合料中均匀分布，得到排水沥青混合料。其中，SBS改性沥青中，SBS改性剂的加入量为3.1g。
然后对该实施例2的排水沥青混合料进行性能检测，结果如表6所示：
表6
Figure BDA0002892180680000141
由表6可以看出，本发明实施例2的排水沥青混合料的高温性能、低温性能、渗水性能、降噪性能均优异；离析性能中的析漏损失很低；集料散失性能中的飞散损失同样很低；并且水稳定性优异。另外，本实施例的排水沥青混合料的强度也能满足要求。
实施例3
按照设计级配，在级配型集料总质量的7％沥青用量条件下制备排水沥青混合料，其中级配型集料总质量约为1121.5g：
将粗集料、细集料洗净后于105℃的温度下干燥，分别称取重量为2.4g 粒状木质素纤维和重量为1.2g的玻璃纤维(即：粒状木质素纤维与玻璃纤维的质量比为2:1)，将两种纤维在常温下搅拌均匀后，然后与洗净干燥的粗集料、细集料一起干拌90s，然后在180℃的温度下加入78.5gSBS改性沥青搅拌 120s，最后加入矿粉后迅速拌和。搅拌过程中尽量使复合纤维在沥青混合料中均匀分布，得到排水沥青混合料。其中，SBS改性沥青中，SBS改性剂的加入量为3.1g。
然后对该实施例3的排水沥青混合料进行性能检测，结果如表7所示：
表7
Figure BDA0002892180680000151
由表7可以看出，本发明实施例3的排水沥青混合料的高温性能、低温性能、渗水性能、降噪性能均优异；离析性能中的析漏损失很低；集料散失性能中的飞散损失同样很低；并且水稳定性优异。另外，本实施例的排水沥青混合料的强度也能满足要求。
对比例1
按照设计级配，在级配型集料总质量的7％沥青用量条件下制备排水沥青混合料，其中级配型集料总质量约为1121.5g：
将粗集料、细集料洗净后于105℃的温度下干燥，分别称取重量为1.8g 粒状棉纤维和重量为1.8g的玻璃纤维(即：棉纤维与玻璃纤维的质量比为1:1)，将两种纤维在常温下搅拌均匀后，然后与洗净干燥的粗集料、细集料一起干拌90s(105℃)，然后在180℃的温度下加入78.5gSBS改性沥青搅拌120s，最后加入矿粉后迅速拌和。搅拌过程中尽量使复合纤维在沥青混合料中均匀分布，得到排水沥青混合料。其中，SBS改性沥青中，SBS改性剂的加入量为 3.1g。
然后对该对比例1的排水沥青混合料进行性能检测，结果如表8所示：
表8
Figure BDA0002892180680000161
由表8可以看出，对比例1所使用的棉纤维无法耐受高温，高温稳定性大幅降低，且水稳定性也有所降低，无法起到稳定沥青的作用。另外离析性能的析漏损失，特别是集料散失性能的飞散损失较高。
对比例2
按照设计级配，在级配型集料总质量的7％沥青用量条件下制备排水沥青混合料，其中级配型集料总质量约为1121.5g：
分别称取重量为1.8g粒状木质素纤维和重量为1.8g的玄武岩纤维(即：粒状木质素纤维与玄武岩纤维的质量比为1:1)，将两种纤维在常温下搅拌均匀后，然后与洗净干燥的粗集料、细集料一起干拌90s，然后在180℃的温度下加入78.5gSBS改性沥青搅拌120s，最后加入矿粉后迅速拌和。搅拌过程中尽量使复合纤维在沥青混合料中均匀分布，得到排水沥青混合料。其中，SBS 改性沥青中，SBS改性剂的加入量为3.1g。
然后对该对比例2的排水沥青混合料进行性能检测，结果如表9所示：
表9
Figure BDA0002892180680000171
由表9可以看出，对比例2的这种复配方法无法对沥青混合料起到增韧，抗散失的作用。
对比例3
按照级配设计组成，在级配型集料总质量的4.6％沥青用量条件下制备 OGFC-13沥青混合料，其中级配型集料总质量约为1147.2g：
将粗集料、细集料洗净后于105℃的温度下干燥，然后在180℃的温度下加入52.8g高粘改性沥青搅拌120s，最后加入矿粉、水泥以及抗剥落剂后迅速拌和，得到OGFC-13高粘改性沥青混合料。其中，脂肪酸酰胺类化合物，生产厂家为德国JRS公司，用量为OGFC-13沥青混合料总质量的0.3％。
OGFC-13根据相关技术规范和试验规程级配设计组成见表10。
表10 OGFC-13型沥青混合料级配
Figure BDA0002892180680000172
测定OGFC-13沥青混合料的路用性能试验结果见表11。
表11
Figure BDA0002892180680000181
由表11可以看出，对比例3的排水沥青混合料的高温稳定性较低，且强度也较低，会导致路面变差。另外离析性能的集料散失性能的飞散损失较高。
对比例4
按照级配设计组成，在级配型集料总质量的6.4％沥青用量条件下制备 SMA-AR-13沥青混合料，其中级配型集料总质量约为1127.8g：
将粗集料、细集料洗净后于105℃的温度下干燥，然后在180℃的温度下加入72.2g橡胶改性沥青搅拌120s，最后加入矿粉后迅速拌和，得到橡胶改性沥青混合料SMA-AR-13。
SMA-AR-13根据相关技术规范和试验规程级配设计组成见表12 。
表12 SMA-AR-13型橡胶改性沥青混合料级配
Figure BDA0002892180680000182
测定SMA-AR-13型橡胶改性沥青混合料的路用性能试验结果见表13所示：
表13
Figure BDA0002892180680000191
由表13可以看出，对比例4的排水沥青混合料的高温稳定性大幅度降低，且强度过高，降噪性能较差。
应用实施例1
按照设计级配，在级配型集料总质量的7％沥青用量条件下制备排水沥青混合料，其中级配型集料总质量约为1121.5g：第一沥青层1为排水沥青层，采用排水沥青混合料，第一沥青层1的空隙率为11％；施工厚度为4cm。具体制备方法如下：
将粗集料、细集料洗净后于105℃的温度下干燥，分别称取重量1.8g的粒状木质素纤维和1.8g的玻璃纤维(即：粒状木质素纤维与玻璃纤维的质量比为1:1)，将两种纤维在常温下搅拌均匀后，然后与洗净干燥的粗集料、细集料一起干拌90s，然后在180℃的温度下加入78.5g的SBS改性沥青搅拌120s，最后加入矿粉后迅速拌和。搅拌过程中尽量使复合纤维在沥青混合料中均匀分布，得到排水沥青混合料。其中，SBS改性沥青中，SBS改性剂的加入量为3.1g。
应力消散层2包括两层：0.3kg/m2高粘沥青层22，施工厚度为1.5cm；然后在高粘沥青层22上面铺筑一层粒径为9.5mm-13.2mm的碎石层21，施工厚度为10mm，并使得碎石层21中的至少部分碎石嵌入高粘沥青层22中。
防水联结层3主要由玄武岩土工格栅A和B组成铺设土工格栅前，先采用乳化沥青洒布车或沥青洒布车洒布0.3kg/m2的SBR改性乳化沥青，以起到粘结作用。将第一玄武岩纤维土工格栅平铺于基层上，然后将第二玄武岩纤维土工格栅按照搭接方法铺筑于前一幅上，两幅玄武岩纤维土工格栅间通过水溶性物质粘粘在一起。在铺筑的格栅上，每隔1.5m用U型钉固定于基层。固定完毕后用压路机碾压，使得格栅与路面基层表面稳定牢固。
另外，在铺筑防水联结层3前，先检查基层或下卧沥青层的质量或进行相关处理，去除表面的水渍、油脂、油漆等污物，确保格栅和基层的结合强度。
应用实施例2
按照设计级配，在级配型集料总质量的7％沥青用量条件下制备排水沥青混合料，其中级配型集料总质量约为1121.5g。第一沥青层1为排水沥青层，采用排水沥青混合料，第一沥青层1的空隙率为11％；施工厚度为4cm。
将粗集料、细集料洗净后于105℃的温度下干燥，分别称取重量2.4g的粒状木质素纤维和1.2g的玻璃纤维(即：粒状木质素纤维与玻璃纤维的质量比为2:1，将两种纤维在常温下搅拌均匀后，然后与洗净干燥的粗集料、细集料一起干拌90s，然后在180℃的温度下加入78.5g的SBS改性沥青搅拌120s，最后加入矿粉后迅速拌和。搅拌过程中尽量使复合纤维在沥青混合料中均匀分布，得到排水沥青混合料。其中，SBS改性沥青中，SBS改性剂的加入量为 3.1g。
应力消散层2包括两层：0.3kg/m2高粘沥青层22，施工厚度为1.5cm；然后在高粘沥青层22上面铺筑一层粒径为9.5mm-13.2mm的碎石层21，施工厚度为10mm，并使得碎石层21中的至少部分碎石嵌入高粘沥青层22中。
防水联结层3主要由玄武岩土工格栅A和B组成铺设土工格栅前先采用乳化沥青洒布车洒布0.3kg/m2的SBR改性乳化沥青，以起到粘结作用。将第一玄武岩纤维土工格栅平铺于基层上，然后将第二玄武岩纤维土工格栅按照搭接方法铺筑于前一幅上，两幅玄武岩纤维土工格栅间通过水溶性物质粘粘在一起。在铺筑的格栅上，每隔1.5m用U型钉固定于基层。固定完毕后用压路机碾压，使得格栅与路面基层表面稳定牢固。
另外，在铺筑防水联结层3前，先检查基层或下卧沥青层的质量或进行相关处理，去除表面的水渍、油脂、油漆等污物，确保格栅和基层的结合强度。
应用实施例3
按照设计级配，在级配型集料总质量的7％沥青用量条件下制备排水沥青混合料，其中级配型集料总质量约为1121.5g。第一沥青层1为排水沥青层，采用排水沥青混合料，第一沥青层1的空隙率为11％；施工厚度为4cm。
将粗集料、细集料洗净后于105℃的温度下干燥，分别称取重量1.8g的粒状木质素纤维和1.8g的玻璃纤维(即：粒状木质素纤维与玻璃纤维的质量比为1:1)，将两种纤维在常温下搅拌均匀后，然后与洗净干燥的粗集料、细集料一起干拌90s，然后在180℃的温度下加入78.5g的SBS改性沥青搅拌120s，最后加入矿粉后迅速拌和。搅拌过程中尽量使复合纤维在沥青混合料中均匀分布，得到排水沥青混合料。其中，SBS改性沥青中，SBS改性剂的加入量为3.1g。
第二沥青层采用0.3kg/m2高粘沥青层22，施工厚度为1.5cm。
防水联结层3主要由玄武岩土工格栅A和B组成，铺设土工格栅前先采用乳化沥青洒布车洒布0.3kg/m2的SBR改性乳化沥青以起到粘结作用。将第一玄武岩纤维土工格栅平铺于基层上，然后将第二玄武岩纤维土工格栅按照搭接方法铺筑于前一幅上，两幅玄武岩纤维土工格栅间通过水溶性物质粘粘在一起。在铺筑的格栅上，每隔1.5m用U型钉固定于基层。固定完毕后用压路机碾压，使得格栅与路面基层表面稳定牢固。
另外，在铺筑防水联结层3前，先检查基层或下卧沥青层的质量或进行相关处理，去除表面的水渍、油脂、油漆等污物，确保格栅和基层的结合强度。
应用实施例4
按照设计级配，在级配型集料总质量的7％沥青用量条件下制备排水沥青混合料，其中级配型集料总质量约为1121.5g：第一沥青层1为排水沥青层，采用排水沥青混合料，第一沥青层1的空隙率为11％；施工厚度为4cm。
将粗集料、细集料洗净后于105℃的温度下干燥，分别称取重量1.8g的粒状木质素纤维和1.8g的玻璃纤维(即：粒状木质素纤维与玻璃纤维的质量比为1:1)，将两种纤维在常温下搅拌均匀后，然后与洗净干燥的粗集料、细集料一起干拌90s，然后在180℃的温度下加入78.5g的SBS改性沥青搅拌120s，最后加入矿粉后迅速拌和。搅拌过程中尽量使复合纤维在沥青混合料中均匀分布，得到排水沥青混合料。其中，SBS改性沥青中，SBS改性剂的加入量为3.1g。
应力消散层2包括两层：0.3kg/m2高粘沥青层22，施工厚度为1.5cm；然后在高粘沥青层22上面铺筑一层粒径为9.5mm-13.2mm的碎石层21，施工厚度为10mm，并使得碎石层21中的至少部分碎石嵌入高粘沥青层22中。
防水联结层3主要由单层玄武岩土工格栅组成。铺设土工格栅前先采用乳化沥青洒布车洒布0.3kg/m2的SBR改性乳化沥青，以起到粘结作用。将玄武岩纤维土工格栅平铺于基层上，格栅上每隔1.5m用U型钉固定于基层。固定完毕后用压路机碾压，使得格栅与路面基层表面稳定牢固。
另外，在铺筑防水联结层3前，先检查基层或下卧沥青层的质量或进行相关处理，去除表面的水渍、油脂、油漆等污物，确保格栅和基层的结合强度。
按照本申请的方法对应用实施例1-4的排水路面结构进行性能测试，结果如下表14所示。
表14不同应用实施例中排水路面结构的路用性能试验结果
Figure BDA0002892180680000231
由表14可以看出，本发明的排水路面结构的各项性能均较为优异。其中，应用实施例1和应用实施例2的各项性能优异应用实施例3和应用实施例4。
需要说明的是，尽管以具体实例介绍了本发明的技术方案，但本领域技术人员能够理解，本发明应不限于此。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (7)

1.一种排水沥青混合料，其特征在于，所述排水沥青混合料包括以下组分：聚合物改性沥青、级配型集料以及复合纤维；其中，
以所述聚合物改性沥青和级配型集料的总质量计，所述复合纤维的加入量为0.1-1％；
所述复合纤维包括玻璃纤维和粒状木质素纤维，所述玻璃纤维和粒状木质素纤维的质量比为1:0.3～3；
所述粒状木质素纤维呈柱状结构，所述粒状木质素纤维的底面的平均直径为2.5-4.5mm；所述粒状木质素纤维的平均长度为5-7mm；
所述聚合物改性沥青包括SBS改性沥青，其中，以所述SBS改性沥青的总质量计，SBS改性剂的加入量为3％-5％。
2.根据权利要求1所述的排水沥青混合料，其特征在于，以所述级配型集料的总质量为100％计，所述聚合物改性沥青的加入量为2-10％。
3.根据权利要求1或2所述的排水沥青混合料，其特征在于，所述排水沥青混合料中，所述级配型集料的级配范围为：
通过13.2mm筛孔的质量百分比为100％；通过9.5mm筛孔的质量百分比为90-100％；通过4.75mm筛孔的质量百分比为19-28％；通过2.36mm筛孔的质量百分比为16-21％；通过0.6mm筛孔的质量百分比为10-14％；通过0.075mm筛孔的质量百分比为6-8％。
4.根据权利要求1或2所述的排水沥青混合料，其特征在于，所述玻璃纤维呈丝状结构，单根所述玻璃纤维的平均直径为1-5μm，平均长度为5-7mm。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的排水沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括将排水沥青混合料的各组分混合的步骤。
6.一种排水路面结构，其特征在于，包括排水沥青层，所述排水沥青层包括根据权利要求1-4任一项所述的排水沥青混合料。
7.根据权利要求6所述的排水路面结构，其特征在于，所述排水沥青层的空隙率为11-18％。
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