CN113372041A - 一种沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及道路建设领域，具体公开了一种沥青混合料及其制备方法。一种沥青混合料，其包含以下重量份的组分：碎石混合料65‑75份；矿粉4‑6份；沥青原料2‑3份；聚酯纤维0.1‑0.3份；废旧橡胶颗粒1.5‑2.5份；瓷釉浆料0.8‑1.4份；其制备方法为：先将碎石混合料在烘干桶内进行搅拌烘干，并加入矿粉、废旧橡胶颗粒和瓷釉浆料，混合均匀得到基料；再将将沥青原料加热后与基料混合搅拌，并加入瓷釉浆料，混合均匀后即可得到沥青混合料。本申请的沥青混合料具有优异的耐温急变性，进而当外界环境的温度变化较为剧烈时，使沥青混合料所形成的道路路面在受到较大重力碾压不易产生裂缝。

Description

一种沥青混合料及其制备方法
技术领域
本申请涉及道路建设领域，更具体地说，它涉及一种沥青混合料及其制备方法。
背景技术
沥青混合料是将大小不同粒径的矿质骨料、填料，根据工程需要，按最佳级配原则组配，与适当的沥青材料搅拌均匀而成的混合物叫做沥青混合料，在市政道路领域应用广泛。
在公开号为CN112745062A的中国发明专利申请文件中公开了一种性能优异的复合纤维改性沥青混合料及其制备方法，所述改性沥青混合料由以下重量份的原料组成：SBS改性沥青4.5-6份、矿粉8-12份、集料90-100份和复合纤维稳定剂0.2-0.4份，其中，复合纤维稳定剂由木质素纤维、聚丙烯腈纤维和海泡石纤维组成，将三种具有不同性能的纤维按照一定配比制成复合纤维稳定剂，将其加入集料中再与SBS改性沥青和矿粉拌合最终得到改性沥青混合料，复合纤维稳定剂在沥青混合料中分散，对改性沥青混合料的性能改善方面起到优劣互补的作用。
针对上述中的相关技术，发明人认为上述复合纤维稳定剂虽能起到一定的补强作用，但对沥青混合料的耐温变性影响较小，当温度较高时，沥青混合料易软化，当温度较低时，沥青混合料易脆裂，且当外界环境的温度变化较为剧烈时，沥青混合料所形成的道路路面极易因受到较大重力碾压而产生裂缝，进而造成道路损坏，因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
为了提高沥青混合料的耐温变抗裂性能，本申请提供一种沥青混合料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种沥青混合料，采用如下的技术方案：
一种沥青混合料，其包含以下重量份的组分：
碎石混合料65-75份；
矿粉4-6份；
沥青原料2-3份；
聚酯纤维0.1-0.3份；
废旧橡胶颗粒1.5-2.5份；
瓷釉浆料0.8-1.4份。
通过采用上述技术方案，废旧橡胶颗粒的使用不仅有利于合理利用废料资源，还能够在一定程度上抑制沥青因温变而产生的较大形变。聚酯纤维能够提高各组分原料间的结合性，在沥青混合料中充当良好的骨架作用。瓷釉浆料能够减少各组分原料间的孔隙，提高密实度，并发挥出良好的瓷性能。而本申请人发现，将聚酯纤维、废旧橡胶颗粒和瓷釉浆料相互配合使用时，相互之间复配增效，能够大大增加石料与沥青界面间的弹性，并提高沥青整体的耐温急变性，且使沥青混合料的承压能力也大大提高，在应用过程中不易生产裂缝，整体抗应力破坏作用大大提高。
优选的，所述瓷釉浆料由包含以下重量份的原料制成
氧化硅20-24份；
氧化铝1-3份；
氧化钛16-19份；
氧化锂1.5-2.5份；
氧化锆2-3份；
氧化钾5-8份；
氧化锌0.8-1.2份。
通过采用上述技术方案，上述原料混合制成的瓷釉浆料，具有优异的承受温度急变的能力，且自身的膨胀系数较底，在受到外界剧烈的温度变化时，能够维持沥青混合料整体结构的稳定性。同时，上述瓷釉浆料还能够与沥青原料之间具有良好的相容性和结合性，充分发挥作用的同时，还能够使沥青混合料维持优异稳定的结构强度。
优选的，所述瓷釉浆料经各原料熔制、水淬制成熔块、球磨后得到。
通过采用上述技术方案，上述方法操作简单便捷，且得到的瓷釉浆料具有均匀稳定的粒径大小，整体应用效果优异。
优选的，所述瓷釉浆料的球磨粒度规格为10-30nm。
通过采用上述技术方案，上述规格的球磨，使得到的瓷釉浆料不仅能够填充在各组分原料的孔隙中，还能够与沥青原料良好的结合并发挥作用，不易因瓷釉浆料的粒度过小或者过大，而导致其无法对石料与沥青界面间的弹性起到增强作用。
优选的，所述废旧橡胶颗粒的颗粒直径为0.4-0.8mm。
通过采用上述技术方案，上述颗粒大小的废旧橡胶颗粒有利于在使用时被均匀分散，并与熔融后的沥青原料间稳定结合，且发挥出优异的抑制沥青因温变而产生的较大形变作用。
优选的，所述聚酯纤维的直径为15-20μm，长度为6-10mm，密度为1.36-1.4g/cm3。
通过采用上述技术方案，上述规格的聚酯纤维，既能在应用时发挥出良好的韧性，且能够有效抵抗温度应力，减少温缩裂缝的产生。
优选的，所述碎石混合料由规格为0-5mm、5-10mm、10-17mm的碎石料按质量比为1：(2-3)：(5-6)组成。
通过采用上述技术方案，采用上述规格的级配料，不仅能够保证沥青混合料的密实性，还能够与结合有瓷釉浆料的沥青原料之间形成多级弹性缓冲结构，进而保证沥青混合料在应用过程中稳定性。
优选的，所述沥青混合料中还加入有重量份数为0.3-0.7份的功能助剂，功能助剂由氟醚橡胶、云母粉组成，且氟醚橡胶、云母粉的重量比为1：(1.5-2.5)。
通过采用上述技术方案，氟醚橡胶和云母粉组成的功能助剂在使用后，二者相互之间复配增效，对沥青混合料具有较强的补强能力，且能够提高沥青原料的耐老化性能，并使沥青混合料的耐压缩永久变形的能力大大提高，在应用过程中不易产生裂缝。
优选的，所述功能助剂中，氟醚橡胶、云母粉的重量比为1：1.9。
通过采用上述技术方案，上述比例的氟醚橡胶和云母粉所组成的功能助剂能够发挥出最优的增效作用。
第二方面，本申请提供一种沥青混合料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比准备包含碎石混合料、矿粉、沥青原料、聚酯纤维、废旧橡胶颗粒和瓷釉浆料的原料；
(2)将碎石混合料在烘干桶内进行搅拌烘干，并加入矿粉、废旧橡胶颗粒和瓷釉浆料，混合均匀得到基料；
(3)将沥青原料加热后与基料混合搅拌，并加入瓷釉浆料，混合均匀后即可得到沥青混合料。
通过采用上述技术方案，上述制备方法，操作过程简单，生产稳定，得到的产品品质优异，整体应用性好。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请将聚酯纤维、废旧橡胶颗粒和瓷釉浆料相互配合使用时，相互之间复配增效，能够大大增加石料与沥青界面间的弹性，并提高沥青整体的耐温急变性，进而当外界环境的温度变化较为剧烈时，使沥青混合料所形成的道路路面在受到较大重力碾压不易产生裂缝；2、本申请添加使用氟醚橡胶和云母粉组成的功能助剂，对沥青混合料具有较强的补强能力，且能够提高沥青原料的耐老化性能，并使沥青混合料的耐压缩永久变形的能力大大提高，在应用过程中不易产生裂缝。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料和/或中间体的制备例
制备例1
一种瓷釉浆料，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
将各原料熔制，熔制温度1100℃，熔制时间50min，然后水淬制成熔块，球磨后得到，其中瓷釉浆料的球磨粒度规格为20nm。
制备例2
一种瓷釉浆料，与制备例1的不同之处在于，瓷釉浆料的球磨粒度规格为10nm。
制备例3
一种瓷釉浆料，与制备例1的不同之处在于，瓷釉浆料的球磨粒度规格为30nm。
制备例4-7
一种瓷釉浆料，与制备例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1制备例1-7中各组分及其重量份数(kg)
组分 制备例1 制备例2 制备例3 制备例4 制备例5 制备例6 制备例7
氧化硅 22 22 22 20 24 22 22
氧化铝 2 2 2 1 3 2 \
氧化钛 17.5 17.5 17.5 19 16 17.5 17.5
氧化锂 2 2 2 1.5 2.5 \ 2
氧化锆 2.5 2.5 2.5 3 2 2.5 2.5
氧化钾 6.5 6.5 6.5 5 8 6.5 \
氧化锌 1 1 1 0.8 1.2 1 1
实施例
实施例1
一种沥青混合料，各组分及其相应的重量份数如表2所示，并通过如下步骤制备获得：
(1)按配比准备包含碎石混合料、矿粉、沥青原料、聚酯纤维、废旧橡胶颗粒和瓷釉浆料的原料；
(2)将碎石混合料在烘干桶内进行搅拌烘干，温度控制在100℃，时间为5min，并加入矿粉、废旧橡胶颗粒和瓷釉浆料，混合均匀得到基料；
(3)将沥青原料加热至180℃后与基料混合搅拌，并加入瓷釉浆料，混合均匀后即可得到沥青混合料，并保持出料温度为170℃。
注：上述步骤中，废旧橡胶颗粒的颗粒直径为0.6mm；聚酯纤维的直径为17.5μm，长度为8mm，密度为1.38g/cm3；碎石混合料由规格为0-5mm、5-10mm、10-17mm的碎石料按质量比为1：2.5：5.5组成；沥青原料选用为70#沥青；瓷釉浆料选用为制备1得到。
实施例2-9
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表2所示。
表2实施例1-9中各组分及其重量份数(100kg)
Figure BDA0003159379010000051
注：实施例4中废旧橡胶颗粒的颗粒直径为0.3mm；实施例5中废旧橡胶颗粒的颗粒直径为0.9mm。实施例6中聚酯纤维的直径为14μm，长度为5mm，密度为1.35g/cm3。实施例7中聚酯纤维的直径为21μm，长度为11mm，密度为1.41g/cm3。实施例8中碎石混合料由规格为0-5mm、5-10mm的碎石按质量比为1：2.2组成。实施例9中碎石混合料由规格为0-5mm、5-10mm、10-17mm的碎石料按质量比为1：1：3组成。
实施例10
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，聚酯纤维的直径为15μm，长度为10mm，密度为1.36g/cm3。
实施例11
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，聚酯纤维的直径为20μm，长度为6mm，密度为1.4g/cm3。
实施例12
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，废旧橡胶颗粒的颗粒直径为0.4mm。
实施例13
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，废旧橡胶颗粒的颗粒直径为0.8mm。
实施例14
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，碎石混合料由规格为0-5mm、5-10mm、10-17mm的碎石料按质量比为1：2：5组成。
实施例15
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，碎石混合料由规格为0-5mm、5-10mm、10-17mm的碎石料按质量比为1：3：6组成。
实施例16
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，瓷釉浆料选用为制备2得到。
实施例17
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，瓷釉浆料选用为制备3得到。
实施例18
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，瓷釉浆料选用为制备4得到。
实施例19
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，瓷釉浆料选用为制备5得到。
实施例20
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，瓷釉浆料选用为制备6得到。
实施例21
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，瓷釉浆料选用为制备7得到。
实施例22
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)具体设置为将碎石混合料在烘干桶内进行搅拌烘干，温度控制在100℃，时间为5min，并加入矿粉、废旧橡胶颗粒、瓷釉浆料和0.5份的功能助剂，功能助剂由氟醚橡胶、云母粉按重量比为1：2组成，混合均匀得到基料。
实施例23
一种沥青混合料，与实施例22的不同之处在于，步骤(2)具体设置为将碎石混合料在烘干桶内进行搅拌烘干，温度控制在100℃，时间为5min，并加入矿粉、废旧橡胶颗粒、瓷釉浆料和0.3份的功能助剂，功能助剂由氟醚橡胶、云母粉按重量比为1：2组成，混合均匀得到基料。
实施例24
一种沥青混合料，与实施例22的不同之处在于，步骤(2)具体设置为将碎石混合料在烘干桶内进行搅拌烘干，温度控制在100℃，时间为5min，并加入矿粉、废旧橡胶颗粒、瓷釉浆料和0.7份的功能助剂，功能助剂由氟醚橡胶、云母粉按重量比为1：2组成，混合均匀得到基料。
实施例25
一种沥青混合料，与实施例22的不同之处在于，功能助剂由氟醚橡胶、云母粉按重量比为1：1.5组成。
实施例26
一种沥青混合料，与实施例22的不同之处在于，功能助剂由氟醚橡胶、云母粉按重量比为1：2.5组成。
实施例27
一种沥青混合料，与实施例22的不同之处在于，功能助剂由氟醚橡胶、云母粉按重量比为1：1.9组成。
对比例
对比例1
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，沥青混合料中不含有废旧橡胶颗粒。
对比例2
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，沥青混合料中不含有瓷釉浆料。
对比例3
一种沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，沥青混合料中不含有废旧橡胶颗粒和瓷釉浆料。
对比例4
一种沥青混合料，与实施例27的不同之处在于，功能助剂为氟醚橡胶。
对比例5
一种沥青混合料，与实施例27的不同之处在于，功能助剂为云母粉。
性能检测试验试验样品：采用实施例1-27中获得的沥青混合料作为试验样品1-27，采用对比例1-5中获得的沥青混合料作为对照样品1-5。
试验方法：将试验样品1-27和对照样品1-5分别按照JTGE20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0703-2011的方法制作300mm×300mm×40mm的沥青混合料试验块，将其放置在－5℃的冷藏室内，冷冻10h，取出至于25℃的环境中，放置5h，再置于65℃的烘箱中，恒温10h，取出冷却至室温，且各沥青混合料试验块均需重复上述操作5次，然后按照JTGE20-2011中沥青混合料劈裂试验方法测量劈裂抗拉强度，对应记录在表3中，精确至0.01。
表3试验样品1-27和对照样品1-5的测试结果
Figure BDA0003159379010000081
Figure BDA0003159379010000091
结合实施例1和对比例1-3并结合表3可以看出，将聚酯纤维、废旧橡胶颗粒和瓷釉浆料相互配合使用时，相互之间复配增效，能够大大增加石料与沥青界面间的弹性，并提高沥青整体的耐温急变性，进而当外界环境的温度变化较为剧烈时，使沥青混合料所形成的道路路面在受到较大重力碾压不易产生裂缝。
结合实施例27和对比例4-5并结合表3可以看出，使用氟醚橡胶和云母粉组成的功能助剂，对沥青混合料具有较强的补强能力，且能够提高沥青原料的耐老化性能，并使沥青混合料的耐压缩永久变形的能力大大提高，在应用过程中不易产生裂缝。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种沥青混合料，其特征在于，其包含以下重量份的组分：
碎石混合料 65-75份；
矿粉 4-6份；
沥青原料 2-3份；
聚酯纤维 0.1-0.3份；
废旧橡胶颗粒 1.5-2.5份；
瓷釉浆料 0.8-1.4份。
2.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于：所述瓷釉浆料由包含以下重量份的原料制成
氧化硅 20-24份；
氧化铝 1-3份；
氧化钛 16-19份；
氧化锂 1.5-2.5份；
氧化锆 2-3份；
氧化钾 5-8份；
氧化锌 0.8-1.2份。
3.根据权利要求2所述的沥青混合料，其特征在于：所述瓷釉浆料经各原料熔制、水淬制成熔块、球磨后得到。
4.根据权利要求3所述的沥青混合料，其特征在于：所述瓷釉浆料的球磨粒度规格为10-30nm。
5.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于：所述废旧橡胶颗粒的颗粒直径为0.4-0.8mm。
6.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于：所述聚酯纤维的直径为15-20μm，长度为6-10mm，密度为1.36-1.4g/cm3。
7.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于：所述碎石混合料由规格为0-5mm、5-10mm、10-17mm的碎石料按质量比为1：（2-3）：（5-6）组成。
8.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于：所述沥青混合料中还加入有重量份数为0.3-0.7份的功能助剂，功能助剂由氟醚橡胶、云母粉组成，且氟醚橡胶、云母粉的重量比为1：（1.5-2.5）。
9.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征在于：所述功能助剂中，氟醚橡胶、云母粉的重量比为1：1.9。
10.权利要求1-7任一所述的沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按配比准备包含碎石混合料、矿粉、沥青原料、聚酯纤维、废旧橡胶颗粒和瓷釉浆料的原料；
（2）将碎石混合料在烘干桶内进行搅拌烘干，并加入矿粉、废旧橡胶颗粒和瓷釉浆料，混合均匀得到基料；
（3）将沥青原料加热后与基料混合搅拌，并加入瓷釉浆料，混合均匀后即可得到沥青混合料。
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