CN113582589A - 一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料及其加工方法，属于冷补沥青混合料加工技术领域。一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料及其加工方法，包括如下步骤：首先基质沥青加热至100℃左右，将柴油加入基质沥青中略微搅拌，最后将高粘改性剂加入基质沥青与柴油的混合液中，静置24H，即得冷补沥青混合液，将配置成的冷补沥青混合液加热至80～120℃，在冷补沥青混合液中加入集料；将冷补沥青混合液和集料混合均匀得到冷补沥青混合料。本发明的冷补沥青混合料适用于冷态修补坑穴、公共设施开挖及其它维修，只需对原有坑穴处进行简单清理，使用方便，随用随取，无需重型施工机械，几分钟内即可完成修补，比热拌或传统冷拌法修补更加经济。

Description

一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料及其加工方法

技术领域

本发明涉及冷补沥青混合料加工技术领域，更具体地说，涉及一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料及其加工方法。

背景技术

沥青路面以其良好的性能在机场跑道建设中得到广泛应用，但随着经济的快速发展，机场跑道通量迅速增长，加上飞机越来越大的趋势，沥青跑道破坏严重。因此沥青跑道常常需要及时的修补，而传统的热拌式沥青混合料施工很不方便，而且受气候和天气的限制，特别是寒冷的冬季或者多雨的季节，道路施工困难，并且在施工后不能立即开放交通。

“冷补料”是一种高科技道路修补材料，优良的粘结性能和松散施工性能是其不同于普通修补材料的显著特点之一，可以全天候使用，适用于在任何天气和环境下修补各种不同类型的道路面层，如沥青混凝土道路、水泥混凝土道路、停车场、机场跑道、桥梁伸缩缝等。

现有的冷补沥青混合料，大多制备工艺较复杂，且成本较高，鉴于此，我们提出一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料及其加工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料及其加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题：现有的冷补沥青混合料，大多制备工艺较复杂，且成本较高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料，包括冷补添加剂、基质沥青、柴油和集料。

优选地，所述集料应由100％高度粉碎、洁净泥砂含量小于等于2％、干燥含水量小于等于4％、无风化、无杂质，具有良好的颗粒形状的石灰石、玄武石、花岗石组成，且石灰石、玄武石和花岗石均选用5-10mm、5-15mm、10-15mm、 3-5mm、0-3mm、0-5mm的规格。

优选地，所述基质沥青的含蜡量小于等于3％，所述高粘改性剂添加量为基质沥青质量的0.5-3.0％；

一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料的加工方法，包括如下步骤：

S1：先将基质沥青加热至100℃左右，将柴油加入基质沥青中略微搅拌，最后将高粘改性剂加入沥青与柴油的混合液中，静置24H，即得冷补沥青混合液；

S2：将配置成的冷补沥青混合液加热至80～120℃，与干燥的集料拌和3 分钟，其中油石比为5％；

S3：利用机械搅拌或泵循环装置，将冷补沥青混合液和集料混合均匀得到冷补沥青混合料。

优选地，步骤S3中的机械搅拌或泵循环装置需要配备加热系统，便于在循环搅拌过程中实现保温作用。

优选地，步骤S3中冷补沥青混合料加热温度为80-120℃，严禁超过 140℃，且采用导热油或水浴方式加热。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明的冷补沥青混合料适用于冷态修补坑穴、公共设施开挖及其它维修，只需对原有坑穴处进行简单清理，不需覆以沥青乳剂。涂层，使用方便，随用随取，无需重型施工机械，几分钟内即可完成修补，并立即恢复道路交通。

(2)本发明的冷补沥青混合料包含独特的共聚物、湿润成分、精选沥青和集料，与沥青混凝土、水泥混凝土、金属表面、木面等不同基质的材料均有良好的粘结力，路面有积水亦可保持粘结性能。

(3)该冷补沥青混合料任何天气条件下均可使用，不受结冰、解冻、雨雪天气和坑穴大小及数量的影响与限制，在-26℃低温(-15℉)至49℃(120 ℉)和潮湿的环境下亦能始终保持良好的柔韧和粘结性能及抗水损性能，且与热拌沥青混合料的修补效果相同，加铺热沥青于其上，不会有渗出现象，可以适用于传统的沥青养护设备，比热拌或传统冷拌法修补更加经济。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料，包括冷补添加剂、基质沥青、柴油和集料。

步骤S2中所述集料应由100％高度粉碎、洁净泥砂含量小于等于2％、干燥含水量小于等于4％、无风化、无杂质，具有良好的颗粒形状的石灰石、玄武石和花岗石组成，且石灰石、玄武石和花岗石均选用5-10mm、5-15mm、 10-15mm、3-5mm、0-3mm、0-5mm的规格。

步骤S1中所述基质沥青的含蜡量小于等于3％。

一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料的加工方法，包括如下步骤：

S1：先将基质沥青加热至100℃左右，将柴油加入基质沥青中略微搅拌，最后将高粘改性剂加入沥青与柴油的混合液中，静置24H，即得冷补沥青混合液；

S2：将配置成的冷补沥青混合液加热至80～120℃，与干燥的集料拌和3 分钟，其中油石比为5％左右；

S3：利用机械搅拌或泵循环装置，将冷补沥青混合液和集料混合均匀得到冷补沥青混合料。

S4：制备完成的冷补沥青混合料采用密封性较好的包装袋进行密封，避免冷补沥青混合料因与空气长时间接触导致过早结团、结块，影响保质期及使用效果。

步骤S3中的机械搅拌或泵循环装置需要配备加热系统，便于在循环搅拌过程中实现保温作用。

步骤S3中冷补沥青混合料加热温度为80-120℃，严禁超过140℃，且采用导热油或水浴方式加热。

本发明的冷补沥青混合料适用于冷态修补坑穴、公共设施开挖及其它维修，只需对原有坑穴处进行简单清理，不需覆以沥青乳剂。涂层，使用方便，随用随取，无需重型施工机械，几分钟内即可完成修补，并立即恢复道路交通。

本发明的冷补沥青混合料包含独特的共聚物、湿润成分、精选沥青和集料，与沥青混凝土、水泥混凝土、金属表面、木面等不同基质的材料均有良好的粘结力，路面有积水亦可保持粘结性能。

任何天气条件下均可使用，不受结冰、解冻、雨雪天气和坑穴大小及数量的影响与限制，在-26℃低温(-15℉)至49℃(120℉)和潮湿的环境下亦能始终保持良好的柔韧和粘结性能及抗水损性能。

本发明的冷补沥青混合料与热拌沥青混合料的修补效果相同，加铺热沥青于其上，不会有渗出现象，可以适用于传统的沥青养护设备，比热拌或传统冷拌法修补更加经济。

室外露天无覆盖的条件下堆放存储半年以上仍能保持粘性、松散、易于使用的性能，包装袋内密封则可保存两年。

对环境无害，不会污染大气和地下水，与传统沥青一起或在堆积状态下可完全再生利用，可采用全球各地的集料、沥青和溶剂，可利用热拌沥青设备或专门的冷拌搅拌机生产。

本发明冷补添加剂相关的技术规格与包装参数如下：

产品规格	包装(桶)	重量	备注
				冷补添加剂BWH660	200升	200公斤	可生产冷补成品料180～200T

1.生产原料：

①“高粘改性剂、冷补添加剂”：密度(5℃，g/cm3)0.95±0.05不需加工，直接使用。

②基质沥青：沥青应采用符合JTJ 032-94规范“重交通道路石油沥青技术要求”规定的“50-110#”沥青，含蜡量不大于3％，建议根据当地气候条件合理选用相应牌号的沥青。

③柴油：应根据冷补料使用季节温度要求，选择相应标号的柴油。推荐选择表如下：

/	冬季	春秋季	夏季
				对应环境温度	-30℃－4℃	4℃－16℃	16℃－5℃
对应柴油标号	-35#－0#	0#－10#	10#

④集料(骨料)：集料应由100％高度粉碎、洁净(泥砂含量≤2％)、干燥(含水量≤4％)、无风化、无杂质，具有良好的颗粒形状，并符合JTJ 032-94 规范“沥青面层用粗集料质量技术要求”和“沥青面层用细集料质量技术要求”的石灰石、玄武石、花岗石或其它等价物组成。建议选用5-10mm、5-15mm、10-15mm、3-5mm、0-3mm、0-5mm等规格的2-4种集料配料。

2.本发明生产用设备、场地：

①配制“冷补沥青”的混合罐，需配备机械搅拌或油泵循环装置及加热系统，以便能够实现循环搅拌过程和保温要求。

②具有沥青和集料精确计量装置的普通热沥青搅拌设备或“冷补”专用冷拌设备，以及具有上述功能的其它搅拌设备。建议使用强制式搅拌设备以利于提高搅拌效果。

③生产场地不得存有大量泥土或其它污染物，最好有＞400m2的水泥或沥青平整地面。

3.“沥青混合液”的配置：

①“冷补沥青混合料”的参考配比

②配置工艺过程：

按配比要求，首先加入添加剂，再加入柴油，最后将120--160℃之间的基质沥青加入到柴油和添加剂的混合物内，并借助于机械搅拌或泵循环装置，直到使其混合均匀为止。

⒋生产工艺要求

①“基质沥青”加热温度为80-120℃，严禁超过140℃，最好采用导热油或水浴方式加热。

②集料含水量≤4％时，可直接冷拌；反之，应先将集料烘干或加热到60℃左右，以使集料表面烘干为宜，但出料温度应≤80℃。

③“基质沥青”的加入量为5％左右，目测观察出料应为黑亮色。原则上，以粒径4.75mm以下的集料范围变化趋势进行相应的调整，每0.25％为一个调整范围。

⒌生产工艺流程

检查设备是否良好→连接各种管路→配制“冷补沥青混合液”并保温→设定油石比→集料配料、上料→试生产30—120秒→取样现场检验分析→依据分析结果调整配合比→合格后正式生产(抽检)→停机→将成品料堆成金字塔状→取样试验室检验分析→合格后包装入库→出厂。

⒍生产注意事项

①当集料泥砂含量＞2％、水分＞4％时，应将集料预先烘干去除泥砂和水分。

②当集料级配不能满足要求，尤其是缺少3-5mm规格的集料时，不可用河砂代替。

③应确保“冷补沥青”的均匀，其配比应准确并应以粘度测试数据为准。

④特殊情况当采用加温的方式进行生产时，出料温度应严格控制在80℃以下。

⑤配制过程中严禁烟火，“冷补添加剂”应避免接触皮肤和溅入眼睛内。

本发明材料的检验：

⒈“冷补沥青”的检验：

取样品1KG，参照ASTM D-2170标准进行粘度测试，60℃时粘度合格指标范围为300—4000Cst，其中冬季配方为400--650Cst、夏季配方为1000--1500 Cst。

⒉材料的现场及过程检验：

①水剥离试验：将充分搅拌后的成品料浸入蒸馏水中，仔细观察、寻找未完全裹覆或剥离的集料，如果发现有未完全裹覆或剥离的集料，应重新设置沥青流量，增加沥青加入量0.25％，然后重新生产并取样进行试验，直到满足要求。

②滚动试验：此试验用于控制沥青的最小用量。取少量新制成的成品料，放在一张纸巾上，试图产生像圆木一样的滚动，查看其粘结情况是否良好，如果破碎，说明沥青量偏少，应增加沥青加入量0.25％，然后重新生产并取样进行试验，直到满足要求。

③纸迹试验：此试验用于控制沥青的最大用量。取少量新制的成品料，自然放置在一张纸巾上，观察残留在纸上的痕迹，正常痕迹应为轻微的黑色斑点。如果出现严重的墨迹，说明沥青加入量偏多，应减少沥青加入量0.25％，然后重新生产并取样进行试验，直到满足要求。

⒊试验室试验项目：

①抗水剥落性

⑴水煮法(大于13.2mm材料):取冷补沥青混合料50g置600ml烧杯中，加水400ml煮沸达100℃，进行水煮法检验，试验时以1周/s的速率用玻璃棒搅拌，持续3min后，用纸捞走漂浮的沥青膜，倒掉水，将混合料倒在白纸上观察石料表面所裹覆的沥青膜的剥落情况，沥青裹覆应不小于95％。

⑵水浸法(小于13.2mm材料):取冷补沥青混合料50g平摊在直径20cm的表面皿中，加水盖没，置恒温至60℃的恒温水槽中，持续24h后，用纸捞走漂浮的沥青膜，再用自来水慢慢流人烧杯中，将水冲凉，置换成为透明水，将表面皿放在白纸上，观察石料表面所裹覆的沥青膜的脱落情况，应几乎没有剥落，沥青裹覆不小于95％。

②低温工作度和抗冻性

将2kg沥青混合料在松散状态下摊开在400mm×400mm的搪瓷盘中，铺成直径300mm、厚度不超过50mm的圆饼，连盘一起放进-10℃的冰箱中保持24h，取出后在室温下放置达到室温后，用铝铲拌和操作，铲子应该能容易插入试样中，拌和方便。混合料没有或很少发生凝聚结块现象，说明使用效能良好。

③粘聚性

将冷补材料800g装人马歇尔试模中，放人4℃恒温室中2～3h，取出后双面各击实5次，制作马歇尔试件，脱模后放在筛孔25mm的筛子上，将筛子竖立滚动20次，称取筛子中残留的试样质量。试样保留应符合大于60％的要求。

材料的存放与管理

⒈冷补材料的储存

“冷补”材料能在室外或室内无覆盖的条件下储存，为保持其松散性和存储寿命，建议其最少储存量为20-30吨，密闭容器和塑料袋包装有利于更好的储存与使用。

室外储存的应放置在坚硬的地面上，存期半年，通常露天存放成“金字塔”状，远离易燃物品及高氧化度物料，避免雨水或雪水积存。

⒉冷补沥青的储存

“冷补沥青”在常温下桶装密封储存，可存放两年以上，应将桶存放在阴凉处或通风的仓库内，不能放置在阳光下，以防受热膨胀将桶胀裂，并远离易燃物品及高氧化度物料。待使用时，可用导热油管缓慢加热不可用明火加热。

⒊冷补添加剂的储存

“冷补添加剂”在常温下桶装密封储存，可存放两年以上，应将桶存放在阴凉处或通风的仓库内，不能放置在阳光下，以防受热变质，并远离易燃物品及高氧化度物料。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料，其特征在于：包括冷补添加剂、基质沥青、高粘改性剂、柴油和集料。

2.根据权利要求2所述的一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料及其加工方法，其特征在于：所述集料由100％高度粉碎、洁净泥砂含量小于等于2％、干燥含水量小于等于4％、无风化、无杂质，具有良好的颗粒形状的石灰石、玄武石和花岗石组成，且石灰石、玄武石和花岗石均选用5-10mm、5-15mm、10-15mm、3-5mm、0-3mm、0-5mm的规格。

3.根据权利要求2所述的一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料的加工方法，其特征在于：所述基质沥青的含蜡量小于等于3％，所述高粘改性剂添加量为基质沥青质量的0.5-3.0％。

4.根据权利要求2-3任一项所述的一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：先将基质沥青加热至100℃左右，将柴油加入基质沥青中略微搅拌，最后将高粘改性剂加入沥青与柴油的混合液中，静置24H，即得冷补沥青混合液

S2：将配置成的冷补沥青混合液加热至80～120℃，与干燥的集料拌和3分钟；

S3：利用机械搅拌或泵循环装置，将冷补沥青混合液和集料混合均匀得到冷补沥青混合料。

5.根据权利要求4所述的一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料的加工方法，其特征在于：步骤S3中的机械搅拌或泵循环装置需要配备加热系统，便于在循环搅拌过程中实现保温作用。

6.根据权利要求5所述的一种适用于机场跑道的冷补沥青混合料的加工方法，其特征在于：步骤S3中冷补沥青混合料加热温度为80-120℃，严禁超过140℃，且采用导热油或水浴方式加热。