CN113698136B - 一种沥青摊铺组合物和沥青均匀摊铺方法 - Google Patents

一种沥青摊铺组合物和沥青均匀摊铺方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及沥青摊铺组合物和沥青均匀摊铺方法，属于路面施工领域。沥青摊铺组合物包括碎石以及沥青胶泥按照重量比为(90～92):(8～10)热拌制成，按重量份计，所述沥青胶泥包基质沥青胶粉乙二醇二甲基丙烯酸酯、缩三丙二醇二丙烯酸酯以及矿粉。沥青均匀摊铺方法为：平整路面基础，清除路面杂物；将沥青胶泥升温至175～180℃，投入碎石等其他原料搅拌均匀获得沥青摊铺组合物；将沥青摊铺组合物趁热装入摊铺机中，通过摊铺机将沥青摊铺组合物均匀摊铺至路面上，摊铺后形成沥青路面。本申请具有无需重型机械压实既能成型的优点，摊铺后的沥青路面具有良好的承载力以及高温稳定性。

Description

一种沥青摊铺组合物和沥青均匀摊铺方法
技术领域
本发明涉及沥青路面领域，尤其是涉及一种沥青摊铺组合物和沥青均匀摊铺方法。
背景技术
沥青路面是一种将基质沥青、集料等原料高温下混合并摊铺硬化的路面，沥青路面的施工方法主要有碾压式、冷铺式、摊铺式。
冷铺的方法常用于养护或小范围修复的工程，相比冷铺式，碾压式和摊铺式更为普遍常用于路面建设，其中，摊铺式可以不用中心机械压实既能成型，摊铺式一般要求沥青混合料中的沥青含量较多，以助于在摊铺时有更适宜的流动性。
但是，适用于摊铺式的沥青混合料由于沥青胶泥占比较高，会在一定程度上影响沥青路面的硬度，使沥青路面在夏季容易出现泛油、软化、油包拥堆等情况，因此有待进一步改善。
发明内容
为了提高沥青摊铺组合物的摊铺质量，本申请提供一种沥青摊铺组合物和沥青均匀摊铺方法。
本申请提供的一种沥青摊铺组合物和沥青均匀摊铺方法，采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供一种沥青摊铺组合物，采用如下的技术方案：
一种沥青摊铺组合物，包括碎石以及沥青胶泥按照重量比为(90～92):(8～10)热拌制成，按重量份计，所述沥青胶泥包括80份的基质沥青、18～20份的橡胶粉、3.5～4.0份的乙二醇二甲基丙烯酸酯、2.0～2.5份的二缩三丙二醇二丙烯酸酯以及23～25份的矿粉。
通过采用上述技术方案，利用橡胶粉、乙二醇二甲基丙烯酸酯以及二缩三丙二醇二丙烯酸酯相互反应，使沥青含量较高的沥青摊铺组合物高温拌和后具有更好的流动性，易于摊铺均匀与自密实，而在沥青摊铺组合物摊铺后，在乙二醇二甲基丙烯酸酯以及二缩三丙二醇二丙烯酸酯的作用下能够在日光照射下更好地发生交联固结，使得沥青摊铺路面有较高的承载力，此外，橡胶粉、乙二醇二甲基丙烯酸酯以及二缩三丙二醇二丙烯酸酯共同对基质沥青起到了改性的作用，减少了基质沥青中的轻质组份以及油份，使沥青摊铺组合物不易发生泛油、软化等病害，具有更佳的沥青铺摊质量。
优选的，所述沥青胶泥的制备方法为：将基质沥青升温至185～190℃，加入橡胶粉、乙二醇二甲基丙烯酸酯、以及二缩三丙二醇二丙烯酸酯混合，保温搅拌2～3h，获得改性沥青；将矿粉投入沥青预拌料中，温度控制在175～180℃搅拌1～2h，获得沥青胶泥。
通过采用上述技术方案，基质沥青在高温下与橡胶粉、乙二醇二甲基丙烯酸酯、以及二缩三丙二醇二丙烯酸酯发生相互反应，橡胶粉由于高温的作用下与发生膨胀变软而具有一定的粘性，而乙二醇二甲基丙烯酸酯以及二缩三丙二醇二丙烯酸酯作用于热熔的基质沥青与橡胶粉之间，使基质沥青与橡胶粉结合形成半固态连续相体系，从而更好地粘结矿粉，减少沥青铺摊组合物的内部空隙而具有较好的自密实性能。
优选的，所述沥青胶泥还包括以下重量份的原料：炭黑8～10份；所述沥青胶泥的制备方法为：将基质沥青升温至185～190℃，加入橡胶粉、乙二醇二甲基丙烯酸酯以及二缩三丙二醇二丙烯酸酯混合，保温搅拌2～3h，获得改性沥青；将矿粉、炭黑投入改性沥青中，温度控制在175～180℃搅拌1～2h，获得沥青胶泥。
通过采用上述技术方案，不仅增强了橡胶粉在基质沥青中的补强作用，并且有利于乙二醇二甲基丙烯酸酯以及二缩三丙二醇二丙烯酸酯在日光下对橡胶粉与基质沥青的促进交联固结作用，提高沥青摊铺组合物的结构强度。
优选的，还包括纤维增强剂，所述碎石、沥青胶泥以及纤维增强剂的重量比为(90～92):(8～10):(0.5～0.8)，所述纤维增强剂为木质素纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、玻璃纤维等一种或多种的组合。
通过采用上述技术方案，纤维增强剂对沥青起到了吸附油份、增强高温稳定性，在沥青摊铺组合物中起到的加强筋的作用。
优选的，所述纤维增强剂为聚酯纤维，纤维长度3-6mm
通过采用上述技术方案，聚酯纤维能够在乙二醇二甲基丙烯酸酯以及二缩三丙二醇二丙烯酸酯的作用下与橡胶粉、基质沥青一同交联固结，提高了沥青摊铺组合物的交联度，从而使沥青摊铺组合物具有更佳的高温稳定性，不易泛油或软化。
第二方面，本申请提供一种沥青摊铺组合物的沥青均匀摊铺方法，采用如下的技术方案：
一种沥青摊铺组合物的沥青均匀摊铺方法，包括以下步骤：
步骤一：平整路面基础，清除路面杂物；
步骤二：将沥青胶泥升温至175～180℃，投入碎石等其他原料搅拌均匀获得沥青摊铺组合物；
步骤三：将沥青摊铺组合物趁热装入摊铺机中，通过摊铺机将沥青摊铺组合物均匀摊铺至路面上，摊铺后形成沥青路面。
通过采用上述技术方案，现场将沥青胶泥与碎石等其他原料热拌混合后趁热摊铺，使沥青胶泥内的轻质组份不易减少而影响沥青摊铺组合物的流动性，有利于摊铺均匀，摊铺后可无需重型机械压实既能成型。
优选的，步骤三中摊铺机的摊铺速度为1～1.5m/min。
通过采用上述技术方案，缓慢控制摊铺速度有利于使沥青摊铺组合物更均匀地分布，使沥青摊铺组合物更好地自密实成型。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过采用基质沥青与橡胶粉、乙二醇二甲基丙烯酸酯以及二缩三丙二醇二丙烯酸酯相互作用，使制得的沥青摊铺组合物具有较好的流动性与粘结性，有利于沥青摊铺组合物的均匀铺摊，并且在二缩三丙二醇二丙烯酸酯有促进基质沥青与橡胶粉在日光下相互交联固结，使沥青摊铺组合物固结后结构强度更加稳定，不易出现泛油或软化现象；
2.通过加入炭黑与乙二醇二甲基丙烯酸酯以及二缩三丙二醇二丙烯酸酯相互配合，进一步促进基质沥青与橡胶粉在日光下发生交联，从而使沥青摊铺组合物具有更佳的承载力以及高温稳定性；
3.本申请的摊铺方法摊铺均匀，无需重型机械压实既能成型，使沥青路面的施工更加快捷，摊铺质量更好。
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
碎石的平均粒径为20mm，针片状颗含量＜15％，含水量＜0.5％；
矿粉的粒径＜0.2mm，密度＞2.5t/m3，含水量＜0.5％；
橡胶粉采购于东营冠海商贸有限公司，废旧轮胎60目橡胶粉；
炭黑采购于广州厚升新材料有限公司，型号为N330；
聚酯纤维采购于泰安浩松纤维有限公司，当量直径20μm，长度4mm；
木质纤维采购于泰安浩松纤维有限公司，当量直径20μm，长度4mm；
乙二醇二甲基丙烯酸酯采购于山东力昂新材料科技有限公司，型号为LA-D3，含量为99％；
二缩三丙二醇二丙烯酸酯采购于湖北玖丰隆化工有限公司，含量为95％。
实施例
本申请公开一种沥青摊铺组合物，见实施例1-7：
实施例1
一种沥青摊铺组合物，其制备方法如下：
将80kg的基质沥青升温至175℃，加入18kg橡胶粉、3.5kg乙二醇二甲基丙烯酸酯、以及2kg二缩三丙二醇二丙烯酸酯以1200rpm速度剪切分散2h，分散过程的温度控制在175±2℃，获得改性沥青；将23kg矿粉投入沥青预拌料中，温度控制在185℃继续搅拌1h，获得沥青胶泥备用；沥青摊铺前，取40kg上述的沥青胶泥并升温至185℃，加入460kg的碎石搅拌均匀，获得沥青摊铺组合物。
实施例2
一种沥青摊铺组合物，其制备方法如下：80kg的基质沥青升温至175℃，加入20kg橡胶粉、4kg乙二醇二甲基丙烯酸酯、以及2.5kg二缩三丙二醇二丙烯酸酯以1200rpm速度剪切分散3h，分散过程的温度控制在175±2℃，获得改性沥青；将25kg矿粉投入沥青预拌料中，温度控制在190℃继续搅拌2h，获得沥青胶泥备用；沥青摊铺前，取50kg上述的沥青胶泥并升温至190℃，加入450kg的碎石搅拌均匀，获得沥青摊铺组合物。
实施例3
一种沥青摊铺组合物，其制备方法如下：
将80kg的基质沥青升温至175℃，加入18kg橡胶粉、3.5kg乙二醇二甲基丙烯酸酯、以及2kg二缩三丙二醇二丙烯酸酯以1200rpm速度剪切分散2h，分散过程的温度控制在175±2℃，获得改性沥青；将23kg矿粉、8kg炭黑投入沥青预拌料中，温度控制在185℃继续搅拌1h，获得沥青胶泥备用；沥青摊铺前，取40kg上述的沥青胶泥并升温至185℃，加入460kg的碎石搅拌均匀，获得沥青摊铺组合物。
实施例4
一种沥青摊铺组合物，其制备方法如下：
将80kg的基质沥青升温至180℃，加入20kg橡胶粉、4kg乙二醇二甲基丙烯酸酯、以及2.5kg二缩三丙二醇二丙烯酸酯以1200rpm速度剪切分散3h，分散过程的温度控制在180±2℃，获得改性沥青；将25kg矿粉、10kg的炭黑矿粉投入沥青预拌料中，温度控制在190℃继续搅拌2h，获得沥青胶泥备用；沥青摊铺前，取50kg上述的沥青胶泥并升温至190℃，加入450kg的碎石搅拌均匀，获得沥青摊铺组合物。
实施例5
一种沥青摊铺组合物，其制备方法如下：
将80kg的基质沥青升温至175℃，加入18kg橡胶粉、3.5kg乙二醇二甲基丙烯酸酯、以及2kg二缩三丙二醇二丙烯酸酯以1200rpm速度剪切分散2h，分散过程的温度控制在175±2℃，获得改性沥青；将23kg矿粉投入沥青预拌料中，温度控制在185℃继续搅拌1h，获得沥青胶泥备用；沥青摊铺前，取40kg上述的沥青胶泥并升温至185℃，加入460kg的碎石、2.5kg的聚酯纤维搅拌均匀，获得沥青摊铺组合物。
实施例6
一种沥青摊铺组合物，其制备方法如下：
将80kg的基质沥青升温至175℃，加入18kg橡胶粉、3.5kg乙二醇二甲基丙烯酸酯、以及2kg二缩三丙二醇二丙烯酸酯以1200rpm速度剪切分散2h，分散过程的温度控制在175±2℃，获得改性沥青；将23kg矿粉投入沥青预拌料中，温度控制在185℃继续搅拌1h，获得沥青胶泥备用；沥青摊铺前，取40kg上述的沥青胶泥并升温至185℃，加入460kg的碎石、4kg的聚酯纤维搅拌均匀，获得沥青摊铺组合物。
实施例7
一种沥青摊铺组合物，其制备方法如下：
将80kg的基质沥青升温至175℃，加入18kg橡胶粉、3.5kg乙二醇二甲基丙烯酸酯、以及2kg二缩三丙二醇二丙烯酸酯以1200rpm速度剪切分散2h，分散过程温度控制在175±2℃，获得改性沥青；将23kg矿粉投入沥青预拌料中，温度控制在185℃继续搅拌1h，获得沥青胶泥备用；沥青摊铺前，取40kg上述的沥青胶泥并升温至185℃，加入460kg的碎石、4kg的木质素纤维搅拌均匀，获得沥青摊铺组合物。
实施例8
一种沥青摊铺组合物，其制备方法如下：
将80kg的基质沥青升温至180℃，加入18kg橡胶粉、3.5kg乙二醇二甲基丙烯酸酯、2kg二缩三丙二醇二丙烯酸酯以及8kg炭黑以1200rpm速度剪切分散3h，分散过程温度控制在180±2℃，获得改性沥青；将23kg矿粉投入沥青预拌料中，温度控制在190℃继续搅拌2h，获得沥青胶泥备用；沥青摊铺前，取40kg上述的沥青胶泥并升温至190℃，加入460kg的碎石、4kg的木质素纤维搅拌均匀，获得沥青摊铺组合物。
本申请还公开一种沥青摊铺组合物的沥青均匀摊铺方法，见实施例A、B、C：
实施例A
一种沥青摊铺组合物的沥青均匀摊铺方法，其包括以下步骤：
步骤一：平整路面基础，清除路面杂物；
步骤二：将实施例1的40kg沥青胶泥升温至185℃，投入460kg碎石搅拌均匀获得沥青摊铺组合物；
步骤三：将沥青摊铺组合物趁热装入摊铺机中，通过摊铺机将沥青摊铺组合物以1.5m/min的摊铺速度均匀摊铺至路面上，摊铺过程保持匀速前进，摊铺后形成沥青路面。
实施例B
一种沥青摊铺组合物的沥青均匀摊铺方法，其包括以下步骤：
步骤一：平整路面基础，清除路面杂物；
步骤二：将实施例4的50kg沥青胶泥升温至190℃，投入450kg碎石搅拌均匀获得沥青摊铺组合物；
步骤三：将沥青摊铺组合物趁热装入摊铺机中，通过摊铺机将沥青摊铺组合物以1.5m/min的摊铺速度均匀摊铺至路面上，摊铺过程保持匀速前进，沥青摊铺组合物一批卸完前需提前补充供料，摊铺过程不间断，摊铺后形成沥青路面。
实施例C
一种沥青摊铺组合物的沥青均匀摊铺方法，其包括以下步骤：
步骤一：平整路面基础，清除路面杂物；
步骤二：将实施例6的40kg沥青胶泥升温至185℃，投入460kg碎石、4kg聚酯纤维搅拌均匀获得沥青摊铺组合物；
步骤三：将沥青摊铺组合物趁热装入摊铺机中，通过摊铺机将沥青摊铺组合物以1m/min的摊铺速度均匀摊铺至路面上，摊铺过程保持匀速前进，摊铺后形成沥青路面。
对比例
对比例1
与实施例1的不同之处在于，对比例1的原料中以同等质量的基质沥青替代橡胶粉。
对比例2
与实施例1的不同之处在于，对比例2的原料中不添加乙二醇二甲基丙烯酸酯。
对比例3
与实施例1的不同之处在于，对比例3的原料中不添加二缩三丙二醇二丙烯酸酯。
对比例4
与实施例3不同之处在于，对比例4原料中不添加乙二醇二甲基丙烯酸酯以及二缩三丙二醇二丙烯酸酯。
性能检测试验
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)的T0790方法规定中浸水马歇尔试验的浸水前马歇尔稳定度(单位：kN)、浸水后马歇尔稳定度(单位：kN)以及T0719方法规定中车辙试验的动稳定度(单位：次/mm)，对实施例1-8以及对比例1-4制得的各沥青摊铺组合物进行相应的检测，检测结果详见表1。
表1
Figure BDA0003182667760000071
根据表1的检测结果对比可见，实施例1的水稳定性以及高温稳定性相比对比例1-3均明显要高，此外，对比例1-3的检测结果较为相近，说明将橡胶粉、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯三者同时投加与基质沥青相互反应，才是使沥青摊铺组合物具有优异的结构稳固性和耐高温软化性能的关键。对此，发明人猜测，可能是二缩三丙二醇二丙烯酸酯除了起到对橡胶与沥青之间有一定的固化交联作用外，乙二醇二甲基丙烯酸酯与二缩三丙二醇二丙烯酸酯起到了协同作用，进一步增加了沥青摊铺组合物在光照下的交联度，并且在热熔状态下具有良好的流动性，从而使摊铺过程中沥青摊铺组合物能够更加均匀地自密实成型，使沥青摊铺组合物体现出更为优异的摊铺质量。
实施例1、3、4以及对比例4的检测数据对比可得，炭黑的加入不仅对橡胶粉起到了补强的作用，还有利于促进乙二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯对橡胶粉以及基质沥青之间的相互交联作用，从而使沥青摊铺组合物具有更佳的性能。
实施例1与实施例5-7的检测数据对比可得，纤维增强剂的加入能够对沥青摊铺组合物起到一种加强筋的作用，并且能够吸附一定量的油份，有利于提高沥青摊铺组合物的水稳定性以及高温稳定性。此外，实施例6与实施例7对比可得，聚酯纤维比木质素纤维对沥青摊铺组合物的性能提升效果更好，说明聚酯纤维能够在乙二醇二甲基丙烯酸酯与二缩三丙二醇二丙烯酸酯的作用下参与了交联作用，从而使沥青摊铺组合物具有更好的粘结力。
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 (6)

1.一种沥青摊铺组合物，其特征在于，包括碎石以及沥青胶泥按照重量比为(90～92):(8～10)热拌制成，按重量份计，所述沥青胶泥包括80份的基质沥青、18～20份的橡胶粉、3.5～4.0份的乙二醇二甲基丙烯酸酯、2.5～3.0份的二缩三丙二醇二丙烯酸酯、23～25份的矿粉以及8～10份的炭黑。
2.根据权利要求1所述的一种沥青摊铺组合物，其特征在于，原料中还包括纤维增强剂热拌制成，所述碎石、沥青胶泥以及纤维增强剂的重量比为 (90～92):(8～10):(0.5～0.8)。
3.根据权利要求2所述的一种沥青摊铺组合物，其特征在于，所述纤维增强剂为聚酯纤维。
4.根据权利要求1所述的一种沥青摊铺组合物，其特征在于,所述沥青胶泥的制备方法为：将基质沥青升温至175～180℃，加入橡胶粉、乙二醇二甲基丙烯酸酯、以及二缩三丙二醇二丙烯酸酯混合，保温搅拌2～3h，获得改性沥青；将矿粉、炭黑投入改性沥青中，温度控制在185～190℃搅拌1-2h，获得沥青胶泥。
5.一种权利要求 1-4任意所述一种沥青摊铺组合物的沥青均匀摊铺方法，包括以下步骤：
步骤一：平整路面基础，清除路面杂物；
步骤二：将沥青胶泥升温至185～190℃，投入剩余原料搅拌均匀获得沥青摊铺组合物；
步骤三：将沥青摊铺组合物趁热装入摊铺机中，通过摊铺机将沥青摊铺组合物均匀摊铺至路面上，形成沥青路面。
6.一种权利要求5所述一种沥青摊铺组合物的沥青均匀摊铺方法，其特征在于，步骤三中摊铺机的摊铺速度为1～1.5m/min。
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