CN115594444A - 浇注式改性沥青混合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种浇注式改性沥青混合料及其制备方法,以重量份计,由以下原料制成:矿料80~120份,沥青8~12份,碳化硅0.96~1.2份,全芳族聚酯纤维0.024~0.036份,改性剂0.24~0.36份,稳定剂0.048~0.072份。本申请的沥青混合料路用性能优良、制备工艺简单、原料无毒无害,同时可以提高沥青路面高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性,对延长沥青路面使用寿命具有重大意义;本申请浇注式改性沥青混合料属于环保无毒无腐蚀类复合沥青,且原材料来源广泛,生产过程无污染且价格低廉,成本低,具有良好的经济、社会效益。
Description
技术领域
本申请涉及道路工程材料技术领域,具体涉及一种浇注式改性沥青混合料及其制备方法。
背景技术
目前公路建设已经进入快速发展的阶段,沥青路面因具有足够的力学强度、行车平稳、舒适、振动小、无扬尘、噪音低以及便于维修养护等优点,已成为运用最广泛的路面形式之一。
由于高低温极端天气的增多以及使用环境的不确定性,许多高速公路沥青路面在建成运营后,容易出现高低温破坏以及水损坏现象,大大缩短了路面的使用年限,致使许多高速公路提前进入大修或改造期,造成了大量的经济损失。
而现今的沥青路面针对高低温的技术主要采用的是高温的路表降温涂层等手段,但是不能同时兼顾高温、低温对路面造成的损害,不具有全面性。因此,开发一种新型改性沥青混合料来解决路面高低温的技术问题显得尤为关键。
公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本申请提供了一种浇注式改性沥青混合料及其制备方法,旨在解决保证沥青混合料的路用性能的同时减少沥青路面的高低温病害及水损坏的技术问题。
为解决上述技术问题,本申请采用如下技术方案:
根据本公开的一个方面,提供一种浇注式改性沥青混合料,以重量份计,由以下原料制成:
(1)矿料80~120份,沥青8~12份,碳化硅0.96~1.44份,全芳族聚酯纤维0.024~0.036份,改性剂0.24~0.36份,稳定剂0.048~0.072份。
(2)制备改性沥青:按照上述重量份数选取各原料;将基础沥青在温度为160℃的条件下加热熔融,再将碳化硅、改性剂和稳定剂以均匀混合后加入到熔融后的基础沥青中;手动搅拌15~20min后升温至170℃~180℃;然后采用高速剪切机对升温后的混合料进行剪切处理,再经自然冷却后得到改性沥青。
(3)制备浇注式改性沥青混合料:将加热至170℃~180℃的粗、细集料先行搅拌1~5min;其次将全芳族聚酯纤维加至其中搅拌2~2.5min;然后和步骤(2)所得的改性沥青按照常规方法混合搅拌5~10min;最后加入矿粉搅拌40min,即成。
在本公开的一些实施例中,所述步骤(1)中的全芳族聚酯纤维为6mm短切纤维;改性剂为Sasobit(沙索);稳定剂为有机蒙脱土(OMMT);沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBS改性沥青、PE改性沥青、SBR改性沥青或纤维类改性沥青。
在本公开的一些实施例中,所述步骤(2)中,在改性沥青的制备过程中,先将改性剂加入160℃熔融状态基础沥青中,待其完全融化后再加入碳化硅和稳定剂,搅拌均匀并加热至170℃~180℃;所述的剪切处理过程为:先在剪切速率为3000~4000r/min的条件下低速剪切10~15min,再在剪切速率为6000~7000r/min的条件下高速剪切25~35min。
根据本公开的另一个方面,在所述步骤(3)中,各材料添加顺序依次为集料、改性沥青、全芳族聚酯纤维、矿粉;搅拌转速为69r/min。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下任一技术效果或优点:
1.复合沥青混合料属于环保无毒无腐蚀类,路用性能优良,能增强沥青路面高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性;其原料无毒无害,且原材料来源广泛,生产过程无污染且价格低廉;本申请制备工艺简单,成本低,具有良好的经济效益,对延长沥青路面使用寿命具有重大意义。
2.所加入的改性剂Sasobit(沙索)长链脂肪族烷烃,具有改善沥青高温流变性能及耐老化性能作用;加入的稳定剂有机蒙脱土(OMMT)具有很强的吸附能力和阳离子交换性能,提高沥青混合料的力学性能、阻燃性能、热稳定性能;同时碳化硅、全芳族聚酯纤维在沥青混合料内部联结形成网状联接结构,加强沥青混合料的机械强度、抗冲击性和稳定性,能够显著提高沥青混合料的高温性能、低温性能和抗水损坏性能。
3.基于碳化硅、全芳族聚酯纤维的加入,使得路面具有良好的热传导性能,在高温条件下,路面内部自上而下温度降低,在温差驱动下热能快速的向路面内部转移,达到降温效果;在低温条件下,面层会吸收内部向上传递的热量提高温度达到储热效果,从而降低高低温对路面的损害。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本申请的具体实施方式,但以下实施例只是用来详细说明本申请,并不以任何方式限制本申请的范围。在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明,均为常规仪器设备;所涉及的工业原料如无特别说明,均为市售常规工业原料。
实施例一
本例公开一种浇注式改性沥青混合料,由下列重量份的原料制成:矿料100份,沥青8份,碳化硅0.96份,全芳族聚酯纤维0.024份,改性剂0.24份,稳定剂0.048份;本实施例所采用的矿料为AC-10型矿料,所采用的沥青为SBS沥青。
实施例二
本例公开一种浇注式改性沥青混合料,由下列重量份的原料制成:矿料100份,沥青9份,碳化硅1.08份,全芳族聚酯纤维0.027份,改性剂0.27份,稳定剂0.054份;本实施例所采用的矿料为AC-10型矿料,所采用的沥青为煤沥青。
实施例三
本例公开一种浇注式改性沥青混合料,由下列重量份的原料制成:矿料100份,沥青9.6份,碳化硅1.152份,全芳族聚酯纤维0.0288份,改性剂0.288份,稳定剂0.0576份;本实施例所采用的矿料为AC-10型矿料,所采用的沥青为道路石油沥青。
实施例四
本例公开一种浇注式改性沥青混合料,由下列重量份的原料制成:矿料100份,沥青10份,碳化硅1.2份,全芳族聚酯纤维0.03份,改性剂0.3份、稳定剂0.06份;本实施例所采用的矿料为AC-10型矿料,所采用的沥青为PE改性沥青。
实施例五
本例公开一种浇注式改性沥青混合料,由下列重量份的原料制成:矿料100份,沥青10.5份,碳化硅1.26份,全芳族聚酯纤维0.0315份,改性剂0.315份,稳定剂0.063份;本实施例所采用的矿料为AC-10型矿料,所采用的沥青为SBR改性沥青。
实施例六
本例公开一种浇注式改性沥青混合料,由下列重量份的原料制成:矿料100份,沥青11份,碳化硅1.32份,全芳族聚酯纤维0.033份,改性剂0.33份,稳定剂0.066份;本实施例所采用的矿料为AC-10型矿料,所采用的沥青为纤维类改性沥青。
实施例七
本例公开一种浇注式改性沥青混合料,由下列重量份的原料制成:矿料100份,沥青11.5份,碳化硅1.38份,全芳族聚酯纤维0.0345份,改性剂0.345份,稳定剂0.069份;本实施例所采用的矿料为AC-10型矿料,所采用的沥青为道路石油沥青。
实施例八
本例公开一种浇注式改性沥青混合料,由下列重量份的原料制成:矿料100份,沥青12份,碳化硅1.44份,全芳族聚酯纤维0.036份,改性剂0.36份、稳定剂0.072份;本实施例所采用的矿料为AC-10型矿料,所采用的沥青为SBS改性沥青。
以上实施例中的浇注式改性沥青混合料的制备方法包括下列步骤:
分别按照实施例一至八中所述的重量份数选取原料。
(1)制备改性沥青:
将基础沥青在温度为160℃的条件下加热熔融,再将碳化硅、改性剂和稳定剂均匀混合后加入到熔融后的基础沥青中;搅拌15~20min后升温至170℃~180℃;然后采用高速剪切机对升温后的基础沥青进行剪切处理,再经自然冷却后得到改性沥青。
该剪切处理过程为:先在剪切速率为3000~4000r/min的条件下低速剪切10~15min,再在剪切速率为6000~7000r/min的条件下高速剪切25~35min。
(2)制备浇注式改性沥青混合料:
制备浇注式改性沥青混合料:将加热至170℃~180℃的粗、细集料先行搅拌1~5min;其次将全芳族聚酯纤维加至其中搅拌1~5min;然后和步骤(1)所得的改性沥青按照常规方法混合搅拌5~10min;最后加入矿粉搅拌40~50min,即可得到该浇注式改性沥青混合料。
步骤(2)中所述的材料添加顺序依次为集料、改性沥青、全芳族聚酯纤维、矿粉。
对实施例一至八中的浇注式改性沥青混合料进行路用性能试验,试验项目包括车辙试验(60℃)、低温小梁弯曲试验(-10℃)、冻融劈裂试验(60℃)和浸水马歇尔试验(25℃)(沥青混合料水稳定性试验),用以测试本申请浇注式改性沥青混合料的路用性能,并与不添加碳化硅、全芳族聚酯纤维的普通沥青混合料进行对比分析,试验结果见下表1。
表1实施例一至八中浇注式改性沥青混合料的路用性能试验数据
从表1可知,本申请浇注式改性沥青混合料满足交通部部颁标准JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》的相关要求,其高温性能、低温性能、水稳定性能等指标明显高于普通沥青混合料,表明本申请沥青混合料的路用性能优越。
尽管已描述了本申请的一些优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种浇注式改性沥青混合料,其特征在于,以重量份计,由以下原料制成:
矿料80~120份,沥青8~12份,碳化硅0.96~1.44份,全芳族聚酯纤维0.024~0.036份,改性剂 0.24~0.36份,稳定剂0.048~0.072份。
2.根据权利要求1所述的浇注式改性沥青混合料,其特征在于,以重量份计,由以下原料制成:
矿料90~110份,沥青9~11份,碳化硅1.05~1.11份,全芳族聚酯纤维0.027~0.033份,改性剂0.28~0.32份,稳定剂0.054~0.066份。
3.根据权利要求1所述的浇注式改性沥青混合料,其特征在于,以重量份计,由以下原料制成:
矿料100份,沥青9.6份,碳化硅1.152份,全芳族聚酯纤维0.0288份,改性剂0.288份,稳定剂0.0576份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的浇注式改性沥青混合料,其特征在于,所述全芳族聚酯纤维为6mm短切纤维。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的浇注式改性沥青混合料,其特征在于,所述改性剂为Sasobit。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的浇注式改性沥青混合料,其特征在于,所述稳定剂为有机蒙脱土。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的浇注式改性沥青混合料,其特征在于,所述沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBS改性沥青、PE改性沥青、SBR改性沥青或纤维类改性沥青。
8.一种权利要求1所述浇注式改性沥青混合料的制备方法,包括以下列步骤:
(1)制备改性沥青:将基础沥青加热熔融,再将碳化硅、改性剂和稳定剂均匀混合后加入到熔融后的基础沥青中;搅拌15min~20min后升温至170℃~180℃;然后采用高速剪切机对升温后的混合料进行剪切处理,再经自然冷却后得到改性沥青;
(2)制备浇注式改性沥青混合料:将加热至170~180℃的粗、细集料先行搅拌1~5min;再将全芳族聚酯纤维加至其中搅拌1min~5min;然后和步骤(1)所得的改性沥青混合搅拌5~10min;最后加入矿粉搅拌40~60min,即成。
9.根据权利要求8所述的浇注式改性沥青混合料的制备方法,其特征在于,在所述步骤(1)中,先将改性剂加入熔融状态基础沥青中,待其完全融化后再加入碳化硅和稳定剂,搅拌均匀并加热至170~180℃;所述的剪切处理过程为:先在剪切速率为3000~4000r/min的条件下低速剪切10~15min,然后在剪切速率为6000~7000r/min的条件下高速剪切20~40min。
10.根据权利要求8所述的浇注式改性沥青混合料的制备方法,其特征在于,在所述步骤(2)中,材料添加顺序依次为集料、改性沥青、全芳族聚酯纤维、矿粉;搅拌转速为55~75r/min。
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