CN116119979A - 一种超薄罩面复合改性沥青混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种超薄罩面复合改性沥青混凝土及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116119979A
CN116119979A CN202310151035.4A CN202310151035A CN116119979A CN 116119979 A CN116119979 A CN 116119979A CN 202310151035 A CN202310151035 A CN 202310151035A CN 116119979 A CN116119979 A CN 116119979A
Authority
CN
China
Prior art keywords
modified asphalt
epoxy resin
parts
composite modified
rubber powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310151035.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王民
刘攀
徐建晖
王杰
肖丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Merchants Chongqing Communications Research and Design Institute Co Ltd
Original Assignee
China Merchants Chongqing Communications Research and Design Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Merchants Chongqing Communications Research and Design Institute Co Ltd filed Critical China Merchants Chongqing Communications Research and Design Institute Co Ltd
Priority to CN202310151035.4A priority Critical patent/CN116119979A/zh
Publication of CN116119979A publication Critical patent/CN116119979A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • C04B26/26Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/46Rock wool ; Ceramic or silicate fibres
    • C04B14/4643Silicates other than zircon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/18Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/20Waste materials; Refuse organic from macromolecular compounds
    • C04B18/22Rubber, e.g. ground waste tires
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02Treatment
    • C04B20/023Chemical treatment
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/02Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for preparing the materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00017Aspects relating to the protection of the environment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

本发明公开了一种超薄罩面复合改性沥青混凝土,其特征在于,其由100份矿料、5.3~6.6份橡胶粉‑环氧树脂复合改性沥青胶结料和0.3~0.6份纤维组成;其中橡胶粉‑环氧树脂复合改性沥青胶结料由100份石油沥青、10~25份活化橡胶粉、2~6份高弹剂、25~55份改性环氧树脂和固化剂的混合物组成,其中改性环氧树脂和固化剂的质量比为3~5:2~4。本申请还公开了该超薄罩面复合改性沥青混凝土的制备方法。本申请所提供的超薄罩面复合改性沥青混凝土,不仅能提升舒适度,增强高温抗车辙性能、冲击韧性、抗冲击性能、抗磨耗安全性能,实现抗滑性能长效保持,延长服役寿命,还能保护机场道面结构,实现机场水泥混凝土道面设施功能寿命和道面设施结构寿命协同增强。

Description

一种超薄罩面复合改性沥青混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于沥青混凝土制备技术领域,具体涉及一种超薄罩面复合改性沥青混凝土及其制备方法。
背景技术
随着路面功能性设计理念逐渐提升,道路功能成为国际道路领域的研究热点,人们对道面安全性、舒适性、耐久性要求更高。针对机场道面而言,水泥混凝土机场道面具有高强度、良好稳定性与耐久性的优点。因此,我国主流的机场道面铺装都是选用水泥混凝土,约占机场道面总数的90%以上。目前民航常见机型主起落架轮胎胎压一般在0.89~1.6MPa之间,随着航空运输业的快速发展,新一代大型飞机被广泛应用,A380-800、B787-800等常见大型客机胎压通常达到1.4~1.6MPa,飞机着陆下沉速度为3m/s时,动载系数可达1.4,导致道面承受超强冲击荷载的作用。我国民用机场水泥道面基本处于超期服役的状态,受高频超强冲击荷载出现了道面裂缝、板块错台拱起、露石、骨料掉粒等病害,直接影响飞机起降的舒适度和安全性。
目前,公路道面功能提升技术较多,如含砂雾封层、微表处、开普封层、沥青超薄罩面等。其中,沥青类超薄罩面对道面功能提升效果明显,已成为现阶段公路管养部门预防养护技术的首选。然而,机场道面的服役条件苛刻,飞机高胎压、超强冲击荷载作用下,导致沥青类超薄罩面无法适应该要求,耐久性有限。环氧树脂类超薄铺装具有高强、耐磨等优点,对于机场水泥道面有着较强的适应能力,但其材料成本高、冲击韧性较差、抗磨耗性能耐久度低、表面抗滑性衰减快,极大程度地限制了其应用前景。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的主要目的在于提供一种超薄罩面复合改性沥青混凝土,旨在解决现有机场道面罩面高温稳定性及抗冲击性能不足、抗磨耗性能耐久度低、表面抗滑性衰减快等问题。本发明还提供了该超薄罩面复合改性沥青混凝土的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种超薄罩面复合改性沥青混凝土,以重量份计,其由100份矿料、5.3~6.6份橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料和0.3~0.6份纤维组成;其中橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料由100份石油沥青、10~25份活化橡胶粉、2~6份高弹剂、25~55份改性环氧树脂和固化剂的混合物组成,其中改性环氧树脂和固化剂的质量比为3~5:2~4。
优选地,其中所述活化橡胶粉通过如下制备方法获得:
1)将橡胶粉放置于质量浓度为1~3%的氢氧化钠溶液中,搅拌30~60min,用蒸馏水冲洗后烘干,除去橡胶粉表面附着的灰尘和油脂;
2)将处理后的橡胶粉置于甲苯溶液中分散均匀后,按比例加入橡胶粉质量2.0~8.0%的马来酸酐和橡胶粉质量0.3~1.0%的引发剂,70~80℃下恒温反应3~5h;反应结束后,将产物洗涤、干燥,得到活化橡胶粉。
进一步,所述橡胶粉的平均粒径为60~100目。
进一步,该橡胶粉为以汽车斜交整胎为原料生产的橡胶粉。
进一步,所述引发剂为质量比为1:1的过氧化苯甲酰和过氧化二异丙苯的混合物。
优选地,其中以质量份计,所述改性环氧树脂由45~70份双酚A型环氧树脂、15~30份聚氨酯改性环氧树脂和15~25份环氧树脂活性稀释剂组成。
进一步,所述双酚A型环氧树脂为E44、E51中的一种或其复配物;所述环氧树脂活性稀释剂为丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、环己二醇二缩水甘油醚中的一种或任意两种及以上的混合物;所述聚氨酯改性环氧树脂为EPU-133、EPU-133L、EPU-133S中的一种或任意两种及以上的混合物。
优选地,其中以重量份计,所述固化剂由75~90份长链脂肪胺固化剂和20~35份潜伏型固化剂组成。
进一步,所述长链脂肪胺固化剂为十八烷基胺、十六烷基胺、十四烷基胺、十二烷基胺中的一种或者任意两种及以上的混合物;所述潜伏性固化剂为聚醚胺。
优选地,其中所述矿料由粗集料、细集料及矿粉组成,且所述粗集料、细集料及矿粉的比例为65~80:10~30:5~10。
进一步的,矿料的级配为间断骨架密实型级配,其级配范围如下所示:
Figure BDA0004090767510000021
进一步,所述细集料为玄武岩、石灰岩或凝灰岩中的一种或者任意两种及以上的混合物;所述矿粉为石灰岩矿粉。
优选地,其中所述石油沥青为70#石油沥青、90#石油沥青中的一种或其复配物。
优选地,其中所述高弹剂为糠醛抽出油、芳香基橡胶油、环烷基橡胶油、生物油中的一种或者任意两种及以上的混合物。
优选地,其中所述粗集料为低磨耗集料,其洛杉矶磨耗值≤15%,磨光值≥45。
优选地,其中所述纤维为玄武岩纤维,断裂强度>1250MPa,单丝公称直径10~20μm,公称长度5~20mm。
一种前述超薄罩面复合改性沥青混凝土的制备方法,包括如下步骤:
1)活化橡胶粉的制备;
2)将石油沥青加热至160~180℃,按比例加入活化橡胶粉,采用高速剪切机进行剪切,剪切速率为3000~5000r/min,剪切时间为90~120min,然后加入高弹剂,以500~700转/min的转速,持续搅拌15~30min直至均匀,于温度160~180℃下维持发育20~30min,得橡胶改性沥青胶结料;
3)将改性环氧树脂和固化剂加热至50~60℃,按比例混合,搅拌均匀,制得环氧树脂胶结料;
4)将橡胶改性沥青胶结料加热至160~180℃,加入环氧树脂胶结料,维持温度160~180℃,搅拌均匀,制得复合改性沥青胶结料;
5)将矿料加热至160~180℃,而后加入纤维混合搅拌20~30s,然后加入复合改性沥青胶结料,保持拌和温度160~180℃,搅拌120~180s,即得超薄罩面复合改性沥青混凝土。
与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:
1)本发明所提供的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其属于热固性材料,可提升超薄铺装层的高温抗车辙性能;复合改性沥青混凝土为间断骨架密实型级配,抗滑性能优异;低磨耗集料能提升超薄铺装层的抗磨耗性能和长效抗滑性能;同时,纤维能提升混凝土的冲击韧性和抗冲击性能。因此,该超薄罩面复合改性沥青混凝土不仅能提升舒适度,增强抗冲击性能、抗磨耗安全性能,实现抗滑性能长效保持,延长服役寿命,还能保护机场道面结构,实现机场水泥混凝土道面设施功能寿命和道面设施结构寿命协同增强。
2)本发明通过采用马来酸酐活化后的橡胶粉,不仅可以提升环氧沥青混凝土的韧性和耐久性,还可以降低成本;改性环氧树脂与石油沥青具有更好的相容性,同时橡胶粉经过活化后,其表面能形成更多的活性官能团,可以提升橡胶粉、改性环氧树脂及石油沥青的相容性,并调控体系的相结构,更有利于形成均一的稳定体系,进而形成网络结构。因此,在树脂和固化剂的混合物较低用量的情况下,改性环氧树脂和活化橡胶粉能在一定程度上协同提升超薄罩面复合改性沥青混凝土的高温抗车辙性能、冲击韧性和抗冲击性能,在保证超薄罩面混凝土良好路用性能的基础上,进一步降低成本;超薄罩面复合改性沥青混凝土厚度仅为1.5~2.5cm,养护费用低;因此,本发明经济效益显著。
3)本发明所提供的一种超薄罩面复合改性沥青混凝土的制备方法,原材料易得,步骤简单,试验参数控制方便,可移植性强,可在我国的道路建设中广泛采用。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
当以范围、优选范围、或者优选的数值上限以及下限的形式表述某个量、浓度或其它值或参数的时候,应当理解相当于具体揭示了通过将任意一对范围上限或优选数值与任意范围下限或优选数值结合起来的任何范围,而不考虑该范围是否具体揭示。除非另外指出,本文所列出的数值范围值在包括范围的端点,和该范围之内的所有整数和分数。
除非另外说明,本文中所有的百分比、份数、比值等均是按重量计。
本文的材料、方法和实施例均是示例性的,并且除非特别说明,不应理解为限制性的。
本文涉及到的原材料,生产设备或者检测设备等,若未做特别说明,均可以通过商业途径购买获得。
下述实施例中涉及的活化橡胶粉通过如下方法制备:
1)将平均粒径为60~100目的橡胶粉(该橡胶粉的原材料为汽车斜交整胎)放置于质量浓度为1~3%的氢氧化钠溶液中,搅拌30~60min,用蒸馏水冲洗后烘干,除去橡胶粉表面附着的灰尘和油脂;
2)将处理后的橡胶粉置于甲苯溶液中分散均匀后,按比例加入橡胶粉质量2.0~8.0%的马来酸酐和橡胶粉质量0.3~1.0%的引发剂(该引发剂为质量比为1:1的过氧化苯甲酰和过氧化二异丙苯的混合物),70~80℃下恒温反应3~5h;反应结束后,将产物洗涤、干燥,得到活化橡胶粉。
实施例1
本发明所提供的一种前述超薄罩面复合改性沥青混凝土,以重量份计,其由100份矿料、5.5份橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料和0.3份纤维组成;其中橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料由100份石油沥青、13份活化橡胶粉、3份高弹剂、30份改性环氧树脂和固化剂的混合物组成,其中改性环氧树脂和固化剂的质量比为3:2。
其中所述石油沥青为90#石油沥青;所述高弹剂为环烷基橡胶油;所述改性环氧树脂由45份双酚A型环氧树脂E44、25份环氧树脂活性稀释剂-丁二醇二缩水甘油醚和30份聚氨酯改性环氧树脂EPU-133组成的混合物;所述固化剂为由75份十八烷基胺和20份聚醚胺组成的混合物;所述矿料为由质量份比为65:30:5的粗集料、细集料及矿粉组成,且所述细集料为玄武岩,所述矿粉为石灰岩矿粉;所述粗集料为低磨耗集料,其洛杉矶磨耗值为15%,磨光值为46;所述纤维为玄武岩纤维(短切),断裂强度为1270MPa,单丝公称直径为11μm,公称长度为8mm。矿料的合成级配如下所示。
Figure BDA0004090767510000051
本发明还提供了该超薄罩面复合改性沥青混凝土的制备方法,包括如下步骤:
1)按照配方要求,准备原材料;
2)将石油沥青加热至160℃,按比例加入活化橡胶粉,采用高速剪切机进行剪切,剪切速率为5000r/min,剪切时间为120min,然后加入高弹剂,以500转/min的转速,持续搅拌30min直至均匀,于温度160℃下维持发育20min,得橡胶改性沥青胶结料;
3)将改性环氧树脂和固化剂加热至50℃,按比例混合,搅拌均匀,制得环氧树脂胶结料;
4)将橡胶改性沥青胶结料加热至160℃,加入环氧树脂胶结料,维持温度160℃,搅拌均匀,制得复合改性沥青胶结料;
5)将矿料加热至160℃,而后加入纤维混合搅拌30s,然后加入复合改性沥青胶结料,保持拌和温度160℃,搅拌180s,即得超薄罩面复合改性沥青混凝土。
实施例2
本发明所提供的一种前述超薄罩面复合改性沥青混凝土,以重量份计,其由100份矿料、5.8份橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料和0.4份纤维组成;其中橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料由100份石油沥青、18份活化橡胶粉、4份高弹剂、40份改性环氧树脂和固化剂的混合物组成,其中改性环氧树脂和固化剂的质量比为4:3。
其中所述石油沥青为70#石油沥青;所述高弹剂为糠醛抽出油;所述改性环氧树脂由60份双酚A型环氧树脂E51、20份环氧树脂活性稀释剂-环己二醇二缩水甘油醚和20份聚氨酯改性环氧树脂EPU-133L组成的混合物;所述固化剂为由80份十六烷基胺和25份聚醚胺组成的混合物;所述矿料为由质量份比为70:23:7的粗集料、细集料及矿粉组成,且所述细集料为石灰岩,所述矿粉为石灰岩矿粉;所述粗集料为低磨耗集料,其洛杉矶磨耗值为11%,磨光值为49;所述纤维为玄武岩纤维(短切),断裂强度为1390MPa,单丝公称直径为15μm,公称长度为11mm。矿料的合成级配如下所示。
Figure BDA0004090767510000052
Figure BDA0004090767510000061
本发明还提供了该超薄罩面复合改性沥青混凝土的制备方法,包括如下步骤:
1)按照配方要求,准备原材料;
2)将石油沥青加热至170℃,按比例加入活化橡胶粉,采用高速剪切机进行剪切,剪切速率为4000r/min,剪切时间为100min,然后加入高弹剂,以600转/min的转速,持续搅拌25min直至均匀,于温度170℃下维持发育25min,得橡胶改性沥青胶结料;
3)将改性环氧树脂和固化剂加热至55℃,按比例混合,搅拌均匀,制得环氧树脂胶结料;
4)将橡胶改性沥青胶结料加热至170℃,加入环氧树脂胶结料,维持温度170℃,搅拌均匀,制得复合改性沥青胶结料;
5)将矿料加热至170℃,而后加入纤维混合搅拌25s,然后加入复合改性沥青胶结料,保持拌和温度170℃,搅拌150s,即得超薄罩面复合改性沥青混凝土。
实施例3
本发明所提供的一种前述超薄罩面复合改性沥青混凝土,以重量份计,其由100份矿料、6.3份橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料和0.5份纤维组成;其中橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料由100份石油沥青、23份活化橡胶粉、5份高弹剂、50份改性环氧树脂和固化剂的混合物组成,其中改性环氧树脂和固化剂的质量比为5:4。
其中所述石油沥青为质量比为1:1的90#石油沥青和70#石油沥青的复配物;所述高弹剂为芳香基橡胶油;所述改性环氧树脂由70份双酚A型环氧树脂E51、15份环氧树脂活性稀释剂-环己二醇二缩水甘油醚和15份聚氨酯改性环氧树脂EPU-133S组成的混合物;所述固化剂为由60份十六烷基胺、25份十四烷基胺和30份聚醚胺组成的混合物;所述矿料为由质量份比为76:15:9的粗集料、细集料及矿粉组成,且所述细集料为凝灰岩,所述矿粉为石灰岩矿粉;所述粗集料为低磨耗集料,其洛杉矶磨耗值为8%,磨光值为51;所述纤维为玄武岩纤维(短切),断裂强度为1510MPa,单丝公称直径为18μm,公称长度为16mm。矿料的合成级配如下所示。
Figure BDA0004090767510000062
本发明还提供了该超薄罩面复合改性沥青混凝土的制备方法,包括如下步骤:
1)按照配方要求,准备原材料;
2)将石油沥青加热至180℃,按比例加入活化橡胶粉,采用高速剪切机进行剪切,剪切速率为3000r/min,剪切时间为90min,然后加入高弹剂,以700转/min的转速,持续搅拌15min直至均匀,于温度180℃下维持发育20min,得橡胶改性沥青胶结料;
3)将改性环氧树脂和固化剂加热至60℃,按比例混合,搅拌均匀,制得环氧树脂胶结料;
4)将橡胶改性沥青胶结料加热至180℃,加入环氧树脂胶结料,维持温度180℃,搅拌均匀,制得复合改性沥青胶结料;
5)将矿料加热至180℃,而后加入纤维混合搅拌20s,然后加入复合改性沥青胶结料,保持拌和温度180℃,搅拌120s,即得超薄罩面复合改性沥青混凝土。
对比例1
本对比例所提供的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其组分配比与实施例2基本相同,不同之处在于橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料中不加入活化橡胶粉,其制备方法与实施例2相同。
对比例2
本对比例所提供的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其组分配比与实施例2基本相同,不同之处在于橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料中的橡胶粉未经活化,其制备方法与实施例2相同。
对比例3
本对比例所提供的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其组分配比与实施例2基本相同,不同之处在于橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料中环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51,其制备方法与实施例2相同。
对比例4
本对比例所提供的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其组分配比与实施例2基本相同,不同之处在于橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料中环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51,且不加入活化橡胶粉,其制备方法与实施例2相同。
对比例5
本对比例所提供的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其组分配比与实施例2基本相同,不同之处在于超薄罩面复合改性沥青混凝土中粗集料为普通集料,其洛杉矶磨耗值为23%,磨光值为40,其制备方法与实施例2相同。
对比例6
本对比例所提供的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其组分配比与实施例2基本相同,不同之处在于橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料中不含改性环氧树脂和固化剂,其制备方法与实施例2相同。
本申请以实施例2、对比例1-6制备所得的一种超薄罩面复合改性沥青混凝土为例进行性能测试。本申请根据(JTG+E20-2011)《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》、(JTG3450-2019)《公路路基路面现场测试规程》及美国ACI544.2R-89落锤式冲击试验方法等,对实施例2、对比例1-6制备所得的一种超薄罩面复合改性沥青混凝土的性能指标进行测试,具体结果见表1:
表1超薄罩面复合改性沥青混凝土性能指标
Figure BDA0004090767510000081
备注:其中60℃动稳定度反映高温抗车辙性能;15℃冲击韧性和抗冲击荷载作用次数反映韧性和抗冲击性能;摆值反映抗滑性能;加速加载5万次后的摆值保持率反映抗磨耗性能和长期抗滑性能。
从表1可知,本发明所提供的超薄罩面复合改性沥青混凝土,具有优异的高温抗车辙性能、冲击韧性、抗冲击性能、抗磨耗性能和(长期)抗滑性能,可以显著提升机场水泥混凝土道面设施的功能寿命。相比对比例4,对比例3(加入活化橡胶粉)的车辙动稳定度、冲击韧性和抗冲击荷载作用次数分别提升了16.3%、11.5%和18.2%;相比对比例4,对比例1(环氧树脂为改性环氧树脂)的车辙动稳定度、冲击韧性和抗冲击荷载作用次数分别提升了9.6%、10.5%和13.6%;相比对比例4,实施例2(环氧树脂为改性环氧树脂,且加入活化橡胶粉)的车辙动稳定度、冲击韧性和抗冲击荷载作用次数分别提升了42.5%、31.4%和40.9%。同时,从实施例2、对比例1和对比例2可以看出,在树脂和固化剂的混合物较低用量的情况下,改性环氧树脂和活化橡胶粉在一定程度上能协同提升超薄罩面复合改性沥青混凝土的高温抗车辙性能、冲击韧性和抗冲击性能。这是因为改性环氧树脂与石油沥青具有更好的相容性,同时橡胶粉经过活化后,其表面能形成更多的活性官能团,可以提升体系的相容性,并调控体系的相结构,更有利于形成均一的稳定体系,进而形成网络结构。摆值主要和混凝土的级配类型相关,摆值保持率主要和集料自身性能及级配类型等因素相关,二者均与沥青胶结料的类型及性能关系不大。从实施例2和对比例5可以看出,低磨耗集料的掺入显著提升了超薄罩面复合改性沥青混凝土的抗磨耗性能和长期抗滑性能。从实施例2和对比例6可以看出,改性环氧树脂和固化剂的掺入能显著提升超薄罩面复合改性沥青混凝土的各项性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种超薄罩面复合改性沥青混凝土,其特征在于,以重量份计,其由100份矿料、5.3~6.6份橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料和0.3~0.6份纤维组成;其中橡胶粉-环氧树脂复合改性沥青胶结料由100份石油沥青、10~25份活化橡胶粉、2~6份高弹剂、25~55份改性环氧树脂和固化剂的混合物组成,其中改性环氧树脂和固化剂的质量比为3~5:2~4。
2.根据权利要求1所述的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其特征在于,所述活化橡胶粉通过如下制备方法获得:
1)将橡胶粉放置于质量浓度为1~3%的氢氧化钠溶液中,搅拌30~60min,用蒸馏水冲洗后烘干,除去橡胶粉表面附着的灰尘和油脂;
2)将处理后的橡胶粉置于甲苯溶液中分散均匀后,按比例加入橡胶粉质量2.0~8.0%的马来酸酐和橡胶粉质量0.3~1.0%的引发剂,70~80℃下恒温反应3~5h;反应结束后,将产物洗涤、干燥,得到活化橡胶粉。
3.根据权利要求2所述的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其特征在于,所述橡胶粉的平均粒径为60~100目。
4.根据权利要求2所述的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其特征在于,所述引发剂为质量比为1:1的过氧化苯甲酰和过氧化二异丙苯的混合物。
5.根据权利要求1所述的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其特征在于,以质量份计,所述改性环氧树脂由45~70份双酚A型环氧树脂、15~30份聚氨酯改性环氧树脂和15~25份环氧树脂活性稀释剂组成;所述固化剂由75~90份长链脂肪胺固化剂和20~35份潜伏型固化剂组成。
6.根据权利要求1所述的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其特征在于,所述矿料由粗集料、细集料及矿粉组成,且所述粗集料、细集料及矿粉的比例为65~80:10~30:5~10。
7.根据权利要求6所述的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其特征在于,矿料的级配为间断骨架密实型级配,其级配范围如下所示:
Figure FDA0004090767490000011
8.根据权利要求7所述的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其特征在于,所述粗集料为低磨耗集料,其洛杉矶磨耗值≤15%,磨光值≥45。
9.根据权利要求1所述的超薄罩面复合改性沥青混凝土,其特征在于,所述纤维为玄武岩纤维,断裂强度>1250MPa,单丝公称直径10~20μm,公称长度5~20mm。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的超薄罩面复合改性沥青混凝土的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)活化橡胶粉的制备;
2)将石油沥青加热至160~180℃,按比例加入活化橡胶粉,采用高速剪切机进行剪切,剪切速率为3000~5000r/min,剪切时间为90~120min,然后加入高弹剂,以500~700转/min的转速,持续搅拌15~30min直至均匀,于温度160~180℃下维持发育20~30min,得橡胶改性沥青胶结料;
3)将改性环氧树脂和固化剂加热至50~60℃,按比例混合,搅拌均匀,制得环氧树脂胶结料;
4)将橡胶改性沥青胶结料加热至160~180℃,加入环氧树脂胶结料,维持温度160~180℃,搅拌均匀,制得复合改性沥青胶结料;
5)将矿料加热至160~180℃,而后加入纤维混合搅拌20~30s,然后加入复合改性沥青胶结料,保持拌和温度160~180℃,搅拌120~180s,即得超薄罩面复合改性沥青混凝土。
CN202310151035.4A 2023-02-22 2023-02-22 一种超薄罩面复合改性沥青混凝土及其制备方法 Pending CN116119979A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310151035.4A CN116119979A (zh) 2023-02-22 2023-02-22 一种超薄罩面复合改性沥青混凝土及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310151035.4A CN116119979A (zh) 2023-02-22 2023-02-22 一种超薄罩面复合改性沥青混凝土及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116119979A true CN116119979A (zh) 2023-05-16

Family

ID=86311656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310151035.4A Pending CN116119979A (zh) 2023-02-22 2023-02-22 一种超薄罩面复合改性沥青混凝土及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116119979A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2132383A1 (en) * 1971-04-02 1972-11-17 Kuraray Co Olefin copolymer adhesive - contg olefin/carboxylic acid copolymer and metal oxide or hydroxide
CN102020859A (zh) * 2010-11-11 2011-04-20 浙江沃普曼高新建材有限公司 具有蠕变特性的改性沥青组合物及其制备方法
CN104193229A (zh) * 2014-08-26 2014-12-10 南京东道路桥工程技术咨询有限公司 一种抗车辙剂、断级配橡胶沥青混合料及其制备方法
CN107915425A (zh) * 2017-11-23 2018-04-17 江苏中路交通科学技术有限公司 一种抗压改性橡胶集料碎石铺装材料及其制备方法
CN113248935A (zh) * 2021-05-17 2021-08-13 广州市市维新材料科技有限公司 一种反应型液体沥青及其制备方法和应用、水反应型常温沥青混合料及其制备方法
CN113548837A (zh) * 2021-08-09 2021-10-26 长安大学 一种环氧-聚氨酯复合胶及其制备方法与彩色弹性透水路面铺装材料

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2132383A1 (en) * 1971-04-02 1972-11-17 Kuraray Co Olefin copolymer adhesive - contg olefin/carboxylic acid copolymer and metal oxide or hydroxide
CN102020859A (zh) * 2010-11-11 2011-04-20 浙江沃普曼高新建材有限公司 具有蠕变特性的改性沥青组合物及其制备方法
CN104193229A (zh) * 2014-08-26 2014-12-10 南京东道路桥工程技术咨询有限公司 一种抗车辙剂、断级配橡胶沥青混合料及其制备方法
CN107915425A (zh) * 2017-11-23 2018-04-17 江苏中路交通科学技术有限公司 一种抗压改性橡胶集料碎石铺装材料及其制备方法
CN113248935A (zh) * 2021-05-17 2021-08-13 广州市市维新材料科技有限公司 一种反应型液体沥青及其制备方法和应用、水反应型常温沥青混合料及其制备方法
CN113548837A (zh) * 2021-08-09 2021-10-26 长安大学 一种环氧-聚氨酯复合胶及其制备方法与彩色弹性透水路面铺装材料

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张海波: "《废旧橡胶水泥混凝土界面与性能》", vol. 1, 30 September 2018, 冶金工业出版社, pages: 8 *
林生峰: ""纤维环氧橡胶沥青混合料在钢桥面铺装的应用研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》, 15 October 2011 (2011-10-15), pages 54 - 62 *
沈金安等: "《SMA路面设计与铺筑》", vol. 1, 31 October 2003, 人民交通出版社, pages: 54 *
王渤等: ""聚氨酯不同组成对道路修补材料性能影响研究"", 《热固性树脂》, 30 November 2018 (2018-11-30), pages 44 *
郑莉娟等: ""废橡胶粉的改性及其对水泥砂浆性能的影响"", 《武汉理工大学学报》, 31 January 2008 (2008-01-31), pages 53 - 54 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102173654B (zh) 冷涂型环氧薄层桥面铺装材料及其制备方法
CN109486421B (zh) 一种环保型抗滑超薄封层材料及其制备方法
CN108929619B (zh) 一种用于道路的抗滑封层复合材料及其制备方法
CN109627686B (zh) 一种适用于潮湿路桥面的薄层铺装材料及其制备方法
CN109650781B (zh) 一种中低温温拌高摩阻薄层罩面沥青混合料及其制备方法
CN113336472B (zh) 一种环氧改性聚氨酯道路修复材料及制备方法
CN108424087B (zh) 一种地聚合物基水泥路面裂缝快速修补材料及其制备方法和应用
CN111574109A (zh) 一种适用于机场道面的环氧沥青玛蹄脂碎石混合料及其制备方法
CN109180071B (zh) 一种道路面层用高性能冷拌混合料及其制备方法
CN111574164A (zh) 一种超早强收缩补偿道桥快速修复材料及其制备方法
CN109797620B (zh) 一种基于复合材料的重载交通整体性抗车辙路面铺装结构
CN113529528A (zh) 一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构
CN110683792A (zh) 一种改性沥青及其制备方法、沥青薄层路面材料及其制备方法
CN114644493A (zh) 高性能水性环氧改性乳化沥青微表处材料及其制备方法
CN113603399A (zh) 含钢渣的环氧乳化沥青混合料及其制备方法、使用方法
CN113215904B (zh) 一种机场道面用抗剥落沥青混凝土铺装结构及其铺装方法
CN111170678A (zh) 一种聚氨酯为结合料的浇筑式混凝土及其制备方法
CN112456891B (zh) 一种利用废弃烧结砖制备的透水混凝土材料及其应用
CN116119979A (zh) 一种超薄罩面复合改性沥青混凝土及其制备方法
CN113582588A (zh) 一种高抗滑性能沥青混合料及其制备方法
CN112408860A (zh) 一种沥青混凝土及其应用
CN114835439B (zh) 一种环氧沥青钢渣混凝土超薄磨耗层及其制备方法
CN110272230B (zh) 一种高性能稀浆封层沥青混合料及其制备方法
CN110950577A (zh) 砂浆及道路修补方法
CN114804760B (zh) 一种乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination