CN109437676A - Sbr高模量复合改性沥青混合料及其制备方法和路面结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于道路施工领域，具体涉及一种SBR高模量复合改性沥青混合料及其制备方法和路面结构。本发明的技术方案如下：SBR高模量复合改性沥青混合料，包括矿料、沥青、SBR改性剂和高模量剂，按重量百分比计算，沥青与矿料的油石比为4.3‑5.5％，SBR改性剂掺量为沥青用量的3‑5％，高模量剂掺量为混合料总重的0.3‑0.6％。本发明提供的SBR高模量复合改性沥青混合料及其制备方法和路面结构，以SBR改性剂和高模量剂复合改性沥青混合料，在北方地区道路新建、维修、改造工程中应用，能够提高路面的抗抗车辙性能和抗裂性能，可同时提高沥青路面高低温性能，延长道路使用寿命和养护周期。
Description
技术领域
本发明属于道路施工领域，具体涉及一种SBR高模量复合改性沥青混合料及其制备方法和路面结构。
背景技术
我国北方地区年平均气温低，四季温差大、昼夜温差大。沥青混凝土路面夏季易出现高温变形、尤其是随着交通量和重载车辆的增加，路面车辙破坏现象更为严重；冬季由于低温，沥青路面易出现低温开裂病害；同时沥青路面还面临着沥青的温度老化和紫外线照射老化等问题。
目前，解决路面高温车辙病害的主要手段是采用掺加高模量剂，通过提高混合料的动态模量提高面层结构抗高温变形的能力。根据统计，高模量沥青混合料的高温稳定性指标普遍超过5000次/mm。然而，高模量沥青混合料低温性能差，混合料动态模量过大，弯曲试验最大弯拉应变指标在2000με左右，在北方低温条件下，易开裂，不适合在路面上面层应用，对改善路面低温性能不利。
SBR是丁二烯-苯乙烯橡胶，是一种高分子聚合物。SBR改性沥青能够有效地提高沥青混合料的低温抗裂性，并可改善沥青混凝土的耐水性、感温性、柔韧性，使之具有高强度、高稳定度和抗疲劳损耗，适合北方地区气候特点。
发明内容
本发明提供一种SBR高模量复合改性沥青混合料及其制备方法和路面结构，以SBR改性剂和高模量剂复合改性沥青混合料，在北方地区道路新建、维修、改造工程中应用，能够提高路面的抗抗车辙性能和抗裂性能，可同时提高沥青路面高低温性能，延长道路使用寿命和养护周期。
本发明的技术方案如下：
SBR高模量复合改性沥青混合料，包括矿料、沥青、SBR改性剂和高模量剂，按重量百分比计算，沥青与矿料的油石比为4.3-5.5％，SBR改性剂掺量为沥青用量的3-5％，高模量剂掺量为混合料总重的0.3-0.6％。
上述SBR高模量复合改性沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
1)在施工前8-24h制备SBR改性沥青，首先将基质沥青加热到160-180℃，按比例加入粉末状SBR改性剂，搅拌保证其分布均匀，得到SBR改性沥青；
2)将矿料和高模量剂按比例加入拌缸干拌，然后按比例加入所述SBR改性沥青进行混合料改性。
SBR高模量复合改性沥青混合料路面结构，包括上面层和下面层，所述上面层为上述SBR高模量复合改性沥青混合料制备的AC-16层；所述下面层上述SBR高模量复合改性沥青混合料制备的AC-20层；所述下面层通过乳化沥青粘层铺设在原路面上，所述上面层通过乳化沥青粘层铺设在所述下面层上。
所述的SBR高模量复合改性沥青混合料路面结构，其优选方案为，所述上面层的厚度为4～5cm，所述下面层的厚度为6～8cm。
本发明的有益效果为：本发明采用AC-16、AC-20连续密级配混合料为设计载体，对应着北方区域常用的路面面层结构，减少设计与施工难度；采用SBR改性剂和高模量剂复合改性沥青混合料铺筑路面，可以同时提高路面抗车辙能力和低温抗裂能力，延长道路使用寿命；通过将SBR改性剂和高模量剂复合使用，复合改性沥青混合料高低温性能，实现降低成本、提高改性效果的作用。SBR改性沥青制备工艺与SBS类似，一般拌和站均具备现场加工条件和能力，高模量剂采用干法直投式，施工工艺简单，便于控制拌和质量。
附图说明
图1为SBR高模量复合改性沥青混合料路面结构示意图。
具体实施方式
一种SBR高模量复合改性沥青混合料，包括矿料、沥青、SBR改性剂和高模量剂，按重量百分比计算，沥青与矿料的油石比为4.3-5.5％，SBR改性剂掺量为沥青用量的3-5％，高模量剂掺量为混合料总重的0.3-0.6％。
上述SBR高模量复合改性沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
1)在施工前12-24h制备SBR改性沥青，首先将基质沥青加热到170℃，按比例加入粉末状SBR改性剂，搅拌保证其分布均匀，得到SBR改性沥青；
2)将矿料和高模量剂按比例加入拌缸干拌，然后按比例加入所述SBR改性沥青进行混合料改性。
SBR高模量复合改性沥青混合料路面结构，包括上面层和下面层，所述上面层为上述SBR高模量复合改性沥青混合料制备的AC-16层；所述下面层上述SBR高模量复合改性沥青混合料制备的AC-20层；所述下面层通过乳化沥青粘层铺设在原路面上，所述上面层通过乳化沥青粘层铺设在所述下面层上；所述上面层的厚度为4～5cm，所述下面层的厚度为6～8cm。
实施例
如图1所示，SBR高模量复合改性沥青混合料路面结构，基质沥青采用辽河90#石油沥青，乳化沥青粘层2采用PA-3阴离子乳化沥青；上面层1为AC-16C层，矿料比例为：粒径(9.5～13.2)矿粒：粒径(4.75～9.5)矿粒：粒径(2.36～4.75)矿粒：粒径(1.18～2.36)矿粒：粒径(＜1.18)矿粒:矿粉＝26％：21％：18％：21％：10％：4％，沥青与矿料的油石比为4.7％，SBR改性剂掺量为沥青用量的3％，高模量剂掺量为混合料总重的0.4％；SBR改性沥青在施工前8-24h制备，首先将沥青加热到170℃，按比例加入粉末状SBR改性剂，高模量剂直接加入拌缸干拌进行混合料改性；下面层3为AC-20层，矿料比例为：粒径(10～20mm)矿粒：粒径(10～15mm)矿粒：粒径(5～10mm)矿粒：粒径(0～5mm)矿粒：矿粉＝42.7％：12.0％：36.0％：3.0％：3.0％，沥青与矿料的油石比为4.5％，SBR改性剂掺量为沥青用量的4％，高模量剂掺量为混合料总重的0.4％；SBR改性沥青在施工前12-24h制备，首先将沥青加热到170℃，按比例加入粉末状SBR改性剂，高模量剂直接加入拌缸干拌进行混合料改性。
制备过程中，首先将原路面4进行铣刨处理，处理深度为6cm，铣刨后进行路面清理，在原路面4上喷洒乳化沥青形成乳化沥青粘层2，待乳化沥青破乳固化后，摊铺SBR高模量复合改性沥青混合料制备的AC-20，形成下面层3；之后在下面层3上喷洒乳化沥青粘层2，待乳化沥青破乳固化后，摊铺SBR高模量复合改性沥青混合料制备的AC-16，形成上面层1；待压实成型后即完成路面施工。
SBR高模量复合改性沥青混合料路面结构，高温性能动稳定度稳定达到6000次/mm以上，低温性能低温破坏应变达到2800με以上，同时满足了高模量技术规范和改性沥青技术规范对高低温性能的指标要求，具有良好的高低温性能，具体指标如下表1所示：
表1 SBR高模量复合改性沥青混合料路面结构性能指标
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.SBR高模量复合改性沥青混合料，其特征在于，包括矿料、沥青、SBR改性剂和高模量剂，按重量百分比计算，沥青与矿料的油石比为4.3-5.5％，SBR改性剂掺量为沥青用量的3-5％，高模量剂掺量为混合料总重的0.3-0.6％。
2.如权利要求1所述的SBR高模量复合改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在施工前8-24h制备SBR改性沥青，首先将基质沥青加热到160-180℃，按比例加入粉末状SBR改性剂，搅拌保证其分布均匀，得到SBR改性沥青；
2)将矿料和高模量剂按比例加入拌缸干拌，然后按比例加入所述SBR改性沥青进行混合料改性。
3.SBR高模量复合改性沥青混合料路面结构，其特征在于，包括上面层和下面层，所述上面层为如权利要求1所述的SBR高模量复合改性沥青混合料制备的AC-16层；所述下面层为如权利要求1所述的SBR高模量复合改性沥青混合料制备的AC-20层；所述下面层通过乳化沥青粘层铺设在原路面上，所述上面层通过乳化沥青粘层铺设在所述下面层上。
4.根据权利要求3所述的SBR高模量复合改性沥青混合料路面结构，其特征在于，所述上面层的厚度为4～5cm，所述下面层的厚度为6～8cm。
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