CN102051849A - 一种沥青马蹄脂碎石混合料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沥青马蹄脂碎石混合料的制备方法。该方法包括：将沥青改性剂造粒，然后将粗集料、细集料、矿粉混合均匀，在160～190℃条件下，加入沥青及适量的沥青改性剂颗粒拌合均匀，得到本发明的混合料。该方法可制备出性能良好的混合料，其马歇尔稳定度和车辙动稳定度均符合公路沥青路面施工技术规范要求，适用于铺设重载交通公路路面。
Description
技术领域
本发明属于路用沥青领域，特别涉及一种沥青马蹄脂碎石混合料的其制备方法。
背景技术
随着经济的高速发展，公路交通量迅速增加，对公路的质量和使用性能的要求也在不断提高。为了提高公路质量，尤其是高速公路和重载交通公路，减少维修费用，延长使用寿命，开展沥青在公路建设中研究应用就显得尤为重要。
众所周知，改性沥青是提高沥青性能的重要手段之一，应用改性沥青建设高速公路、重载交通公路是现今最常应用的方法。过去生产改性沥青，一直是将沥青改性剂通过剪切、搅拌、溶剂溶解的方式进行，其缺点是储存难、运输难，改性沥青生产基地必须离拌和施工现场很近，否则，制备好的改性沥青很快离析分层，很难保证质量。
沥青马蹄脂碎石混合料(SMA)是一种由沥青、沥青改性剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青马蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙而形成的沥青混合料。其基本组成是碎石骨架和沥青马蹄脂结合料两大部分。它是一种由沥青马蹄脂碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料。
CN1482091A公开了一种钢渣马蹄脂碎石沥青混凝土，其制备方法是将集料加热至170℃左右和热熔液态改性沥青拌和，然后加入矿粉拌和，再加入纤维稳定剂，拌和而成。上述方法中，改性剂直接加到沥青中，先制备改性沥青，这样存在制备时间长，改性剂与沥青易离析分层，存在质量不稳定的问题。
CN1827696A公开了一种阻燃改性沥青马蹄脂碎石混合料，包括以下组分：重交通沥青、聚合物改性剂、阻燃剂、集料、填料和纤维稳定剂，其中聚合物改性剂掺量为重交通沥青掺量的1％～12％。该专利方法中未公开聚合物改性剂的加入方式，也未说明聚合物改性剂作出特殊处理。因此，其混合料的制备方式可按两种情况考虑，第一种情况，是将聚合物改性剂与重交沥青预先混合制成聚合物改性沥青产品，再与级配碎石混合制成改性沥青马蹄脂碎石混合料。这种方法与本发明方法明显不同。第二种情况，是将聚合物改性剂在制备沥青混合料时，直接投入到混合料中。这种方法虽然方便，但是由于聚合物在这种情况下，不具备可塑性，也没有足够的溶解物质将其分散均匀，在实际工作中是不可行的。由于第二种方式不能使聚合物很好的分散在沥青中，从而影响混合料的性能。
发明内容
为了克服现有技术中的不足之处，本发明提供了一种沥青马蹄脂碎石混合料的制备方法，该方法不但解决了改性剂在沥青中易离析分层的问题，而且还改善了混合料的性能，尤其是马歇尔稳定度和车辙动稳定度。
本发明的沥青马蹄脂碎石混合料的制备方法，包括：将沥青改性剂造粒，然后将粗集料、细集料、矿粉混合均匀，在160～190℃条件下，加入沥青及沥青改性剂颗粒拌合均匀，得到本发明的混合料，其中沥青改性剂的加入量占沥青重量的3％～8％；所述的沥青的加入量占粗集料、矿粉和细集料总重量的3.5％～5.0％。所述的沥青改性剂为聚合物。所用的聚合物中，热塑性丁苯橡胶(SBS)占聚合物总重量的40％～80％，其余为乙烯-乙酸乙烯聚合物(EVA)和/或低密度聚乙烯(PE)。
所述的沥青改性剂颗粒的粒度为3～5mm，形状最好为圆柱形。
为了改善混合料的高温性能，所述的沥青改性剂中还可以加入炭黑，其中炭黑与聚合物的重量比为1∶2～1∶5。所述的炭黑的加入量最好占沥青加入重量的2％以下。
本发明所述的粗集料、矿粉和细集料可采用制备SMA时常用的物质。所述的粗集料为碎石、砾石和矿渣中一种或多种。所述的矿粉可为石灰石粉。所述的细集料可为人工砂。
本发明方法将沥青改性剂制成颗粒状，在混合料拌和过程中加入，并控制一定的温度条件，这样颗粒状沥青改性剂就会破碎，其中的聚合物由于受到骨料的磨挤，并在EVA或PE的作用下，较难分散的SBS，不但能与骨料有很强的粘附力，而且更容易分散在沥青中。这样，不但使聚合物SBS更好地发挥改性性能，而且还能改善沥青混合料的性能，比如马歇尔稳定度和车辙动稳定度等，满足公路沥青路面施工技术规范的要求。本发明的沥青混合料可用于高速公路和重载交通道路的铺设。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
本发明中沥青马歇尔稳定度试验T0709-93测得沥青马歇尔稳定度，沥青混合料车辙试验T0719-93测得车辙动稳定度。
实施例按表1的级配比例选择矿料。其中所述的粗集料为碎石，所述的矿粉为石灰石粉，所述的细集料为人工砂。
表1SMA-16矿料级配比例
实施例1
将沥青改性剂低密度聚乙烯(PE)与SBS按重量比为1∶1混合造粒，得到粒度为5mm的圆柱形颗粒，然后将粗集料、矿粉、细集料按表1的级配比例混合均匀，然后加入90号道路沥青和沥青颗粒改性剂，在170℃下拌合5分钟，得到本发明的混合料，其中沥青的加入量占粗集料、矿粉、细集料总重量的4.5％，沥青改性剂加入量占沥青加入量的5.0％。
本发明实施例1制备的沥青混合料，其马歇尔稳定度7.07kN，(达到规范大于6kN的指标)，车辙动稳定度4300次/mm，(达到规范大于3000次/mm的指标)，空隙率在5％左右。
实施例2
将沥青改性剂炭黑、EVA与SBS按重量比为1∶1∶2混合造粒，得到粒度为5mm的圆柱形颗粒，然后将粗集料、矿粉、细集料按表给出级配比例，混合均匀，然后加入90号道路沥青和颗粒改性剂，在185℃下拌合5分钟，得到本发明的混合料，其中沥青的加入量占粗集料、矿粉、细集料总重量的4.0％，沥青改性剂加入量占沥青加入量的5.0％。
本发明实施例2制备的沥青混合料，其马歇尔稳定度7.21kN，(达到规范大于6.0kN的指标)，车辙动稳定度3700次/mm，(达到规范大于3000次/mm的指标)，空隙率在4％左右。
实施例3
与实施例1相比，沥青改性剂加入量占沥青加入量的4.0％。
本发明实施例1制备的沥青混合料，其马歇尔稳定度6.60kN，(达到规范大于6kN的指标)，车辙动稳定度4100次/mm，(达到规范大于3000次/mm的指标)，空隙率在5％左右。
实施例4
与实施例1相比，沥青改性剂加入量占沥青加入量的7.0％。
本发明实施例1制备的沥青混合料，其马歇尔稳定度7.97kN，(达到规范大于6kN的指标)，车辙动稳定度4600次/mm，(达到规范大于3000次/mm的指标)，空隙率在5％左右。
比较例1
将实施例1中的沥青改性剂不造粒，直接加到90号道路沥青中搅拌均匀，得到改性沥青。该改性沥青很快就会出现离析，一般在几分钟内，甚至一分钟以内即发生离析。
比较例2
将粗集料、矿粉、细集料按表给出级配比例，混合均匀，然后加入SBS和90道路号沥青，其中SBS不造粒，在170℃下拌合5分钟，得到混合料，其中沥青的加入量占粗集料、矿粉、细集料总重量的4.5％，SBS加入量占沥青加入量的5.0％。其混合料的车辙动稳定度为2300次/mm，不能满足规范大于3000次/mm的要求。
Claims (6)
1.一种沥青马蹄脂碎石混合料的制备方法，包括：将沥青改性剂造粒，然后将粗集料、细集料、矿粉混合均匀，在160～190℃条件下，加入沥青及沥青改性剂颗粒拌合均匀，得到沥青马蹄脂碎石混合料，其中沥青改性剂的加入量占沥青重量的3％～8％；所述的沥青的加入量占粗集料、矿粉和细集料总重量的3.5％～5.0％；所述的沥青改性剂为聚合物，所用的聚合物中，热塑性丁苯橡胶占聚合物总重量的40％～80％，其余为乙烯-乙酸乙烯聚合物和/或低密度聚乙烯。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的沥青改性剂中含有炭黑，所述的炭黑与聚合物的重量比为1∶2～1∶5。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于所述的炭黑的加入量占沥青加入重量的2％以下。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的沥青改性剂颗粒的粒度为3～5mm。
5.按照权利要求1或4所述的方法，其特征在于所述的沥青改性剂颗粒的形状为圆柱形。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的粗集料为碎石、砾石和矿渣中一种或多种；所述的矿粉为石灰石粉；所述的细集料为人工砂。
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