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CN116161902A - 一种无车辙沥青路面材料及制作方法 - Google Patents

一种无车辙沥青路面材料及制作方法 Download PDF

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CN116161902A CN202310212181.3A CN202310212181A CN116161902A CN 116161902 A CN116161902 A CN 116161902A CN 202310212181 A CN202310212181 A CN 202310212181A CN 116161902 A CN116161902 A CN 116161902A
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陈磊磊
周夏阳
王文峰
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Southeast University
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Southeast University
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Abstract

本发明公开了一种无车辙沥青路面材料,其特征在于;包括混合料,所述混合料包含以下原材料:碎石94‑96份;石油沥青3.5‑4.8份;SAP改性剂1‑1.2份,所述SAP改性剂包含以下原材料:聚乙烯50‑70份;苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物20‑40份;单组份环氧5‑10份。本发明中SAP混合料具有优异的抗高温流动变形、抗水和抗裂性能,采用聚烯烃高分子和热塑性弹性体双层复合的改性技术,能够外掺直投改性,实现摩阻力与粘韧性的双重提高,从而实现养护周期内路面的无车辙,采用不同的方案对沥青混合料集配进行修改,甚至在AC‑13或AC‑20的基础上外掺改性剂1‑1.5%也能获得良好的抵抗车辙能力。

Description

一种无车辙沥青路面材料及制作方法
技术领域
本发明涉及道路施工技术领域,更具体地说,本发明涉及一种无车辙沥青路面材料及制作方法。
背景技术
沥青路面在经过较长时间的车辆运行后,尤其是在重载交通的影响下,气候较为炎热的地区,在路面上的车轮经过的位置会逐渐产生一些不可恢复的下凹变形,这种变形被称为“车辙”。当车辙较为严重的时候,路面平整度降低,并且会在雨水天气导致车辙内有积水,降低了路面抗滑性,因此,车辙作为一种常见病害极大的降低了路面结构的寿命。
沥青路面出现车辙是由沥青的流变特性导致的。随着沥青路面使用温度的升高和使用载荷的持续增加,车辙情况会更严重。为了增强沥青路面的抗车辙能力,部分研究提出了降低沥青路面流变性的方法来提高沥青路面的抗车辙能力,但是降低流变性的同时可能会带来降低行车舒适性以及抗裂性能降低等负面效应。
因此我们提出了一种无车辙沥青路面材料及制作方法来解决上述问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的实施例提供一种无车辙沥青路面材料及制作方法,基于沥青路面重载、超重载应力与荷载分析,采用增强沥青粘度和提高集料摩阻力复合改性的方法,大幅提高沥青路面的承载能力,实现养护周期内无车辙,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种无车辙沥青路面材料,包括混合料,所述混合料包含以下原材料:
碎石94-96份;
石油沥青3.5-4.8份;
SAP改性剂1-1.2份。
SAP混合料具有优异的抗高温流动变形、抗水和抗裂性能,采用聚烯烃高分子和热塑性弹性体双层复合的改性技术,能够外掺直投改性,实现摩阻力与粘韧性的双重提高,从而实现养护周期内路面的无车辙。
在一个优选地实施方式中,所述SAP改性剂包含以下原材料:
聚乙烯50-70份;
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物20-40份;
单组份环氧5-10份。
在一个优选地实施方式中,所述SAP改性剂的掺量为1.0%-1.2%之间,且所述SAP改性剂的掺量为所述SAP改性剂占矿料干重量的百分比;
所述SAP改性剂推荐掺加量为1.0%,也可根据项目实际需求和混合料性能试验确定掺加量。
在一个优选地实施方式中,石灰岩密级配沥青混合料SAP-13最佳油石比5.0%;
SAP-20最佳油石比为4.5%;
最佳油石比应依据各区域根据矿料情况进行试验,相应上下调节。
在一个优选地实施方式中,所述碎石粒径为0mm-26.5mm。
在一个优选地实施方式中,一种无车辙沥青路面材料的制作方法,包括以下制作步骤:
S1.将各种规格的矿料烘干至恒重;
S2.将步骤S1中烘干至恒重的各种规格矿料按照比例称重并混合均匀,矿粉单独盛放一个金属小盘中;
S3.将步骤S2中的各种矿料及矿粉加热至要求温度;
S4.将AH-70重交通道路石油沥青用烘箱加热至规定温度;
S5.按比例称取SAP沥青混合料改性剂;
S6.将加热后的矿料与SAP沥青混合料改性剂在拌和锅中干拌,搅拌时间不少于90s;
S7.向拌和锅中加入称重后的AH-70重交通道路石油沥青,搅拌时间不少于90s;
S8.向拌和锅中加入矿粉,搅拌时间不少于90s。
在一个优选地实施方式中,步骤S1中,矿料的烘干环境温度为105℃±5℃。
在一个优选地实施方式中,步骤S3中,各种矿料及矿粉加热的要求温度为185℃-195℃,且加热时长一般不少于4-6h。
在一个优选地实施方式中,步骤S4中,AH-70重交通道路石油沥青在烘箱加热的温度为165℃-170℃。
在一个优选地实施方式中,以重量百分比计,所述碎石以重量百分比计,所述碎石通过不同筛网的占比为:
Figure BDA0004113119730000031
Figure BDA0004113119730000041
采用不同的方案对沥青混合料集配进行修改,甚至在AC-13或AC-20的基础上外掺改性剂1-1.5%也能获得良好的抵抗车辙能力。
本发明的技术效果和优点:
SAP混合料具有优异的抗高温流动变形、抗水和抗裂性能,采用聚烯烃高分子和热塑性弹性体双层复合的改性技术,能够外掺直投改性,实现摩阻力与粘韧性的双重提高,从而实现养护周期内路面的无车辙,采用不同的方案对沥青混合料集配进行修改,甚至在AC-13或AC-20的基础上外掺改性剂1-1.5%也能获得良好的抵抗车辙能力。
附图说明
图1为本发明中路面材料的加工流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参照图1
实施例1:提供一种无车辙沥青路面材料,采用以下制备方法:
S1.将粗集料100公斤,细集料50公斤,矿粉5公斤置105℃±5℃的环境下烘干至恒重;
S2.石灰岩粗集料编号:1#样品(13.2-26.5)mm、2#样品(9.5-13.2)mm、3#样品(4.75-9.5)mm、4#样品(2.36-4.75)mm;石灰岩细集料:(0-2.36)mm(细集料完全符合上述设计要求);
S3.将烘干至恒重的各种规格矿料按照1#:2#:3#:4#:细集料比例称重并混合均匀;
取10公斤作为马歇尔试件材料。
S4.将AH-70重交通道路石油沥青用烘箱加热至规定温度(165-170℃),称取0.48公斤的原材料进行拌合;
S5.称取SAP沥青混合料改性剂0.1公斤;
S6.将加热后的矿料与SAP沥青混合料改性剂在拌和锅中干拌,搅拌时间不少于90s;
S7.向拌和锅中加入称重后的AH-70重交通道路石油沥青,搅拌时间不少于90s;
S8.向拌和锅中加入矿粉,搅拌时间不少于90s。
实施例2:提供一种无车辙沥青路面材料,采用以下制备方法:
S1.将粗集料100公斤,细集料50公斤,矿粉:5公斤置105℃±5℃的环境下烘干至恒重;
S2.石灰岩粗集料编号:1#样品(13.2-26.5)mm、2#样品(9.5-13.2)mm、3#样品(4.75-9.5)mm、4#样品(2.36-4.75)mm;石灰岩细集料:(0-2.36)mm(细集料完全符合上述设计要求);
S3.将烘干至恒重的各种规格矿料按照1#:2#:3#:4#:细集料比例称重并混合均匀;
取10公斤作为马歇尔试件材料。
S4.将AH-70重交通道路石油沥青用烘箱加热至规定温度(165-170℃),称取0.5公斤的原材料进行拌合;
S5.称取SAP沥青混合料改性剂0.12公斤;
S6.将加热后的矿料与SAP沥青混合料改性剂在拌和锅中干拌,搅拌时间不少于90s;
S7.向拌和锅中加入称重后的AH-70重交通道路石油沥青,搅拌时间不少于90s;
S8.向拌和锅中加入矿粉,搅拌时间不少于90s。
实施例3:一种无车辙沥青路面材料,采用以下制备方法:
S1.将粗集料100公斤,细集料50公斤,矿粉:5公斤置105℃±5℃的环境下烘干至恒重;
S2.石灰岩粗集料编号:1#样品(13.2-26.5)mm、2#样品(9.5-13.2)mm、3#样品(4.75-9.5)mm、4#样品(2.36-4.75)mm;石灰岩细集料:(0-2.36)mm(细集料完全符合上述设计要求);
S3.将烘干至恒重的各种规格矿料按照1#:2#:3#:4#:细集料比例称重并混合均匀;
取10公斤作为马歇尔试件材料。
S4.将AH-70重交通道路石油沥青用烘箱加热至规定温度(165-170℃),称取0.5公斤的原材料进行拌合;
S5.称取SAP沥青混合料改性剂0.15公斤;
S6.将加热后的矿料与SAP沥青混合料改性剂在拌和锅中干拌,搅拌时间不少于90s;
S7.向拌和锅中加入称重后的AH-70重交通道路石油沥青,搅拌时间不少于90s;
S8.向拌和锅中加入矿粉,搅拌时间不少于90s。
实施例3:一种无车辙沥青路面材料,采用以下制备方法:
S1.将粗集料100公斤,细集料50公斤,矿粉:5公斤置105℃±5℃的环境下烘干至恒重;
S2.石灰岩粗集料编号:1#样品(13.2-26.5)mm、2#样品(9.5-13.2)mm、3#样品(4.75-9.5)mm、4#样品(2.36-4.75)mm;石灰岩细集料:(0-2.36)mm(细集料完全符合上述设计要求);
S3.将烘干至恒重的各种规格矿料按照1#:2#:3#:4#:细集料比例称重并混合均匀;
取10公斤作为马歇尔试件材料。
S4.将AH-70重交通道路石油沥青用烘箱加热至规定温度(165-170℃),称取0.5公斤的原材料进行拌合;
S5.称取SAP沥青混合料改性剂0.15公斤;
S6.将加热后的矿料与SAP沥青混合料改性剂在拌和锅中干拌,搅拌时间不少于90s;
S7.向拌和锅中加入称重后的AH-70重交通道路石油沥青,搅拌时间不少于90s;
S8.向拌和锅中加入矿粉,搅拌时间不少于90s。
实施例4:一种无车辙沥青路面材料,采用以下制备方法:
S1.将粗集料100公斤,细集料50公斤,矿粉:5公斤置105℃±5℃的环境下烘干至恒重;
S2.石灰岩粗集料编号:1#样品(13.2-26.5)mm、2#样品(9.5-13.2)mm、3#样品(4.75-9.5)mm、4#样品(2.36-4.75)mm;石灰岩细集料:(0-2.36)mm(细集料完全符合上述设计要求);
S3.将烘干至恒重的各种规格矿料按照1#:2#:3#:4#:细集料比例称重并混合均匀;
取10公斤作为马歇尔试件材料。
S4.将AH-70重交通道路石油沥青用烘箱加热至规定温度(165-170℃),称取0.5公斤的原材料进行拌合;
S5.称取SAP沥青混合料改性剂0.1公斤;
S6.将加热后的矿料与SAP沥青混合料改性剂在拌和锅中干拌,搅拌时间不少于90s;
S7.向拌和锅中加入称重后的AH-70重交通道路石油沥青,搅拌时间不少于90s;
S8.向拌和锅中加入矿粉,搅拌时间不少于90s。
实施例3:一种无车辙沥青路面材料,采用以下制备方法:
S1.将粗集料100公斤,细集料50公斤,矿粉:5公斤置105℃±5℃的环境下烘干至恒重;
S2.石灰岩粗集料编号:1#样品(13.2-26.5)mm、2#样品(9.5-13.2)mm、3#样品(4.75-9.5)mm、4#样品(2.36-4.75)mm;石灰岩细集料:(0-2.36)mm(细集料完全符合上述设计要求);
S3.将烘干至恒重的各种规格矿料按照1#:2#:3#:4#:细集料比例称重并混合均匀;
取10公斤作为马歇尔试件材料。
S4.将AH-70重交通道路石油沥青用烘箱加热至规定温度(165-170℃),称取0.5公斤的原材料进行拌合;
S5.称取SAP沥青混合料改性剂0.15公斤;
S6.将加热后的矿料与SAP沥青混合料改性剂在拌和锅中干拌,搅拌时间不少于90s;
S7.向拌和锅中加入称重后的AH-70重交通道路石油沥青,搅拌时间不少于90s;
S8.向拌和锅中加入矿粉,搅拌时间不少于90s。
实施例5:一种无车辙沥青路面材料,采用以下制备方法:
S1.将粗集料100公斤,细集料50公斤,矿粉:5公斤置105℃±5℃的环境下烘干至恒重;
S2.石灰岩粗集料编号:1#样品(13.2-26.5)mm、2#样品(9.5-13.2)mm、3#样品(4.75-9.5)mm、4#样品(2.36-4.75)mm;石灰岩细集料:(0-2.36)mm(细集料完全符合上述设计要求);
S3.将烘干至恒重的各种规格矿料按照1#:2#:3#:4#:细集料比例称重并混合均匀;
取10公斤作为马歇尔试件材料。
S4.将AH-70重交通道路石油沥青用烘箱加热至规定温度(165-170℃),称取0.4公斤的原材料进行拌合;
S5.称取SAP沥青混合料改性剂0.1公斤;
S6.将加热后的矿料与SAP沥青混合料改性剂在拌和锅中干拌,搅拌时间不少于90s;
S7.向拌和锅中加入称重后的AH-70重交通道路石油沥青,搅拌时间不少于90s;
S8.向拌和锅中加入矿粉,搅拌时间不少于90s
实施例2-5与实施例1的区别在于,沥青混凝土的原材料配比不同,
具体参见表1。
实施例2-5中原材料配比
Figure BDA0004113119730000091
对比实施例:
对比例1:
提供一种无车辙沥青路面材料,按照常规的AC-13路面配比使用矿料集配,不加入SAP改性剂。
对比例2:
提供一种无车辙沥青路面材料,按照常规的AC-20路面配比使用矿料集配,不加入SAP改性剂。
对比例1
依据GB/T 29050-2012《道路用抗车辙沥青混凝土》检测沥青路面样品的动稳定度,试验结果见下表2
表2:实施例1-6及对比例1-2性能检测数据
动稳定度@60℃(次/min)
实施例1 27426
实施例2 31345
实施例3 33568
实施例4 24587
实施例5 26587
对比例1 11458
对比例2 13687
结合实施例1、实施例2、实施例3中数据证明,SAP改性剂的添加可以极大提高沥青混合料抵抗车辙的能力,然而在道路路面寿命内,车辙动稳定度已经能满足无车辙路面要求,因此本技术推荐改性剂含量为1%,为了进一步提高抗车辙性能可以将撇比提高至1.2%-1.5%。
结合实施例4和实施例5以及对比例1和对比例2,SAP改性剂在普通集配的基础上依然能很好的增加路面抗车辙能力,该技术可以取添加剂部分单独使用。改性剂含量需要根据不同实施方案进行修改。
最后:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无车辙沥青路面材料,其特征在于;包括混合料,所述混合料包含以下原材料:
碎石94-96份;
石油沥青3.5-4.8份;
SAP改性剂1-1.2份。
2.根据权利要求1所述的一种无车辙沥青路面材料,其特征在于:所述SAP改性剂包含以下原材料:
聚乙烯50-70份;
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物20-40份;
单组份环氧5-10份。
3.根据权利要求1所述的一种无车辙沥青路面材料,其特征在于:所述SAP改性剂的掺量为1.0%-1.2%之间,且所述SAP改性剂的掺量为所述SAP改性剂占矿料干重量的百分比;
所述SAP改性剂推荐掺加量为1.0%,也可根据项目实际需求和混合料性能试验确定掺加量。
4.根据权利要求1所述的一种无车辙沥青路面材料,其特征在于:石灰岩密级配沥青混合料SAP-13最佳油石比5.0%;
SAP-20最佳油石比为4.5%;
最佳油石比应依据各区域根据矿料情况进行试验,相应上下调节。
5.根据权利要求1所述的一种无车辙沥青路面材料,其特征在于:所述碎石粒径为0mm-26.5mm。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种无车辙沥青路面材料的制作方法,其特征在于:包括以下制作步骤:
S1.将各种规格的矿料烘干至恒重;
S2.将步骤S1中烘干至恒重的各种规格矿料按照比例称重并混合均匀,矿粉单独盛放一个金属小盘中;
S3.将步骤S2中的各种矿料及矿粉加热至要求温度;
S4.将AH-70重交通道路石油沥青用烘箱加热至规定温度;
S5.按比例称取SAP沥青混合料改性剂;
S6.将加热后的矿料与SAP沥青混合料改性剂在拌和锅中干拌,搅拌时间不少于90s;
S7.向拌和锅中加入称重后的AH-70重交通道路石油沥青,搅拌时间不少于90s;
S8.向拌和锅中加入矿粉,搅拌时间不少于90s。
7.根据权利要求6所述的一种无车辙沥青路面材料的制作方法,其特征在于:步骤S1中,矿料的烘干环境温度为105℃±5℃。
8.根据权利要求6所述的一种无车辙沥青路面材料的制作方法,其特征在于:步骤S3中,各种矿料及矿粉加热的要求温度为185℃-195℃,且加热时长一般不少于4-6h。
9.根据权利要求6所述的一种无车辙沥青路面材料的制作方法,其特征在于:步骤S4中,AH-70重交通道路石油沥青在烘箱加热的温度为165℃-170℃。
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