一種改性瀝青混合料的製作方法

2023-05-11 21:25:01

專利名稱：一種改性瀝青混合料的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種改性浙青混合料，具體涉及為一種用於高等級公路路面的可提高穩定性的改性浙青混合料。
背景技術：
近年來，浙青公路事業發展較快，但浙青路面普遍存在技術和質量兩個方面的問題，主要體現在公路工程的耐久性和路面的早期損害，尤其是在一些氣候條件惡劣和交通荷載較大的路段，因此，對浙青混凝土的性能提出了更高的要求。通常，浙青混凝土的將經過加熱的浙青與粗、細骨料及填充材料(礦粉、水泥等)按適當的配合比所拌合而成的均勻混合物經壓實後得到，因此，對材料的改善是提高浙青混凝土性能的最根本的措施。
通常，浙青混凝土的溫度穩定性是影響公路耐久性的主要因素，浙青混凝土的水穩定性是影響浙青路面早期破壞的主要因素，浙青混凝土路面由於穩定性不良，在未達到其設計使用年限就出現大量的龜裂、坑槽、剝落、集料脫落現象，甚至形成結構性破壞，不得不重修或養護，造成極大的資源浪費和經濟損失。因此，從材料體系中優化浙青混凝土的配合比以及採用改善浙青混凝土性能的改性劑，能夠提高浙青結合料的物理吸附作用和化學吸附作用，更多的產生結構浙青，減少自由浙青，提高浙青與骨料相互作用的粘聚力，從而改善浙青混凝土的高溫穩定性、低溫穩定性和水穩定性等性能。目前，利用粉煤灰作為浙青混凝土的填料，能夠優先吸附浙青中的蠟組分，從而提高浙青的質量，改善道路浙青混凝土的高溫和低溫性能，但《公路浙青路面施工技術規範》(JTG F40-2004)中規定粉煤灰用量不得超過填料總量的50%，粉煤灰的燒失量應小於12%，與礦粉混合後的塑性指數應小於4% ;高速公路和ー級公路的浙青面層不宜採用粉煤灰做填料。利用水泥代替部分礦粉在浙青混凝土中使用是國際上比較普遍的方法，特別的在美國和歐洲應用較廣泛，它的特定是提高了浙青混凝土面層的水穩定性，造價比使用SBS等改性浙青或使用抗剝落劑低，在我國現行規範中也提到用水泥代替2%的礦粉來提高浙青混凝土的水穩定性，但是摻加水泥後會使浙青混合料變硬，脆性變大，對浙青混凝土的低溫穩定性有一定程度的不利影響。雲南昆明提出應用硅藻土研製的矽質浙青改性劑，使浙青的導熱係數下降，吸熱值降低，熱阻、冷阻值提高，溫感性降低，浙青混凝土高低溫穩定性變好，但是對浙青混凝土的水穩定性沒有得到研究效果。因此，尋找ー種材料體系，能夠全面提高浙青混凝土的溫度穩定性和水穩定性，改善浙青路面的耐久性和早期損害，延長浙青公路的使用壽命，具有重要的意義。

發明內容
本發明為解決上述現有技術的缺陷提出，其目的是全面提高浙青混凝土高溫穩定性、低溫穩定性及水穩定性，從而延長浙青混凝土路面的使用壽命。為實現上述目的，本發明提出ー種改性浙青混合料，其特徵在幹，此浙青混合料按重量份計，是由廣6份的浙青混凝土改性劑、4飛份的浙青和85 95份的碎石礦料混合組成。其中浙青混凝土改性劑主要原材料為ー種西北儲量較豐富的天然晶質水合鎂鋁矽酸鹽礦物，將其經過一系列物理及化學活化處理後得到。浙青是道路石油浙青。碎石礦料是由40 60%的粒徑為4. 75 16mm範圍內的碎石、10 35%的粒徑為O. 075 4. 75mm範圍內的砂和2^8%的填料所組成的混合物。
所述浙青混凝土改性劑主要原材料為ー種西北儲量較豐富的天然晶質水合鎂鋁矽酸鹽礦物，將其經過一系列物理及化學活化處理後得到ー種呈弱鹼性粉末狀物質。具體處理方式首先經過超聲波物理提純，除去較粗雜質；然後在濃度為10%的NaCl溶液中進行鹽活化處理，75°C水浴加熱，浸泡7小時後反覆洗滌過濾至無氯離子，而後在80°C烘乾；再用有機陽離子表面活性劑按照陽離子交換量的比例來對樣品進行有機改性處理；最後將樣品按照固液比1:50的比例在lmmol/L的Ca (OH) 2溶液中進行鹼活化處理，75°C水浴加熱，浸泡3小時後反覆洗滌過濾至弱鹼性，而後在80°C烘乾。所述浙青是道路石油浙青。所述填料是由2 3%的32. 5級的複合矽酸鹽水泥和(Γ5%的礦粉所組成。


圖I是改性浙青混合料路面構造圖。圖2是改性浙青混合料面層施工エ藝流程圖。
具體實施例方式以下通過幾個實施例來具體闡述本發明的有益效果
實施例I :按重量份計，是由6份的浙青混凝土改性劑、4. 5份的浙青和90份的碎石礦料混合組成。其中浙青混凝土改性劑主要原材料為ー種西北儲量較豐富的天然晶質水合鎂鋁矽酸鹽礦物，將其經過一系列物理及化學活化處理後得到。浙青是道路石油浙青。碎石礦料是由40 60%的粒徑為4. 75 16mm範圍內的碎石、10 35%的粒徑為O. 075 4. 75mm範圍內的砂和2 8%的填料所組成的混合物。浙青混凝土改性劑的製備原材料為ー種天然晶質水合鎂鋁矽酸鹽礦物，經過ー系列物理及化學活化處理製備得到ー種呈弱鹼性粉末狀物質。a.經過超聲波物理提純，除去較粗雜質；
b.在濃度為10%的NaCl溶液中進行鹽活化處理，75°C水浴加熱，浸泡7小時後反覆洗滌過濾至無氯離子，而後在80°C烘乾；
c.用有機陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(HDTMAB)按照陽離子交換量約為50mmol/100g的比例來對樣品進行有機改性處理；
d.將樣品按照固液比1:50的比例在lmmol/L的Ca(OH) 2溶液中進行鹼活化處理，75°C水浴加熱，浸泡3小時後反覆洗滌過濾至弱鹼性，而後在80°C烘乾。改性浙青混合料的製備按照《公路浙青路面施工技術規範》(JTG F40-2004)的要求選材及設計浙青混凝土配合比並成型試件。a.浙青採用甘肅三星石化生產的AH-90道路石油浙青(A級)；
b.集料採用甘肅省蘭州市地材，性能符合《公路浙青路面施工技術規範》(JTGF40-2004)的要求；C.礦粉採用蘭州礦粉廠生產的石灰石礦粉；
d.水泥採用甘肅祁連山水泥集團股份有限公司生產的32.5級複合矽酸鹽水泥；
e.浙青混合料的製備採用BH-IO型全自動混合料拌和機攪拌，拌合溫度為150°C，礦料加熱溫度為165で。浙青混合料性能檢測測定改性浙青混合料的馬歇爾穩定度、低溫劈裂性能及水穩定性，檢測結果如表I。實施例2 :按重量份計,是由5份的浙青混凝土改性劑、4. 5份的浙青和91份的碎石礦料混合組成。其中浙青混凝土改性劑主要原材料為ー種西北儲量較豐富的天然晶質水合鎂鋁矽酸鹽礦物，將其經過一系列物理及化學活化處理後得到。浙青是道路石油浙青。碎石礦料是由40 60%的粒徑為4. 75 16mm範圍內的碎石、10 35%的粒徑為O. 075 4. 75mm範圍內的砂和2 8%的填料所組成的混合物。 浙青混凝土改性劑的製備方法同實施例I。改性浙青混合料的製備方法同實施例I。浙青混合料性能檢測測定改性浙青混合料的馬歇爾穩定度、低溫劈裂性能及水穩定性，檢測結果如表I。實施例3 :按重量份計,是由4份的浙青混凝土改性劑、5份的浙青和91份的碎石礦料混合組成。其中浙青混凝土改性劑主要原材料為ー種西北儲量較豐富的天然晶質水合鎂鋁矽酸鹽礦物，將其經過一系列物理及化學活化處理後得到。浙青是道路石油浙青。碎石礦料是由40 60%的粒徑為4. 75 16mm範圍內的碎石、10 35%的粒徑為O. 075 4. 75mm範圍內的砂和2 8%的填料所組成的混合物。浙青混凝土改性劑的製備方法同實施例I。改性浙青混合料的製備方法同實施例I。浙青混合料性能檢測測定改性浙青混合料的馬歇爾穩定度、低溫劈裂性能及水穩定性，檢測結果如表I。表I改性浙青混合料技術性能檢測結果-棒^i果-1-j-1-1-
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權利要求
1.ー種改性浙青混合料，由浙青混凝土改性劑、石油浙青、碎石礦料三部分組成，其特徵在於該浙青混合料按重量份計，是由1飛份的浙青混凝土改性劑、4飛份的浙青和85、5份的碎石礦料混合組成，其中浙青混凝土改性劑主要原材料為天然晶質水合鎂鋁矽酸鹽礦物，將其經過物理及化學活化處理後得到；浙青是道路石油浙青；碎石礦料是由40飛0%的粒徑為4. 75 16mm範圍內的碎石、10 35%的粒徑為O. 075 4. 75mm範圍內的砂和2 8%的填料所組成的混合物。
2.根據權利要求書I所述的改性浙青混合料，其特徵在於浙青混凝土改性劑的主要原材料為天然晶質水合鎂鋁矽酸鹽礦物，將其經過物理及化學活化處理後得到呈弱鹼性粉末狀物質；具體處理步驟為 A、首先經過超聲波物理提純，除去較粗雜質； B、然後在濃度為10%的NaCl溶液中進行鹽活化處理； C、用75°C水浴加熱，浸泡7小時後反覆洗滌過濾至無氯離子，而後用80°C溫度烘乾； D、再用有機陽離子表面活性劑按照陽離子交換量的比例來對樣品進行有機改性處理； E、最後將樣品按照固液比1:50的比例在lmmol/L的Ca(OH) 2溶液中進行鹼活化處理； F、75°C水浴加熱，浸泡3小時後反覆洗滌過濾至弱鹼性，而後用80°C溫度烘乾。
3.根據權利要求書I所述的改性浙青混合料，其特徵在於，浙青是道路石油浙青。
4.根據權利要求書I所述的改性浙青混合料，其特徵在於，填料是由2 3%的32.5級的複合矽酸鹽水泥和(Γ5%的礦粉所組成。
全文摘要
本發明涉及一種改性瀝青混合料，特別適用於高等級公路路面的可提高穩定性的改性瀝青混合料。此瀝青混合料是由1~6份的瀝青混凝土改性劑、4~6份的瀝青和85~95份的碎石礦料混合組成。其中瀝青混凝土改性劑主要原材料為一種西北儲量較豐富的天然晶質水合鎂鋁矽酸鹽礦物，將其經過一系列物理及化學活化處理後得到。瀝青是道路石油瀝青。碎石礦料是由40~60%的粒徑為4.75~16mm範圍內的碎石、10~35%的粒徑為0.075~4.75mm範圍內的砂和2~8%的填料所組成的混合物。用這種改性瀝青混合料鋪裝的高等級公路路面，在高溫穩定性、低溫穩定性及水穩定性等性能上均有較大提高，延長瀝青路面面層的使用壽命，社會效益和經濟效益顯著。
文檔編號C04B22/08GK102745947SQ201210278490
公開日2012年10月24日 申請日期2012年8月7日 優先權日2012年8月7日
發明者嚴培武, 何忠茂, 侯文虎, 劉慧 , 寧作君, 張慢, 王永亮, 蘇如春, 蘇富贇, 董曉麗, 蔡肖 申請人:甘肅土木工程科學研究院