一種可用於重交通道路中面層的改性乳化瀝青冷拌冷鋪混合料及其製備方法與流程
2023-11-02 02:30:22 2
本發明涉及一種可用於重交通道路中面層的改性乳化瀝青冷拌冷鋪混合料及其製備方法，屬於瀝青路面材料領域。
背景技術：
目前，熱拌瀝青混合料是我國公路建設、養護工程中應用最廣泛的材料。近幾年隨著溫拌技術逐漸成熟，溫拌瀝青混合料的應用也逐漸得到推廣。但是，不論是熱拌混合料還是溫拌混合料都有一個共同的缺點，即生產過程中需要消耗大量的燃料加熱礦料和瀝青，進而在整個施工環節中帶來了嚴重的環境問題——大量的煙塵、廢氣及熱量被排到大氣中。而現有的乳化瀝青冷拌冷鋪瀝青混合料，雖然具有冷拌冷鋪的特點，但其黏結力較低、硬化慢，用於重交通道路存在一定的質量隱患，且需要長時間養護，不利於交通的快速開放。
技術實現要素：
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種可用於重交通道路中面層的改性乳化瀝青冷拌冷鋪混合料及其製備方法，其主要優點是高溫穩定性好、低溫抗裂性強、水穩定性好、經濟環保、製備簡易、施工方便等。
為了實現上述目標，本發明採用如下的技術方案：一種可用於重交通道路中面層的改性乳化瀝青冷拌冷鋪混合料，其特徵在於：所述的冷拌冷鋪混合料按照以下質量百分比構成，改性乳化瀝青5～12％，0～3mm集料20～35％，3～5mm集料2～16％，5～15mm集料20～35％，15～25mm集料20～35％，填料1～4％，水1～3％，水泥1～3％，早強助劑1～5％。
所述的改性乳化瀝青，其固含量在60％以上，所用的改性劑為SBS膠乳、SBR膠乳、水性環氧膠乳、EVA膠乳、C5～C9樹脂中的一種或幾種的組合，改性劑用量為乳化瀝青質量的1～4％。
所述的改性乳化瀝青為慢裂慢凝型或慢裂中凝型乳化瀝青，其可拌合時間在15～60s之間。
所述的集料為石灰巖、輝綠巖或玄武巖等鹼性或中性巖石。
所述的填料為石灰巖礦粉，其0.075mm通過率要求不小於75％。
所述的水為人畜飲用水。
所述的水泥為普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥、火山灰質矽酸鹽水泥和粉煤灰矽酸鹽水泥等，32.5級以上。
所述的早強助劑為三乙醇胺常與氯鹽的複合改性材料。
一種可用於重交通道路中面層的改性乳化瀝青冷拌冷鋪混合料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟：
(1)將0～3mm集料20～35％，3～5mm集料2～16％，5～15mm集料20～35％，15～25mm集料20～35％按重量百分比稱量，倒入拌和鍋待用；
(2)將集料質量1～3％的水加入拌合鍋，攪拌15～30s，至混合均勻；
(3)將改性乳化瀝青5～12％加入拌合鍋，與步驟(2)製備的材料攪拌1～2min至混合均勻；
(4)將填料1～4％，水泥1～3％，早強助劑1～5％加入步驟(3)的混合料中，攪拌1～2min至混合均勻，製成冷拌冷鋪改性乳化瀝青混合料。
相對於現有技術，本發明的有益效果為：採用具有高固含量、高強特性的改性乳化瀝青作為膠結料，以早強助劑提升混合料的早期強度，可達到、甚至超過熱拌SBS改性瀝青中面層混合料的性能；由於乳化瀝青中固含量高，且水泥及早強助劑的應用進一步加快水的消耗，本發明混合料可實現快速開放交通。另外，由於採用冷拌冷鋪技術，與熱拌混合料相比，本發明可降低混合料生產與施工過程能耗30～50％，降低混合料生產與施工過程有害氣體排放70％以上，具有顯著的經濟與社會效益。
具體實施方式
以下結合具體實施例對本發明作具體的介紹。
實施例一
冷拌冷鋪混合料按照以下質量百分比構成，改性乳化瀝青7％，0～3mm集料30％，3～5mm集料11％，5～15mm集料29％，15～25mm集料28％，填料1％，水泥1％，水1％，早強助劑2％。
改性乳化瀝青，其固含量在60％以上，所用的改性劑為SBS膠乳，改性劑用量為乳化瀝青質量的3％。改性乳化瀝青為慢裂慢凝型乳化瀝青，其可拌合時間在35s左右。
集料為石灰巖，填料為石灰巖礦粉。所述的水為人畜飲用水。水泥為普通矽酸鹽水泥，42.5級以上。
所述的早強助劑為三乙醇胺與氯鹽的複合改性材料。
製備方法：
(1)將0～3mm集料30％，3～5mm集料11％，5～15mm集料29％，15～25mm集料28％按重量百分比稱量，倒入拌和鍋待用；
(2)將集料質量1％的水加入拌合鍋，攪拌20s，至混合均勻；
(3)將集料質量7％的改性乳化瀝青加入拌合鍋，與步驟(2)製備的材料攪拌1.5min至混合均勻；
(4)將集料質量1％的填料及1％的水泥，2％的早強助劑加入步驟(3)的混合料中，攪拌1.5min至混合均勻，製成冷拌冷鋪改性乳化瀝青混合料。
實施例二
冷拌冷鋪混合料按照以下質量百分比構成，改性乳化瀝青7.5％，0～3mm集料28％，3～5mm集料10％，5～15mm集料29％，15～25mm集料30％，填料1％，水泥2％，水1.5％，早強助劑2.5％。
改性乳化瀝青，其固含量在60％以上，所用的改性劑為水性環氧，改性劑用量為乳化瀝青質量的4％。改性乳化瀝青為慢裂慢凝型乳化瀝青，其可拌合時間在40s左右。
集料為石灰巖，填料為石灰巖礦粉。所述的水為人畜飲用水。水泥為普通矽酸鹽水泥，42.5級以上。
所述的早強助劑為三乙醇胺與氯鹽的複合改性材料。
製備方法：
(1)將0～3mm集料28％，3～5mm集料10％，5～15mm集料29％，15～25mm集料30％按重量百分比稱量，倒入拌和鍋待用；
(2)將集料質量1.5％的水加入拌合鍋，攪拌20s，至混合均勻；
(3)將集料質量7.5％的改性乳化瀝青加入拌合鍋，與步驟(2)製備的材料攪拌1.5min至混合均勻；
(4)將集料質量1％的填料及2％的水泥，2.5％的早強助劑加入步驟(3)的混合料中，攪拌1.5min至混合均勻，製成冷拌冷鋪改性乳化瀝青混合料。
典型配比混合料在最佳乳石比下進行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，以檢驗其水穩定性能，試驗結果分別見表1和表2。表3匯總了車轍試驗結果，表4為低溫小梁彎曲試驗結果。
為了反映本發明的效果，採用同樣石灰巖集料，以及同樣的級配，以SBS改性瀝青為膠結料，油石比為5.1％，按照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程製備了試件，並進行了水穩定性、高溫性能與低溫性能試驗，結果列於表1～表4中。
表1浸水馬歇爾穩定度試驗結果
表2凍融劈裂試驗結果
對典型配比混合料進行高溫穩定性試驗，車轍試驗結果見表3。
表3車轍試驗結果匯總表
對典型配比混合料進行低溫抗裂性驗證，試驗溫度-10℃，試驗結果
見表4。
表4低溫小梁彎曲試驗結果
本發明採用具有高固含量、高強特性的改性乳化瀝青作為膠結料，以早強助劑提升混合料的早期強度，可達到、甚至超過熱拌SBS改性瀝青中面層混合料的性能；由於乳化瀝青中固含量高，且水泥及早強助劑的應用進一步加快水的消耗，本發明混合料可實現快速開放交通。另外，由於採用冷拌冷鋪技術，與熱拌混合料相比，本發明可降低混合料生產與施工過程能耗30～50％，降低混合料生產與施工過程有害氣體排放70％以上，具有顯著的經濟與社會效益。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和等同形式的替換，這些改進和等同替換得到的技術方案也應屬於本發明的保護範圍。