一種無添加劑冷補瀝青料及其製備方法
2023-10-11 16:49:59 3
專利名稱：一種無添加劑冷補瀝青料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於公路建設範疇，為公路工程建設材料技術領域。 二.
背景技術：
浙青路面在長期的使用過程中，會出現鬆散、坑洞、剝落等病害。路面病害不僅降 低了路面的服務能力，而且影響道路正常通行，高速道路上的坑洞甚至可能引發交通事故。 因此對於路面出現的坑洞、破損需要及時加以修補。目前，修補路面坑洞大都採用熱拌浙青混合料，它對於地點集中，工程量較大的路 面維修是可行的，但對於地點分散，工程量小的路面維修，不僅因數量太少而浙青拌和廠難 以生產，而且施工單位對熱浙青混合料的保溫和修補操作也感到不便，特別在冬季和雨水 較多的春季，因此道路養護部門十分需要一種能夠隨時可以用於路面修補的材料。冷補浙青料就是這樣一種材料。冷補浙青料不同於普通熱拌浙青混合料，它是事 先將浙青混合料預拌好，採用金字塔形自然堆放或用袋裝好儲存起來，當發現路面上出現 坑洞時，隨時運到現場，進行路面修補。由於使用時在常溫下進行攤鋪和壓實，因而將這種 材料稱之為儲存式冷補浙青料。冷補浙青料必須具有良好的疏鬆性和壓實性，而這兩者既相矛盾又統一，這是冷 鋪浙青混合料配製技術的難點，但又是配製技術的關鍵和依據。影響冷補浙青料的性能主 要有以下因素。1.浙青的粘度浙青在混合料中起著粘結鬆散集料成為整體的作用。根據粘附理論，浙青要粘附 在集料表面，充分而必要的條件是能夠浸潤集料表面，為此浙青必須具有一定的流動性以 易於鋪展。液體浙青在不很高的溫度下已成流動液體，有利於浸潤集料表面。當溫度降至 常溫時，粘度增大，內聚力也增大，於其他物體粘結性降低，使所拌混合料易於分散；但由於 其表面仍存在微弱的粘結性，當在外力作用下使它們緊密接觸時，則又會形成粘結而成為 整體。同時在低溫下浙青又不致粘度過大而使混合料無法操作，因此必須使用液體浙青，但 其輕質油分應不致揮發過快。液體浙青應屬於一種中凝或慢凝的液體浙青，而且其粘度宜控制在IPa · s IOPa · s範圍內。2.浙青的用量當浙青用量較多時，集料表面浙青膜較厚，自由浙青較多，相互之間容易粘結，混 合料易結塊成團，結團後也不易打散。當浙青用量較少時，不足以充分裹覆集料表面，浙青 與集料之間形成弱界面，雖混合料有較好的疏鬆性，但集料顆粒之間粘結性差，碾壓不能使 混合料形成整體，路面容易出現鬆散。因此，冷鋪浙青混合料有一適宜的浙青用量，但不能 用常規馬歇爾試驗方法確定。根據我們的試驗資料歸納，適宜的結合料用量可按以下經驗 公式估算P = O. 021a+0. 056b+0. 099c+0. 12d+l. 2
式中P-冷鋪浙青混合料結合料用量，a-大於2. 36mm顆粒重量百分率，b-0. 3mm 2. 36mm顆粒重量百分率，％ ；c-0. 075mm 0. 3mm顆粒重量百分率，％ ；d-小於0.075mm顆粒重量百分率，％。3.浙青中的添加劑在冷補浙青料的添加劑中，主要成分是催幹劑，如亞硫酸鹽廢液 (Sulphitewasteliquor)、環烷酸皂(Naphthenatesoap)等，以便使剛生產出來處於自然堆 放的混合料表面的液體浙青中的溶劑迅速的地揮發，形成一層浙青膜，將裡面的冷補浙青 料與空氣隔絕，從而保護裡面的冷補浙青料中的溶劑停止或減緩揮發，達到長期存儲的目 的。當冷補浙青料攤鋪後，隨著溶劑柴油或煤油的快速揮發，附著在集料上的液體浙青迅速 還原為普通浙青，從而使攤鋪的冷補浙青料具有初步的穩定性，當冷補浙青料中的溶劑完 全揮發完畢，冷補浙青料完全還原為浙青混合料。4.集料級配與礦粉用量冷補浙青料是用於路面修補的材料，需要廣泛的適應性，既可用於修補淺的坑洞， 又可用於修補深的坑洞，為此最好有較粗和較細兩種不同粒徑的混合料，但養護部門只願 意使用一種規格的材料，同時較粗粒徑又易造成掉粒，所以冷鋪材料宜設計成一種較細級 配的混合料。為提高混合料的承載能力和表面粗糙度，其集料宜設計成近似SMA以能形成 骨架結構的級配，但礦粉用量控制在 3%範圍內，這樣有利於提高混合料疏鬆性和強 度。冷鋪混合料推薦級配列如表1。所用集料由3mm 5mm和0 3mm碎石材料配合而成，其中3mm 5mm碎石應採 用硬質巖石軋制而成，具有良好的稜角性。
三.
發明內容
1.發明無添加劑冷補浙青料的目的冷補浙青料從上世紀90年代起開始在我國的公路、市政部門推廣，距今已近20年 了，可使用規模至今仍然很小。究其原因，生產冷補浙青料的添加劑價格高昂是冷補浙青料 難於推廣的關鍵。經過多年的引進、研製，國產冷補浙青料添加劑的價格雖已有了很大的降 幅，但仍維持在10 20萬元/噸之間，平攤於來，每噸冷補浙青料的價格要高於同級配普 通浙青混合料200元左右，而普通浙青混合的價格大約300元/噸，高出近70%。如果能發明一種不含添加劑的冷補浙青料，且價格與相同級配浙青砼的價格基本 相同，那麼，冷補浙青料將會被公路、市政部門大面積使用。2.本發明一種無添加劑冷補浙青料及其製備方法解決其技術問題採用的技術方案。從技術背景的描敘中我們知道，只要將冷補浙青料與空氣隔絕，使附著在冷補浙 青料骨料表面的液體浙青中的溶劑不揮發，冷補浙青料即可實現長期存儲。普通的冷補浙 青料，都是通過加入其中的添加劑，使處於自然堆放的混合料表面的液體浙青中的溶劑迅 速地揮發，形成一層浙青膜，將裡面的冷補浙青料與空氣隔絕，從而保護裡面的冷補浙青料 中的溶劑停止或減緩揮發，達到長期存儲的目的。如果我們將生產出來的冷補浙青料置於
4密閉的容器中，那麼，即使冷補浙青料中不加入添加劑，置於密閉容器中的冷補浙青料中的 溶劑也無法揮發，同樣可以達到長期存儲的目的。無添加劑冷補浙青料製備方法採用煤油或柴油的一種作為溶劑，先將一定量的 溶劑注入液體浙青配製罐中，再將結合料90號道路浙青或70號道路浙青或SBS改性浙青 的一種按一定比例一定溫度邊攪拌邊加入其中，混合而成液體浙青。再利用傳統熱拌浙青 攪拌設備將液體浙青按一定工藝與集料混合製成冷補浙青料自然堆放，待冷補浙青料降至 常溫後，用密閉容器包裝待用。3.冷補浙青料的檢驗水剝離試驗將充分攪拌後的成品料浸入水中，仔細觀察、尋找未完全裹覆或剝離的集料，如果 發現有未完全裹覆或剝離的集料，應重新設置浙青流量，增加浙青加入量0.25%，然後重新 生產並取樣試驗，直到滿足要求。滾動試驗此試驗用於控制浙青的最小用量。取少量新製成的成品料，放在一張紙巾上，試圖 產生像圓木一樣的滾動，察看其連接情況是否良好，如果破碎，說明浙青量偏少，應增加浙 青量0. 25%，然後重新生產並取樣進行試驗，直到滿足要求。紙跡試驗此試驗用於控制浙青的最大用量。取少量新製成的成品料，自然放置在一張紙巾 上，觀察殘留在紙上的痕跡，正常痕跡應為殘留在紙上的黑色斑點。如果出現嚴重的墨跡， 說明浙青加入量偏多，應減少浙青加入量0.25%，然後重新生產並取樣進行試驗，直到滿足 要求。浙青抽取試驗浙青抽取試驗參照ASTM-2172標準執行，其合格範圍為3 7%。抗剝離試驗將冷補浙青料50克投入裝有400mm蒸餾水的燒杯中，沸騰後加熱3分鐘，並每一 秒鐘攪拌一次，其合格值為95%以上的液體該性浙青保護層不會溶解。注此試驗取樣的樣品應為生產後放置48小時後的成品。使用效能試驗 在鬆散狀態下，取冷補浙青料平鋪在300 X 450 X 65的鑄鐵平鍋上(未壓實)，厚度 為50mm，然後將其放入較冷房間或冰櫃內，溫度為-10°C (其中夏季配方為15°C、春、秋季配 方為5°C )，恆溫放置M小時後，在浙青料保持在較冷房間或冰櫃的條件下，用鋁勺刺入使 其重新混合，如樣品容易刺入，而且可以以很小的團塊混合，說明使用效能良好。粘結試驗取兩份冷補混合料，每份800克放入標準的馬歇爾鑄模內(Φ 102 X 63. 5mm)，放入 4°C恆溫室中2 3小時，取出後雙面各擊實5次，製作試件，脫模後放在標準篩上，將其直 立並使試件沿篩框來回滾動20次，破損率不得大於40%。馬歇爾試驗稱混合料1180克在常溫下裝入試模中，雙面各擊實50次，連同試模一起以側面豎 立方式置110°c烘箱中養生M小時，取出後再雙面各擊實25次，再連同試模在室溫中豎立放置M小時，脫模後在60°C恆溫水槽中養生30分鐘，進行馬歇爾試驗，馬歇爾試驗穩定度 不小於3千牛。低溫操作和易性試驗用於冬季寒冷季節補坑的混合料，應在鬆散狀態下經-10°C的冰箱保持M小時無 明顯的凝聚結塊現象，且能用鐵鏟方便的拌合操作。3.本發明一種無添加劑冷補浙青料及其製備方法與現有技術相比的經濟效果。本發明一種不含添加劑的冷補浙青料，以市場價格柴油7000元/噸、浙青5000元 /噸計算，每噸冷補浙青料與相同級配浙青砼的價格差(7000-5000) X20%= 40元，考慮 到生產冷補浙青料時骨料基本不需加熱，每噸冷補浙青料與相同級配浙青砼的生產成本基 本相同。本發明的包裝使用50KG的塑膠桶，市場價格30元/只，每噸的包裝費用在600元 左右。但包裝桶是循環使用，每隻桶的使用壽命在100次左右，平攤到每噸的包裝費用基本 可以忽略。
四.
具體實施例方式首先，要由工程養護部門根據養護的具體情況，提出相應的級配、使用的季節，這 是進行技術配方設計的首要依據。同時在既定的生產條件下，由於生產不含添加劑冷補浙 青料原輔材料的多樣性，達到相同的技術指標可以提出不同的就是方案，因此比較技術方 案，降低生產成本，是技術配方設計的第二個依據。其次是確定技術配方中所需的材料。(1) 浙青的選擇浙青的性能決定了冷補浙青料的性能。改性浙青因與骨料的粘結性較好，能改 善混合料使用初期的穩定性，若有可能，應儘量選擇改性浙青。( 溶劑的選擇若使用柴 油，「0 _30#」符合國家標準的車用柴油均可使用，配製時可根據冷補浙青料使用的季節 和溫度要求選用相應的牌號(推薦使用低溫牌號的柴油)；若使用煤油，3#煤油使用範圍 最廣，採購也相對容易，推薦使用3#煤油。( 集料的選擇應由100%高度粉碎的、符合 JTJ032-94規範「浙青面層用粗集料質量技術要求」和「浙青面層細集料質量技術要求」的 石灰石、玄武石、花崗石等組成。集料應潔淨、乾燥、無風化、無雜質，具有良好的顆粒形狀， 細長扁平顆粒含量氺20%、含水量< 4%、泥沙含量 30%。(4)冬、夏季節配方的選擇
權利要求
1.一種無添加劑冷補料，由結合料、溶劑以及集料混合而成，其特徵在於，其中結合料 的組成P為P = O. 021a+0. 056b+0. 099c+0. 12d+l. 2， 式中P——添加劑冷補料中所用結合料的％(重量百分含量)， a——粒徑大於2. 36mm的顆粒的％ (重量百分含量)， b——粒徑為0. 3mm 2. 36mm的％ (重量百分含量)， c——粒徑為0. 075mm 0. 3mm的％ (重量百分含量)， d——粒徑小於0. 075mm顆粒的0Z0 (重量百分含量)。
2.根據權力要求1所述的無添加劑冷補料，其特徵在於所述結合料為浙青。
3.根據權力要求2所述的無添加劑冷補料，其特徵在於所述浙青為90號道路浙青或 70號道路浙青或SBS改性浙青。
4.根據權力要求1所述的無添加劑冷補料，其特徵在於所述溶劑為煤油或柴油。
5.根據權力要求4所述的無添加劑冷補料，其特徵在於所述溶劑的含量為18 沈％ (重量百分含量)。
6.一種如權利要求1所述的無添加劑冷補料的製備方法，其特徵在於包括以下步驟(1)將結合料按照所需比例加入溶劑中混合形成液體料；(2)利用攪拌設備將上述液體料與集料混合製成冷補料；(3)將上述冷補料冷卻至常溫；(4)將冷卻後的冷補料用密閉容器包裝待用。
7.根據如權利要求6所述的無添加劑冷補料的製備方法，其特徵在於結合料加入時 應為中凝或慢凝狀態，其粘度控制在IPa · s 10 · s範圍內。
8.根據如權利要求6所述的無添加劑冷補料的製備方法，其特徵在於結合料加入時 加熱溫度為80°C 120°C，加熱應採用導熱油或水浴方式。
9.根據如權利要求6所述的無添加劑冷補料的製備方法，其特徵在於在步驟⑵中， 當集料含水量(重量百分含量)時，對於集料不需加熱或微熱即可；當集料含水量> 4% (重量百分含量)時，應先將集料加熱到60度左右烘乾。
全文摘要
一種無添加劑冷補瀝青料及其製備方法。本發明屬於公路工程建設材料技術領域。它採用煤油或柴油的一種作為溶劑，先將結合料90號道路瀝青或70號道路瀝青或SBS改性瀝青的一種按一定比例加入由煤油或柴油的一種中混合而成液體瀝青，再利用傳統熱拌瀝青攪拌設備將液體瀝青按一定工藝與集料混合製成冷補瀝青料，待冷補瀝青料降至常溫後，用密閉容器包裝待用。
文檔編號C04B26/26GK102070313SQ20101054941
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月10日 優先權日2010年11月10日
發明者李菁, 王鴿 申請人:李菁, 王鴿