专利名称：：富沥青断级配橡胶沥青混合料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及路面铺设材料，尤其涉及一种富沥青断级配橡胶沥青混合料。
背景技术：
：我国是橡胶消耗大国，橡胶消耗量居世界第2位。同时我国又是汽车大国，据统计，我国2005年废旧轮胎达到1.2亿只，预计到2010年，我国汽车保有量将达到7000万辆，届时废旧轮胎的产生量将达到2亿只，约合650万吨。但目前，我国废旧轮胎的处理量仅占总产生量的14.2%，其余大部分则被白白烧掉或占地堆放，造成了巨大的资源浪费，也对环境造成了严重的"黑色污染"。制备橡胶沥青(AsphaltRubber)是一种减少"黑色"环境污染的有效办法。它主要是通过一定的生产加工工艺将橡胶粉加入沥青当中，形成一种以橡胶粉作为改性剂的改性沥青结合料，然后应用于公路工程当中去。由于橡胶沥青结合料中掺入的橡胶粉含量较大(一般要在15%以上)，所以能够有效的利用废旧轮胎资源，极大的减少了环境污染并同时节约了工程材料。橡胶沥青不但可以在环境保护上独树一帜，而且具有优良的稳定性、耐久性以及抗滑降噪能力，因而得到了道路设计者的足够重视。做为改性沥青的一种，橡胶沥青技术在国外己有30年的发展历史，特别是20世纪90年代以来，该技术日趋成熟并得到了广泛应用。我国在这方面与世界先水平相比还有一定差距，但橡胶沥青其独特的环保作用和优良的路用性能，在我国具有广阔的应用前景，必须根据国内的具体情况进行开发利用。在路面工程中，断级配沥青混合料是橡胶沥青的主要应用方向。国内外投入较多精力对断级配橡胶沥青混合料开展研究。由于橡胶沥青在宏观构成上与常规改性沥青存在本质的不同，橡胶沥青断级配混合料设计无法套用传统的断级配沥青混合料设计理念和方法。前期断级配橡胶沥青混合料由于不能适应橡胶沥青的宏观特性而存在高温性能不足、沥青用量少、构造深度低的特点，导致橡胶沥青路面的抗车辙能力和抗滑性能优势不明显，且无法发挥橡胶沥青优异的抗裂性能。
发明内容本发明的目的在于提供一种具有较强抗车辙能力和抗滑性的富沥青断级配橡胶沥青混合料，它通过以下技术方案来实施包括橡胶沥青和石料，橡胶沥青的质量占石料质量的8.1%8.6%，所述石料在分别经过筛孔为16、13.2、9.5、4.75、2.36、0.075毫米筛子筛分时，其通过质量百分比即级配为100%、90100%、5058%、1825%、1015%、03%。所述橡胶沥青中橡胶粉粒度大于等于20目小于等于30目，橡胶粉质量占基质沥青质量的20%26%。由上述混合料制成的热拌沥青混凝土试件，其矿料间隙率VMA为21。％24%。用上述混合料铺设的路面，其路面的构造深度为1.01.5mm。本发明的橡胶沥青混合料其对应筛孔孔径4.75、2.36、0.075mm的通过率(级配)为1825%、1015%、03%。要比目前其它橡胶沥青混合料分别低10%、7%、9%左右。由于本发明的级配较粗，使得混合料的矿料间隙率VMA更大，达到21%24%。为橡胶沥青中橡胶粉提供了更多的空间，避免橡胶粉对混合料粗骨料嵌挤形成干涉作用，从而提高了路面的抗车辙能力。本发明的橡胶沥青混合料中不使用矿粉，所以对应0.075mm筛孔的通过率为2.7%，比目前其它橡胶沥青混合料的7%低。矿粉与橡胶沥青中含有的胶粉都能起到填料的作用，不使用矿粉，橡胶沥青混合料中将填充更多的沥青。因此可在不影响混合料抗车辙能力的前提下增加沥青用量，一方面使橡胶沥青的抗裂性能充分幛显，另一方面显著提高路面的抗裂和抗疲劳能力。本发明的橡胶沥青混合料中掺和20目左右较粗的胶粉，其在橡胶沥青中与基质沥青的质量百分比为20%26%，占有较高的百分比。而国内橡胶沥青混合料大都采用4080目较细的胶粉，且占沥青质量的15%左右。胶粉越细则价格越高，如80目胶粉的价格为6000元/吨，80目橡胶沥青的价格为4800元/吨；40目胶粉的价格为4000元/吨，40目橡胶沥青的价格为4400元/吨，而20目的胶粉的价格为2500，20目的橡胶沥青的价格为4100元/吨。所以，本发明采用较粗胶粉能有效降低橡胶沥青的生产成本。本发明的混合料所铺设的路面，其构造深度明显比其它沥青混合料要大。其它沥青混合料路面构造深度通常在0.50.7mm之间，而采用本专利的路面构造深度可达1.0mm以上。增加构造深度可提高路面的抗滑能力，从而提高路面的安全性。具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。实施例1采用胶粉粒度为20目，胶粉质量占基质沥青质量20%的橡胶沥青，两者在室内拌和60min，制备温度177t:，制得的橡胶沥青其性能试验结果见表1.1。表1.1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本实施例所用橡胶沥青成本价比其它类似产品要低300700元/吨。用该橡胶沥青和石料来制备橡胶沥青混合料，按橡胶沥青质量占石料质量的8.1%的油石比来配制。石料选六合金石磊的玄武岩集料，其级配设计如表1.2表1.2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>对上述这种只含石料的粗集料进行松方密度试验，得到粗集料骨架的松方间隙率VCADKc，试验结果列于表1.3，表中列出了混合料的粗集料骨架间隙率VCAmix。试验结果中VCAmix<VCADRC，说明其有良好的嵌挤结构。表1.3<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>将按上述级配制备的橡胶沥青混合料做成的热拌沥青混凝土试件，表1.4是该试件的相关体积指标。表1.4<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>根据设计的级配和油石比拌合混合料，室内静压成型后切割成长380mm、宽63mm、高50mm的小梁。进行应变控制方式的疲劳试验，控制应变分别取200^和300^。橡胶沥青疲劳试验的温度为15°C，试验结果如下表，同时列出了路用性能较好的SMA13沥青混合料在2(TC下的疲劳试验结果以进行对比。表1.5<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由疲劳试验结果，混合料在200^和300|is两个应变水平下的疲劳寿命都大大超过目前的混合料。说明实施例的断级配混合料具有更好的抗疲劳开裂能力。沥青混合料的弯拉变形主要依赖于胶结料的应变，理论上讲，混合料中胶结料含量越高，则变形能力越强。由于本发明中富含沥青，胶结料较高，因此其抗疲劳能力较好。同时，混合料良好的骨架嵌挤结构，为应力在试件的传递提供了良好的介体，荷载在试件中能更好的分散，而减少局部受力集中，从而提高了混合料的抗疲劳性能。上述橡胶沥青混合料的骨架结构具有很好的抵抗高温变形的能力，进行路面铺设试验，该路面的构造深度为1.5mm。其车辙试验结果见表1.6，平均动稳定度达4550次/mm。表1.6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例2采用胶粉粒度为20目，胶粉质量占基质沥青质量23%的橡胶沥青，两者在室内拌和60min，制备温度177'C，制得的橡胶沥青其性能试验结果见表2.1。表2.1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本实施例所用橡胶沥青成本价比其它类似产品要低300700元/吨。用该橡胶沥青和石料来制备橡胶沥青混合料，按橡胶沥青质量占石料质量的8.3%的油石比来配制。石料选六合金石磊的玄武岩集料，其级配设计如表2.2表2.2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>对上述这种只含石料的粗集料迸行松方密度试验，得到粗集料骨架的松方间隙率VCADKc，试验结果列于表2.3，表中列出了混合料的粗集料骨架间隙率VCAmix。试验结果中VCAmix<VCADRC，说明其有良好的嵌挤结构。表2.3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>将按上述级配制备的橡胶沥青混合料做成的热拌沥青混凝土试件，表2.4是该试件的相关体积指标。表2.4<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>根据设计的级配和油石比拌合混合料，室内静压成型后切割成长380mm、宽63mm、高50mm的小梁。进行应变控制方式的疲劳试验，控制应变分别取200(i￡和300)is。橡胶沥青疲劳试验的温度为15°C，试验结果如下表，同时列出了SMA13沥青混合料在2(TC下的疲劳试验结果以进行对比。表2.5<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由疲劳试验结果可以看出，混合料在200|Li￡和300^两个应变水平下的疲劳寿命都大大超过目前的混合料。说明本实施例的断级配混合料具有更好的抗疲劳开裂能力。上述橡胶沥青混合料的骨架结构具有很好的抵抗高温变形的能力，进行路面铺设实验，路面的构造深度为1.3mm。其车辙试验结果见表2.6，平均动稳定度达4276次/mm。表2.6<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>实施例3采用胶粉粒度为30目，胶粉质量占基质沥青质量26%的橡胶沥青，两者在室内拌和60min，制备温度177'C，制得的橡胶沥青其性能试验结果见表3.1。表3.1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>用该橡胶沥青和石料来制备橡胶沥青混合料，按橡胶沥青质量占石料质量的8.6%的油石比来配制。石料选六合金石磊的玄武岩集料，其级配设计如表3.2表3.2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>对上述这种只含石料的粗集料进行松方密度试验，得到粗集料骨架的松方同隙率VCAdm，试验结果列于表3.3，表中列出了混合料的粗集料骨架间隙率VCAmix。试验结果中VCAmix<VCADRC，说明其有良好的嵌挤结构。表3.3<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>将按上述级配制备的橡胶沥青混合料做成的热拌沥青混凝土试件，表3.4是该试件的相关体积指标。表3.4<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>根据设计的级配和油石比拌合混合料，室内静压成型后切割成长380mm、宽63mm、高50mm的小梁。进行应变控制方式的疲劳试验，控制应变分别取20(His和300^。橡胶沥青疲劳试验的温度为15°C，试验结果如下表，同时列出了沥青混合料SMA13在2(TC下的疲劳试验结果以进行对比。表3.5<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>上述疲劳试验结果可以看出，混合料在200|i￡和300ps两个应变水平下的疲劳寿命都大大超过目前的混合料。说明实施例的断级配混合料具有更好的抗疲劳开裂能力。上述橡胶沥青混合料的骨架结构具有很好的抵抗高温变形的能力，进行路面铺设实验，路面的构造深度为l.Omm。其车辙试验结果见表3.6，平均动稳定度达4780次/mm。表3.6车辙试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求1.富沥青断级配橡胶沥青混合料，其特征在于包括橡胶沥青和石料，橡胶沥青的质量占石料质量的8.1％～8.6％，所述石料在分别经过筛孔为16、13.2、9.5、4.75、2.36、0.075毫米筛子筛分时，其通过质量百分比即级配为100％，90％～100％，50％～58％，18％～25％，10％～15％，0～3％。2.根据权利要求1所述的富沥青断级配橡胶沥青混合料，其特征在于所述橡胶沥青中橡胶粉粒度大于等于20目小于等于30目，橡胶粉质量占基质沥青质量的20%26%。3.按权利要求1所述混合料制成的热拌沥青混凝土试件，其特征在于所述试件的矿料间隙率VMA为21%24%。4.按权利要求l所述混合料铺设的路面，其特征在于所述路面的构造深度为1.01.5mm。全文摘要本发明涉及富沥青断级配橡胶沥青混合料。该混合料包括橡胶沥青和石料，橡胶沥青的质量占石料质量的8.1％～8.6％，所述石料在分别经过筛孔为16、13.2、9.5、4.75、2.36、0.075毫米筛子筛分时，其通过率即级配为100％、90～100％、50～58％、18～25％、10～15％、0～3％；所述橡胶沥青中所含橡胶粒度大于等于20目小于等于30目，橡胶质量占基质沥青质量的20％～26％。本发明的级配较粗，使得混合料的矿料间隙率VMA更大，为橡胶沥青中橡胶粉提供了更多的空间，避免橡胶粉对混合料粗骨料嵌挤形成干涉作用，从而提高了路面的抗车辙能力，并富含沥青、采用较大粒度的橡胶粉，因而本发明具有高沥青用量、高嵌挤性能、高构造深度的特点，能充分发挥橡胶沥青的抗裂性能，抗车辙能力、抗滑性能更为突出。文档编号C04B24/28GK101265053SQ20081002381公开日2008年9月17日申请日期2008年4月17日优先权日2008年4月17日发明者张志祥,曹荣吉,白琦峰申请人:江苏省交通科学研究院有限公司