本发明属于道路工程技术领域，涉及一种中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料及其制备方法。
背景技术：
作为沥青路面最典型且广泛的病害形式之一，车辙的出现降低了行车的舒适性和安全性，影响着沥青路面的使用性能，严重时路面还需要进行大修处理。沥青路面中面层温度过高是车辙病害产生的最主要原因之一。为了降低车辙发生几率，热阻技术成为“主动地”降低路面温度的措施之一。热阻材料主要有膨胀蛭石、煅烧铝矾土和陶瓷颗粒。蛭石加入沥青表面层，发现蛭石沥青混合料降温最大值为12℃，但其高温稳定性极差，不宜使用。煅烧铝矾土沥青混合料的降温效果为3.5℃，但水稳定性有所降低；陶粒通过等体积掺配方案制备SMA-10热阻沥青混合料，综合降温效果和路用性能结果，推荐陶粒的最佳体积掺量为40％，降温效果为3.7℃；
可见，但由于热阻集料表面多孔，吸油率大，与普通集料相比，抗压强度低，导致沥青混合料的承载力、耐磨性能和水稳定性等路用性能或有不同程度的损失，制约了其在道路工程领域的广泛应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料及其制备方法，该混合料的抗压强度高，混合料表面孔较少，吸油率较低，降温效果好，并且制备方法简单。
为达到上述目的，本发明所述的中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料由SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂为原材料制备而成。
SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂的质量份数分别为6.2份、0.4-1.2份、76份、14份、2.5-7.5份及0.4份。
SBS改性沥青由A-90#道路石油沥青与SBS混合而成，其中，SBS的质量为A-90#道路石油沥青质量的4％。
中空玻璃微珠为硼硅酸盐。
粗集料为玄武岩碎石。
细集料为石灰岩机制砂。
矿粉为玄武岩粉末。
纤维稳定剂为矿物纤维素。
本发明所述的中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法包括以下步骤：
1)称取SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂，再将粗集料及细集料放置到恒温烘箱中保温处理；
2)将经步骤1)处理后的粗集料及细集料倒入搅拌锅中，再加入纤维稳定剂，然后再进行搅拌，得混合物；
3)向步骤2)得到的混合物中加入SBS改性沥青，再进行搅拌，然后再加入矿粉及中空玻璃微珠，搅拌均匀，得混合料；
4)将步骤3)得到的混合料倒入车辙板模具中，再通过碾压轮碾压混合料，得中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料。
步骤1)中将粗集料及细集料放置到180℃的恒温烘箱中保温6h；
步骤2)中将粗集料及细集料倒入180℃的搅拌锅中，再加入纤维稳定剂，然后再搅拌90s，得混合物；
步骤3)中向步骤2)中的混合物中加入SBS改性沥青，再搅拌90s。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料以SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂，其中，中空玻璃微珠具有导热系数低、强度高、无毒、绝缘、防火、阻燃、耐高温、隔音及耐腐蚀的特性，从而使混合料具有优异的降温效果及抗压强度，另外，SBS改性沥青的粘度较高，同时通过细集料及矿粉填补空隙，从而使混合料表面孔较少，降低混合料的吸油率，另外，本发明以粗集料为主体，抗压强度较高，能够有效的减少车辙发生的几率。经试验，本发明与普通沥青玛蹄脂碎石混合料相比，本发明的降温效果可达5.3-7.2℃，动稳定度提高21.7％，浸水残留稳定度提高3.3％，冻融劈裂强度比降低4.7％，低温弯曲应变降低8％，具有广阔的应用前景及使用价值。另外，制备过程中，只需将各原料加热混合碾压即可，制备过程较为简单。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细描述，以下是对本发明的解释而不是限定。
SBS改性沥青的技术指标如表1所示：
表1
中空玻璃微珠的技术指标如表2所示：
表2
粗集料技术指标如表3所示：
表3
细集料技术指标如表4所示：
表4
矿粉技术指标如表5所示：
表5
实施例一
本发明所述的中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料由SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂为原材料制备而成。
其中，SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂的质量份数分别为6.2份、0.8份、76份、14份、5份及0.4份。
其中，SBS改性沥青由A-90#道路石油沥青与SBS混合而成，其中，SBS的质量为A-90#道路石油沥青质量的4％；中空玻璃微珠为硼硅酸盐；粗集料为玄武岩碎石；细集料为石灰岩机制砂；矿粉为玄武岩粉末；纤维稳定剂为矿物纤维素。
本发明所述的中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法包括以下步骤：
1)称取SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂，再将粗集料及细集料放置到恒温烘箱中保温处理；
2)将经步骤1)处理后的粗集料及细集料倒入搅拌锅中，再加入纤维稳定剂，然后再进行搅拌，得混合物；
3)向步骤2)得到的混合物中加入SBS改性沥青，再进行搅拌，然后再加入矿粉及中空玻璃微珠，搅拌均匀，得混合料；
4)将步骤3)得到的混合料倒入车辙板模具中，再通过碾压轮碾压混合料，得中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料。
步骤1)中将粗集料及细集料放置到180℃的恒温烘箱中保温6h；
步骤2)中将粗集料及细集料倒入180℃的搅拌锅中，再加入纤维稳定剂，然后再搅拌90s，得混合物；
步骤3)中向步骤2)中的混合物中加入SBS改性沥青，再搅拌90s。
通过自行设计的室内模拟辐射试验系统测试7h内中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料的降温效果，结果最大降温效果为5.3℃；按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》相关试验方法，测试混合料的路用性能，结果为马歇尔稳定度为8.96kN，流值为25.5mm，动稳定度为5232次/mm，浸水残留稳定度为97.3％，冻融劈裂强度比为82.9％，低温弯曲应变为3002.6με，谢伦堡沥青析漏为0.06％，肯塔堡飞散为4.7％。
实施例二
本发明所述的中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料由SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂为原材料制备而成。
其中，SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂的质量份数分别为6.2份、0.4份、76份、14份、7.5份及0.4份。
其中，SBS改性沥青由A-90#道路石油沥青与SBS混合而成，其中，SBS的质量为A-90#道路石油沥青质量的4％；中空玻璃微珠为硼硅酸盐；粗集料为玄武岩碎石；细集料为石灰岩机制砂；矿粉为玄武岩粉末；纤维稳定剂为矿物纤维素。
本发明所述的中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法包括以下步骤：
1)称取SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂，再将粗集料及细集料放置到恒温烘箱中保温处理；
2)将经步骤1)处理后的粗集料及细集料倒入搅拌锅中，再加入纤维稳定剂，然后再进行搅拌，得混合物；
3)向步骤2)得到的混合物中加入SBS改性沥青，再进行搅拌，然后再加入矿粉及中空玻璃微珠，搅拌均匀，得混合料；
4)将步骤3)得到的混合料倒入车辙板模具中，再通过碾压轮碾压混合料，得中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料。
步骤1)中将粗集料及细集料放置到180℃的恒温烘箱中保温6h；
步骤2)中将粗集料及细集料倒入180℃的搅拌锅中，再加入纤维稳定剂，然后再搅拌90s，得混合物；
步骤3)中向步骤2)中的混合物中加入SBS改性沥青，再搅拌90s。
实施例三
本发明所述的中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料由SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂为原材料制备而成。
其中，SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂的质量份数分别为6.2份、1.2份、76份、14份、2.5份及0.4份。
其中，SBS改性沥青由A-90#道路石油沥青与SBS混合而成，其中，SBS的质量为A-90#道路石油沥青质量的4％；中空玻璃微珠为硼硅酸盐；粗集料为玄武岩碎石；细集料为石灰岩机制砂；矿粉为玄武岩粉末；纤维稳定剂为矿物纤维素。
本发明所述的中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法包括以下步骤：
1)称取SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂，再将粗集料及细集料放置到恒温烘箱中保温处理；
2)将经步骤1)处理后的粗集料及细集料倒入搅拌锅中，再加入纤维稳定剂，然后再进行搅拌，得混合物；
3)向步骤2)得到的混合物中加入SBS改性沥青，再进行搅拌，然后再加入矿粉及中空玻璃微珠，搅拌均匀，得混合料；
4)将步骤3)得到的混合料倒入车辙板模具中，再通过碾压轮碾压混合料，得中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料。
步骤1)中将粗集料及细集料放置到180℃的恒温烘箱中保温6h；
步骤2)中将粗集料及细集料倒入180℃的搅拌锅中，再加入纤维稳定剂，然后再搅拌90s，得混合物；
步骤3)中向步骤2)中的混合物中加入SBS改性沥青，再搅拌90s。
实施例四
本发明所述的中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料由SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂为原材料制备而成。
其中，SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂的质量份数分别为6.2份、1份、76份、14份、6份及0.4份。
其中，SBS改性沥青由A-90#道路石油沥青与SBS混合而成，其中，SBS的质量为A-90#道路石油沥青质量的4％；中空玻璃微珠为硼硅酸盐；粗集料为玄武岩碎石；细集料为石灰岩机制砂；矿粉为玄武岩粉末；纤维稳定剂为矿物纤维素。
本发明所述的中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料的制备方法包括以下步骤：
1)称取SBS改性沥青、中空玻璃微珠、粗集料、细集料、矿粉及纤维稳定剂，再将粗集料及细集料放置到恒温烘箱中保温处理；
2)将经步骤1)处理后的粗集料及细集料倒入搅拌锅中，再加入纤维稳定剂，然后再进行搅拌，得混合物；
3)向步骤2)得到的混合物中加入SBS改性沥青，再进行搅拌，然后再加入矿粉及中空玻璃微珠，搅拌均匀，得混合料；
4)将步骤3)得到的混合料倒入车辙板模具中，再通过碾压轮碾压混合料，得中空玻璃微珠热阻沥青玛蹄脂碎石混合料。
步骤1)中将粗集料及细集料放置到180℃的恒温烘箱中保温6h；
步骤2)中将粗集料及细集料倒入180℃的搅拌锅中，再加入纤维稳定剂，然后再搅拌90s，得混合物；
步骤3)中向步骤2)中的混合物中加入SBS改性沥青，再搅拌90s。
对比例一
对比例一与实施例一的区别在于中空玻璃微珠为0份，矿粉为10份。
对比例二
对比例二与实施例一的区别在于中空玻璃微珠为1.6份，矿粉为0份。
测试结果如表6所示：
表6
表6表明，当中空玻璃微珠掺量逐渐增加时，其降温最大幅度升高；稳定度及流值逐渐增大，动稳定度逐渐增大，浸水残留稳定度呈现出先增加后减小的趋势，低温破坏应变减小，冻融劈裂强度比逐渐降低，当中空玻璃微珠所占比例达到1.6份时，其沥青玛蹄脂碎石混合料的冻融劈裂强度比不能满足规范要求(规范要求为≥80％)。因此，本发明中空玻璃微珠质量份数为0.4-1.2份。