专利名称：：中温沥青混合料及其制备方法
技术领域：
：本发明属于材料
技术领域：
，具体涉及到一种中温沥青混合料。
背景技术：
：热拌沥青混合料HMA(HotMixAsphalt)，由于具有优良的性能而被广泛用于道路建设。但是，热拌沥青混合料对沥青和矿料的加热温度高，单位能耗大，在加热过程中沥青老化严重，在生产和施工的过程中排放出大量的(A、粉尘等有害物质，严重影响周围环境和施工人员的身体健康；同时热拌沥青混合料在拌合过程中对拌合锅的磨损较大，降低了设备的使用寿命。热拌沥青混合料的不良影响包括能源的浪费、对环境的污染和人生存圈的縮小，这些都与我国坚持绿色、可持续发展的道路背道而驰。因此，热拌沥青混合料的发展受到限制。在能源供应日趋紧张，生态环保要求更高的社会背景下，迫切需要一种新型的沥青混合料。中温沥青混合料通过使用特定的技术或化学添加剂，拌和及压实温度介于热拌沥青混合料(150180°C)和冷拌(常温)沥青混合料之间，性能可以达到甚至超过热拌沥青混合料。在不降低路面路用性能的同时，相比热拌沥青混合料，它能在更低的温度下(110130°C)拌和及压实，从而降低了生产过程中的单位能耗，减轻了沥青老化程度并且减少了有害物质的排放，能够改善施工人员的工作环境以及减轻对周围环境的污染。因此，中温沥青混合料及其制备方法是今后道路建设迫切需要解决的技术问题。
发明内容本发明所要解决的一个技术问题在于克服上述常规热拌沥青混合料的缺点，提供一种环境污染小、能耗低的中温沥青混合料。本发明所要解决的另一个技术问题在于提供--种中温沥青混合料的制备方法。解决上述技术问题所采用的技术方案是由下述原料及其质量份配比制成集料100份沥青3.65.6份液体抗剥落剂00.0238份消石灰03份水0.31.5份上述的集料质量份配比如下粗集料5971份细集料2035份矿粉610份上述沥青的针入度在25°C，5秒，100g时为6080;液体抗剥落剂的型号AST-4，由西安海威化学技术有限公司销售；粗集料是粒径为2.3616mm的石屑料；细集料是粒径为O.0752.36mm的石屑；矿粉是由石灰岩经磨细加工得到的以碳酸钙为主要成分的粒径小于0.075mm的矿物质粉末。制备本发明中温沥青混合料所用原料优选质量份配比为集料100份沥青45份液体抗剥落剂0.010.02份消石灰0.52.5份水0.41.2份上述的集料优选质量份配比如下粗集料6068份细集料2332份矿粉69份制备本发明中温沥青混合料所用原料最佳质量份配比为集料100份沥青4.6份液体抗剥落剂0.0138份消石灰2份水1.2份上述的集料最佳质量份配比如下粗集料62份细集料30份矿粉8份上述中温沥青混合料的制备方法如下1、筛分集料使用单轴式振动筛对集料进行筛分，得到粒径为2.3616mm的粗集料，粒径为0.0752.36mm的细集料，以及粒径0.075mm以下的矿粉。2、润湿细集料取细集料加入拌合锅中，用喷壶以雾化方式向细集料添加水，同时用玻璃棒不断搅拌，使水分均匀、充分地裹覆细集料的表面，形成很薄的水膜。3、加热沥青和粗集料用电炉加热沥青使其熔化，再加入液体抗剥落剂和消石灰，继续加热到15017(TC，使沥青脱水，用电烘箱将粗集料加热到15018(TC，干燥粗集料。4、初搅拌将步骤3中脱水的沥青、加热的粗集料投放入强制式拌和锅中进行拌和，拌和时间为2025秒，使沥青充分裹覆粗集料，在粗集料表面形成1520微米的沥青薄膜。5、再搅拌将步骤2中润湿的细集料均匀地投放到步骤4中的拌和锅中，不断搅拌3035秒，热沥青遇到细集料表面的冷水迅速发泡膨胀，生成泡沫沥青，用搅拌机强制搅拌，泡沫沥青均匀、充分地裹覆粗集料和细集料，继续搅拌3035秒，加入矿粉，再拌合15秒，其拌和温度为11013(TC，制备成中温沥青混合料。5在本发明的加热沥青和粗集料步骤3中，用电炉加热沥青使其熔化，再加入液体抗剥落剂和消石灰，继续加热到16(TC，使沥青脱水，用电烘箱将粗集料加热到18(TC，干燥粗集料。在再搅拌步骤5中，将步骤2中润湿的细集料均匀地投放到步骤4中的拌和锅中，不断搅拌3035秒，热沥青遇到细集料表面的冷水迅速发泡膨胀，生成泡沫沥青，用搅拌机强制搅拌，泡沫沥青均匀、充分地裹覆粗集料和细集料，继续搅拌3035秒，加入矿粉，再拌合15秒，其拌和温度为12(TC，制备成中温沥青混合料。采用本发明制备的中温沥青混合料，按交通部部颁标准T-0710-2000《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》进行检测，各项指标达到交通部部颁标准JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范实施手册》的要求。本发明中温沥青混合料与常规热拌混合料相比，制备方法简单、沥青混合料拌和温度低，摊铺、压实容易，对环境的污染小，所制备的中温沥青混合料级配良好，性能等同或优于常规热拌混合料，且沥青老化程度低，延长了路面的使用寿命。本发明也可用于制备其他矿料级配的中温沥青混合料。具体实施例方式下面结合实施例对本发明进一步说明，但本发明不限于这些实施例。实施例1以制备本发明中温沥青混合料所用集料1000g为例所用的原料及其质量配比如下集茅斗1000gAH_70#的韩国SK沥青46g液体抗剥落剂0.138g消石灰20g水12g上述的集料的质量配比如下粗集料620g细集料300g矿粉80g上述沥青的针入度在25°C，5秒，100g时为6080;液体抗剥落剂的型号为AST-4，由西安海威化学技术有限公司销售；粗集料是粒径为2.3616mm的石屑料；细集料是粒径为O.0752.36mm的石屑料；矿粉是由石灰岩经磨细加工得到的以碳酸钙为主要成分的粒径小于0.075mm的矿物质粉末。其制备方法如下1、筛分集料使用单轴式振动筛对集料进行筛分，得到粒径为2.3616mm的粗集料，粒径为0.0752.36mm的细集料，以及粒径0.075mm以下的矿粉。2、润湿细集料取细集料加入拌合锅中，用喷壶以雾化方式向细集料添加水，同时用玻璃棒不断搅拌，使水分均匀、充分地裹覆细集料的表面，形成很薄的水膜。3、加热沥青和粗集料用电炉加热沥青使其熔化，再加入液体抗剥落剂和消石灰，继续加热到160°C，使沥青脱水，用电烘箱将粗集料加热到180°C，干燥粗集料。4、初搅拌将步骤3中脱水的沥青、加热的粗集料投放入强制式拌和锅中进行拌和，拌和时间为2025秒，使沥青充分裹覆粗集料，在粗集料表面形成1520微米的沥青薄膜。5、再搅拌将步骤2中润湿的细集料均匀地投放到步骤4中的拌和锅中，不断搅拌3035秒，热沥青遇到细集料表面的冷水迅速发泡膨胀，生成泡沫沥青，用搅拌机搅拌，泡沫沥青均匀、充分地裹覆粗集料和细集料，继续搅拌3035秒，加入矿粉，再拌合15秒，其拌和温度为120°C。制备成中温沥青混合料。所制备的中温沥青混合料进行了浸水马歇尔试验、车辙试验，各种试验情况如下1、浸水马歇尔试验所制备的中温沥青混合料按照交通部部颁标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000中的T0702-2000要求成型马歇尔试件，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000中T0710-2000进行浸水马歇尔试验，并与现有的热拌沥青混合料的浸水残留稳定度MS。进行比较。测试结果见表1。表1浸水马歇尔试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>所制备的中温沥青混合料按照交通部部颁标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000中的T0719-1993进行了车辙试验，并与现有的热拌沥青混合料的动稳定度进行比较，测试结果见表2。表2车辙试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表1和2可见，所制备的中温沥青混合料符合交通部部颁标准《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》JTJ052-2000中T0710-2000和T0719-1993的要求。实施例2以制备本发明中温沥青混合料所用集料lOOOg为例所用的原料及其质量配比如下集料lOOOgAH_70#的韩国SK沥青46g液体抗剥落剂0.138g消石灰Og水12g上述的集料配比如下粗集料620g细集料300g矿粉80g本实施例所用的粗集料、细集料、矿粉、沥青的规格与实施例1相同，所用的液体抗剥落剂与实施例l相同。其制备方法与实施例1相同。制备成中温沥青混合料。所制备的中温沥青混合料进行了浸水马歇尔试验、车辙试验，各种试验情况如下1、浸水马歇尔试验所制备的中温沥青混合料按照交通部部颁标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000中的T0702-2000要求成型马歇尔试件，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000中T0710-2000进行浸水马歇尔试验，并与现有的热拌沥青混合料的浸水残留稳定度MS。进行比较，测试结果见表3。表3浸水马歇尔试验结果混合料类型热拌沥靑混合料中温沥青混令料浸水残留稳定度MS。84.6%79.5%国家规范要求最低值>75%2、车辙实验所制备的中温沥青混合料按照交通部部颁标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000中的T0719-1993进行车辙试验，并与现有的热拌沥青混合料的动稳定度进行比较，测试结果见表4。表4车辙试验结果8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由表3和4可见，所制备的中温沥青混合料符合交通部部颁标准《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》JTJ052-2000中T0710-2000和T0719-1993的要求。实施例3以制备本发明中温沥青混合料所用集料1000g为例所用的原料及其质量配比如下集料1000gAH-70#的韩国SK沥青46g液体抗剥落剂0g消石灰20g水12g上述的集料配比如下粗集料620g细集料300g矿粉80g本实施例所用的粗集料、细集料、矿粉、沥青的规格与实施例1相同。其制备方法与实施例l相同。制备成中温沥青混合料。所制备的中温沥青混合料进行了浸水马歇尔试验、车辙试验，各种试验情况如下1、浸水马歇尔试验所制备的中温沥青混合料按照交通部部颁标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000中的T0702-2000要求成型马歇尔试件，然后按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000中T0710-2000进行浸水马歇尔试验，并与现有的热拌沥青混合料的动稳定度进行比较，测试结果见表5。表5浸水马歇尔试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>2、车辙试验所制备的中温沥青混合料按照交通部部颁标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000中的T0719-1993进行车辙试验，并与现有的热拌沥青混合料的动稳定度进行比较，测试结果见表6。表6车辙试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表5和表6可见，所制备的中温沥青混合料符合交通部部颁标准《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》JTJ052-2000中T0710-2000和T0719-1993的要求。实施例4以制备本发明中温沥青混合料所用集料1000g为例所用的原料及其质量配比如下集料1000gAH_70#的韩国SK沥青36g液体抗剥落剂0g消石灰0g水3g上述的集料配比如下粗集料590g细集料350g矿粉60g:oi4i]本实施例所用的粗集料、细集料、矿粉、沥青的规格与实施例i相同。:0142]其制备方法与实施例l相同。制备成中温沥青混合料。:0143]实施例5:0144]以制备本发明中温沥青混合料所用集料lOOOg为例所用的原料及其质量配比如下集料lOOOgAH_70#的韩国SK沥青56g液体抗剥落剂0.238g消石灰30g7JC15g上述的集料配比如下粗集料710g细集料200g矿粉90g本实施例所用的粗集料、细集料、矿粉、沥青的规格与实施例1相同，所用的液体抗剥落剂与实施例l相同。其制备方法与实施例l相同。制备成中温沥青混合料。实施例6以制备本发明中温沥青混合料所用集料1000g为例所用的原料及其质量配比如下本实施例所用的粗集料、细集料、矿粉、沥青的规格与实施例1相同，所用的液体抗剥落剂与实施例l相同。其制备方法与实施例1相同。制备成中温沥青混合料。实施例7以制备本发明中温沥青混合料所用集料1000g为例所用的原料及其质量配比如下集料1000gAH_70#的韩国SK沥青40g液体抗剥落剂0.lg消石灰5g水4g上述的集料的质量配比如下粗集料600g细集料320g矿粉80g本实施例所用的粗集料、细集料、矿粉、沥青的规格与实施例1相同，所用的液体抗剥落剂与实施例l相同。其制备方法与实施例l相同。制备成中温沥青混合料。实施例8以制备本发明中温沥青混合料所用集料1000g为例所用的原料及其质量配比如下集料1000gAH_70#的韩国SK沥青50g液体抗剥落剂0.2g消石灰25g水12g:0158]:0159]:0160]:0161]:0162]:0163]:0164]:0165]:0166]集料AH_70#的韩国SK沥青液体抗剥落剂消石灰水上述的集料的质量配比如下粗集料细集料矿粉lOOOg46g0.138g20g12g600g300g100g抗剥落剂与实施例l相同'0189:0190:0191:0192:0193'上述的集料的质量配比如下粗集料680g细集料260g矿粉60g本实施例所用的粗集料、细集料、矿粉、沥青的规格与实施例1相同，所用的液体0194:0195:0196:下—0197:0198:0199:0200:0201:0202:0203:0204:0205:0206'其制备方法与实施例1相同。制备成中温沥青混合料。实施例9以制备本发明中温沥青混合料所用集料lOOOg为例所用的原料及其质j:配比如集料AH-70#的韩国SK沥青液体抗剥落剂消石灰水上述的集料的质量配比如下粗集料细集料矿粉lOOOg46g0.138g20g12g680g230g90g本实施例所用的粗集料、细集料、矿粉、沥青的规格与实施例1相同，所用的液体抗剥落剂与实施例l相同'制备成中温沥青混合料c0207]其制备方法与实施例1相同，0208]实施例100209]在以上的实施例19制备方法的加热沥青和粗集料步骤3中，用电炉加热沥青使其熔化，再加入液体抗剥落剂和消石灰，继续加热到150°C，使沥青脱水，用电烘箱将粗集料加热到18(TC，干燥粗集料。在再搅拌步骤5中，将步骤2中润湿的细集料均匀地投放到步骤4中的拌和锅中，不断搅拌3035秒，热沥青遇到细集料表面的冷水迅速发泡膨胀，生成泡沫沥青，用搅拌机强制搅拌，泡沫沥青均匀、充分地裹覆粗集料和细集料，继续搅拌3035秒，加入矿粉，再拌合15秒，其拌和温度为ll(TC，制备成中温沥青混合料。实施例11在以上的实施例19制备方法的加热沥青和粗集料步骤3中，用电炉加热沥青使其熔化，再加入液体抗剥落剂和消石灰，继续加热到170°C，使沥青脱水，用电烘箱将粗集料加热到16(TC，干燥粗集料。在再搅拌步骤5中，将步骤2中润湿的细集料均匀地投放到步骤4中的拌和锅中，不断搅拌3035秒，热沥青遇到细集料表面的冷水迅速发泡膨胀，生成泡沫沥青，用搅拌机强制搅拌，泡沫沥青均匀、充分地裹覆粗集料和细集料，继续搅拌3035秒，加入矿粉，再拌合15秒，其拌和温度为13(TC，制备成中温沥青混合料。为了确定本发明的最佳配比以及最佳工艺步骤，发明人进行了大量的研究试验，各种试验情况如下1、发泡用水量的影响12根据国家规范《公路沥青路面再生技术规范》JTGF41-2008的要求，通过泡沫沥青发泡实验确定最佳发泡用水量，具体实验步骤如下(1)筛分集料使用单轴式振动筛对集料进行筛分。得到粒径为2.3616mm的粗集料，粒径为1.180.075mm的细集料，以及粒径0.075mm以下的矿粉。(2)润湿细集料取细集料300g共4份，用喷壶以雾化方式分别向细集料中添加6g、9g、12g、15g的水，细集料与水的重量份比分别为30:o.6、30:o.9、30:1.2、30:i.s，用玻璃棒搅拌，使水分均匀、充分的裹覆细集料的表面，形成很薄的水膜。(3)加热沥青和粗集料取沥青46g、粗集料620g各4份，用电炉将沥青分别加热到160°C，使沥青脱水，用电烘箱将粗集料分别加热到180°C，干燥粗集料。(4)初搅拌将步骤(3)中脱水的沥青、加热的粗集料投放入强制式拌和锅中进行拌和，拌和时间为2025秒，使沥青充分裹覆粗集料，在粗集料表面形成1520微米的沥青薄膜。(5)再搅拌将步骤(2)中润湿的细集料均匀地投放到步骤(4)中的拌和锅中，并不断搅拌3035秒，热沥青遇到细集料表面的冷水迅速发泡膨胀，生成泡沫沥青，记入产生泡沫最多时用水量和泡沫衰减到一半时用水量，取其平均值作为最佳发泡用水量，试验结果见表7。表7发泡试验产生泡沫最多时用水(g)泡沫衰减到一半时用水(g)最佳发泡用水量(g)91512由表7可见，中温沥青混合料中细集料与水的最佳质量份比为30:1.2，即集料与水的最佳质量份比为100:1.2。1权利要求一种中温沥青混合料，其特征在于是由下述原料及其质量份配比制成集料100份沥青3.6～5.6份液体抗剥落剂0～0.0238份消石灰0～3份水0.3～1.5份上述的集料质量份配比如下粗集料59～71份细集料20～35份矿粉6～10份上述沥青的针入度在25℃，5秒，100g时为60～80；液体抗剥落剂为AST-4，粗集料是粒径为2.36～16mm的石屑料；细集料是粒径为0.075～2.36mm的石屑；矿粉是由石灰岩经磨细加工得到的以碳酸钙为主要成分的粒径小于0.075mm的矿物质粉末。2.按照权利要求1所述的中温沥青混合料，其特征在于所说的中温沥青混合料所用原料质量份配比为集料100份沥青45份液体抗剥落剂0.010.02份消石灰0.52.5份水0.41.2份上述的集料质量份配比如下粗集料6068份细集料2332份矿粉69份。3.按照权利要求1所述的中温沥青混合料，其特征在于所说的中温沥青混合料所用原料质量份配比为集料100份沥青4.6份液体抗剥落剂0.0138份消石灰2份水1.2份上述的集料质量份配比如下粗集料62份细集料30份矿粉8份。4.一种权利要求1中温沥青混合料的制备方法，其特征在于该方法步骤如下(1)筛分集料使用单轴式振动筛对集料进行筛分，得到粒径为2.3616mm的粗集料，粒径为0.0752.36mm的细集料，以及粒径0.075mm以下的矿粉；(2)润湿细集料取细集料加入拌合锅中，用喷壶以雾化方式向细集料添加水，同时用玻璃棒不断搅拌，使水分均匀、充分地裹覆细集料的表面，形成很薄的水膜；(3)加热沥青和粗集料用电炉加热沥青使其熔化，再加入液体抗剥落剂和消石灰，继续加热到150170°C，使沥青脱水，用电烘箱将粗集料加热到15018(TC，干燥粗集料；(4)初搅拌将步骤3中脱水的沥青、加热的粗集料投放入强制式拌和锅中进行拌和，拌和时间为2025秒，使沥青充分裹覆粗集料，在粗集料表面形成1520微米的沥青薄膜；(5)再搅拌将步骤(2)中润湿的细集料均匀地投放到步骤(4)中的拌和锅中，不断搅拌3035秒，热沥青遇到细集料表面的冷水迅速发泡膨胀，生成泡沫沥青，用搅拌机强制搅拌，泡沫沥青均匀、充分地裹覆粗集料和细集料，继续搅拌3035秒，加入矿粉，再拌合15秒，其拌和温度为11013(TC，制备成中温沥青混合料。5.按照权利要求4所述的中温沥青混合料的制备方法，其特征在于在加热沥青和粗集料步骤(3)中，用电炉加热沥青使其熔化，再加入液体抗剥落剂和消石灰，继续加热到16(TC，使沥青脱水，用电烘箱将粗集料加热到18(TC，干燥粗集料；在再搅拌步骤(5)中，将步骤(2)中润湿的细集料均匀地投放到步骤(4)中的拌和锅中，不断搅拌3035秒，热沥青遇到细集料表面的冷水迅速发泡膨胀，生成泡沫沥青，用搅拌机强制搅拌，泡沫沥青均匀、充分地裹覆粗集料和细集料，继续搅拌3035秒，加入矿粉，再拌合15秒，其拌和温度为12(TC，制备成中温沥青混合料。全文摘要一种中温沥青混合料，由集料100份、沥青3.6～5.6份、液体抗剥落剂0～0.0238份、消石灰0～3份、水0.3～1.5份质量份配比的原料组成，其中集料为粗集料59～71份、细集料20～35份、矿粉6～10份。其制备方法包括筛分集料、润湿细集料、加热沥青和粗集料、初搅拌、再搅拌步骤。本发明中温沥青混合料与常规热拌混合料相比，制备方法简单、沥青混合料拌和温度低，摊铺、压实容易，对环境的污染小，所制备的中温沥青混合料级配良好，性能等同或优于常规热拌混合料，且沥青老化程度低，延长了路面的使用寿命。本发明也可用于制备其他矿料级配的中温沥青混合料。文档编号C04B26/00GK101693608SQ200910024198公开日2010年4月14日申请日期2009年9月30日优先权日2009年9月30日发明者刘靖,常明丰,张久鹏,裴建中,邢向阳,高文阳申请人:长安大学;