专利名称：布敦岩沥青改性沥青混合料二阶段设计方法
技术领域：
本发明属于公路与城市道路领域，具体涉及一种布敦岩浙青改性浙青涂料二阶段设计方法。
背景技术：
近些年来，天然浙青作为改性剂在道路建设中的应用渐渐进入专家的研究视野。 作为浙青的一种，天然浙青具有得天独厚的性质与浙青相容性好，性质稳定，价格低廉。天然岩浙青改性研究结果表明，其具有抗剥离、耐久、高温抗车辙、抗老化的特点，这决定了岩浙青将具有广阔的研发空间和市场潜力。作为天然岩浙青一种的布敦岩浙青(Buton Rock Asphalt，以下简称BRA)，产于南太平洋印度尼西亚苏拉威西岛东南部布敦岛，其形成是由于石油不断地从地壳中冒出存在于山体、岩石裂隙中，经长期蒸发凝固而形成的天然浙青。BRA经过挖掘粉碎后形成微细颗粒，呈浅褐色，一般浙青含量在20% 30%之间，其余为石灰岩类矿物质。BRA中的矿物质很细，具有很好的吸收浙青的能力，能够加强浙青与矿料的粘附作用，在印尼称为活性剂。目前天然浙青已广泛应用于欧美许多国家。由于具有良好的路用性能，故在许多高速公路、机场道路、钢桥面铺装及隧道等工程中得到广泛应用。本世纪中，西印度群岛特立尼达湖底的天然浙青岩石，经处理及净化后，制成特立尼达天然浙青，简称TLA。自八十年代起，TLA应用于世界上一些重要工程项目，如英国一些高级公路；法国、丹麦一些机场；日本钢桥；香港海底隧道等工程采用，使用效果良好。实体工程有美国乔治华盛顿大桥、林肯隧道、肯尼迪机场等。这些路段经过十几年的使用没有出现明显病害。美国西北部的西雅图港口，移动集装箱的重型吊车行驶的路面极易损坏，近年来于使用了岩浙青改性浙青，路况得到了很大改善。英国伦敦许多道路使用TLA寿命已超过30年。德国几百公里路面使用TLA在极寒冷的气候条件下，表现出很强的低温度敏感性和粘接韧性。日本本州一四国联络桥在高温及特别繁重交通条件下，动稳定度明显提高。近几年来在南太平洋的布敦岛的海底亦发现类似的天然浙青岩石，简称BRA，其性能和TLA相当，可以和传统的石油浙青混合使用，以提高浙青路面抗车辙能力、防滑性能， 延长道路使用寿命，改善浙青路面使用性能。由于BRA是从海底开采，无杂质亦无异味，价格和运费也比较低，是一种新型的浙青路面材料，同时可以为国家道路建设节省投资，具有较强的竞争能力。浙青材料的性能是影响道路使用性能的重要原因之一。一般来说，感温性弱、高温性能和低温性能好、抗老化性和稳定性强的浙青材料能使明显提高道路的使用性能。而我国现有国产浙青的性能不能满足现代交通轴载重、交通量大和轮胎内压高的实际需要，因此，开发出具备更高性能的浙青材料是解决我国道路问题的关键，而浙青改性技术的发展，使浙青性能的改善成为可能。
发明内容
为了使浙青混合料以相对较为低廉的材料成本获得较好的路用性能，本发明的目的在于提供一种布敦岩浙青改性浙青混合料二阶段设计方法，本发明需在浙青混合料中掺入BRA，掺量约为浙青总用量(总用量即总质量，其由BRA+基质浙青的总质量组成)的约 20% 50% ；并通过两个阶段的配合比设计过程完成最终的混合料设计；第一阶段不添加 BRA，在155°C 165°C拌和温度条件下获得基质浙青混合料的最佳油石比；第二阶段在第一阶段获得基质浙青混合料的最佳油石比基础上添加BRA，在165°C 175°C拌和温度条件下获得BRA改性浙青混合料的最佳油石比。本发明所述的BRA是指一种天然浙青颗粒，在其加入浙青混合料的拌和过程中， 与基质浙青胶结料进行融合，从而改善基质浙青的路用性能，进而提高浙青混合料的路用性能。它是由产于印度尼西亚苏拉威西岛(SULAWESI)东南部布敦岛(BUTON)的布敦天然岩浙青矿，经去除杂质、脱水及研磨等加工后形成的黑色颗粒状粉末。其所含的浙青质及胶质含量远高于基质浙青，杂原子含量也较高，所以加入其他浙青胶结料后可提高其路用性能。本发明提出的一种布敦岩浙青改性浙青混合料二阶段设计方法，具体步骤如下 1、布敦岩浙青改性浙青混合料的第一阶段目标配合比设计
1)对基质浙青、改性浙青、粗集料、细集料、矿粉和纤维稳定剂等原材料进行性能检测， 要求符合《公路浙青路面施工技术规范》(JTG F 40-2004)的相关规定。2)对BRA进行性能测试，要求符合表1对BRA质量标准的要求。表1 BRA质量标准
权利要求
1. 一种布敦岩浙青改性浙青混合料二阶段设计方法，其特征在于具体步骤如下 (1)、布敦岩浙青改性浙青混合料的第一阶段目标配合比设计①对基质浙青、改性浙青、粗集料、细集料、矿粉和纤维稳定剂原材料进行性能检测，要求符合《公路浙青路面施工技术规范》(JTG F 40-2004)的相关规定；②对布敦岩浙青进行性能测试，要求符合表1对布敦岩浙青质量标准的要求； 表1布敦岩浙青质量标准
2.根据权利要求1所述的布敦岩浙青改性浙青涂料二阶段设计方法，其特征在于步骤 (4)中所述布敦岩浙青改性浙青混合料中添加纤维稳定剂，纤维稳定剂的加入量为布敦岩浙青混合料质量的0. 39Π). 4%。
全文摘要
本发明涉及一种布敦岩沥青改性沥青混合料二阶段设计方法，具体为第一阶段不添加BRA，在155℃～165℃拌和温度条件下获得基质沥青混合料的最佳油石比；第二阶段在第一阶段获得基质沥青混合料的最佳油石比基础上添加BRA，在165℃～175℃拌和温度条件下获得BRA改性沥青混合料的最佳油石比。与普通非改性热拌沥青混合料相比，它提高了热拌沥青混合料的路用性能，与SBS等改性热拌沥青混合料相比，其路用性能基本相当，但可以降低成本20%以上。本设计方法可以使得设计布敦岩沥青改性沥青混合料更加简便和准确，在这种设计方法下的布敦岩沥青改性沥青混合料比普通基质沥青及部分改性沥青混合料有着更好的路用性能，是一种高性价比的沥青混合料设计方法，可应用于城市道路、各等级公路等铺面工程的铺筑。
文档编号C04B26/26GK102276187SQ201110128259
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者叶奋, 王玉江, 王胜, 蒋国杰, 郅宏飞, 黄启帝 申请人:同济大学