一种用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料及其制备方法与流程

文档序号:14935217发布日期:2018-07-13 19:10阅读:128来源:国知局
本发明属于道路沥青制备
技术领域
,具体涉及一种用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料及其制备方法。
背景技术
:近年来,随着国民经济发展的需要,我国交通建设得到迅速发展,高等级公路迅猛提升,到目前为止,已通车的高等级公路大多为沥青路面。但现代交通高速、重载、大流量和渠化现象的日益严重及特殊地理环境等气候条件的影响,沥青路面出现了不同形式的病害,如在我国北方寒冷地区,四季路面温差变化可达70℃~80℃,尤其冬季持续时间长,雨雪量较大,冻胀春融明显,致使沥青路面低温裂缝的发生极为普遍。这可能是因为普通沥青混合料沥青用量小,致使低温条件下沥青混合料的韧性不足。而sbs改性沥青混合料虽然沥青用量增多,但改性剂用量也增大,同时还需要添加纤维稳定剂,致使sbs改性沥青混合料优势的体现建立在了巨额的工程成本基础之上,也导致道路建设投资大幅度增加。为了防止沥青路面的早期破坏,使用抗低温性能更为优良的橡胶沥青混合料来提高路面使用性能、延长路面使用寿命已成为当前国内外重视的先进技术之一。因橡胶沥青混合料采用橡胶沥青作为粘结材料,其中的橡胶粉由废旧轮胎制得,而废旧轮胎中含有天然橡胶、合成橡胶、硫磺和碳黑等成分,是道路沥青良好的改性剂,在沥青中橡胶粉的加入提高了沥青的柔韧性,改善了沥青的抗低温性能。此外,由于加入橡胶粉后沥青的粘度变大,集料表面粘附的橡胶沥青膜厚度增加,从而提高了沥青路面的抗水损害性能与耐久性,延长了路面的使用寿命。然而橡胶粉目数、橡胶沥青生产过程、橡胶沥青混合料制备方法都对橡胶沥青混合料性能有着重要影响。技术实现要素:本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料。该粗颗粒橡胶沥青混合料既可以提高严寒区沥青路面的低温抗裂性与耐久性,延长道路使用寿命,还可以降低工程造价,减少“黑色”环境污染。为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料,包括橡胶沥青和矿料,其特征在于,所述橡胶沥青由橡胶粉和基质沥青制成,所述橡胶粉的质量为基质沥青质量的18%~22%,所述橡胶粉为由废旧轮胎制得的20~30目橡胶粉,所述基质沥青为90#a级沥青;所述橡胶沥青的质量为矿料质量的6.0%~6.6%。上述的一种用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料,其特征在于,所述橡胶粉的质量为基质沥青质量的20%。上述的一种用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料,其特征在于,所述橡胶沥青的质量为矿料质量的6.3%。上述的一种用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料,其特征在于,所述矿料在分别经过筛孔为16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm和0.075mm的筛子筛分时,其通过质量百分比即级配分别为100%、96.5%~98.6%、62.2%~70.1%、27.5%~32.5%、17.9%~22.8%、13.1%~17.9%、10.5%~15.1%、9.1%~12.4%、7.8%~10.8%和8.5%~10.9%。另外,本发明还提供了一种制备上述的用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、依照交通运输厅jt/t797-2011《路用废胎硫化橡胶粉》规定的关于20~30目橡胶粉的物理和化学指标选取符合技术要求的橡胶粉;依照交通部jtgf40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中90#a级基质沥青技术指标选取符合技术要求的90#a级基质沥青;步骤二、将步骤一中选取的基质沥青泵送至基质沥青罐内,利用基质沥青罐内的螺旋板式换热器将基质沥青加热至130℃~145℃,加热后的基质沥青经过波纹管换热器加热至190℃后送入配料罐内;所述基质沥青罐的出料口与波纹管换热器的进料口通过第一管路连接,波纹管换热器的出料口与配料罐的进料口通过第二管路连接,所述第一管路上靠近波纹管换热器的进料口处设置有第一温度传感器,所述第二管路上靠近波纹管换热器的出料口处设置有第二温度传感器,所述第二管路上设置有用于计量基质沥青流量的流量计;步骤三、将步骤一中选取的橡胶粉经螺旋提升机提升后送入橡胶粉双计量称重装置中,测量橡胶粉的质量和体积;所述橡胶粉双计量称重装置包括橡胶粉称量斗、计量螺旋、机架和称重传感器,所述螺旋提升机的出料口与橡胶粉称量斗的进料口的位置相对应,所述橡胶粉称量斗的出料口与计量螺旋的进料口的位置相对应,所述计量螺旋的出料口与配料罐的进料口相连,所述称重传感器安装在机架上,称重传感器底部与橡胶粉称量斗的顶端固定连接;步骤四、将步骤三中测量后的橡胶粉送入配料罐内,然后将配料罐的物料搅拌均匀,得到基质沥青和橡胶粉的预混物;步骤五、将步骤四中得到的基质沥青和橡胶粉的预混物泵入发育罐中发育45min~240min,得到粗颗粒橡胶沥青;步骤六、将集料加热至185℃~190℃并置于搅拌锅内搅拌均匀,然后将矿粉加入所述搅拌锅内拌合,再将步骤五中所述粗颗粒橡胶沥青加热至182℃~188℃后加入所述搅拌锅内拌合,得到用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料。上述的方法,其特征在于,步骤三中所述橡胶粉称量斗的出料口设置有放料蝶阀;所述称重传感器的数量为四个,四个所述称重传感器分布于橡胶粉称量斗的四个角。上述的方法,其特征在于,所述称重传感器为拉力传感器。上述的方法,其特征在于,步骤三中所述机架上安装有与称重传感器相连接的传感器接线盒,和与传感器接线盒相连接的称重显示器。上述的方法,其特征在于,步骤三中所述计量螺旋的出料口与配料罐的进料口通过进料管相连。上述的方法,其特征在于,步骤五中自基质沥青和橡胶粉的预混物泵入发育罐开始不停搅拌,直至粗颗粒橡胶沥青制备完成。本发明与现有技术相比具有以下优点:1、本发明采用废旧轮胎制作的橡胶粉作为基质沥青的改性剂,其废旧轮胎中含有天然橡胶、合成橡胶、硫磺和碳黑等成分,不需添加任何外掺剂,且利用粗颗粒橡胶粉所制备的橡胶沥青是“固液共混”的两相状态,能够显著提高橡胶沥青水稳定性和低温抗裂性。同时无害化、资源化地充分利用废旧轮胎胶粉生产橡胶沥青也是减少“黑色”环境污染最有效的方法之一,有效解决了如何处置废旧轮胎堆积的难题。此外,20~30目橡胶粉相较于40目、60目、80目等橡胶粉,颗粒较粗,加工成本降低,因而在大面积推广应用时,可显著减低施工成本。2、本发明的粗颗粒橡胶沥青180℃haake粘度为3.4pa·s~3.8pa·s,软化点为65.3℃~67.8℃,25℃锥入度为44%~46.3%,25℃回弹恢复达35%以上,改善了橡胶沥青的柔韧性,满足技术要求。3、本发明的制备方法中采用波纹管换热器代替原有大容量基质沥青罐中升温缓慢的螺旋板换热器,先利用基质沥青罐内的螺旋板式换热器将基质沥青加热,加热后的基质沥青再经过波纹管换热器加热至190℃后送入配料罐内,可通过流量调节使基质沥青快速升至工艺要求的温度,配料过程不会对未使用的基质沥青造成任何影响,从而避免了基质沥青长期处于190℃高温的状态,降低了基质沥青老化的风险,保证了原材料的性能,从而有助于保证橡胶沥青的生产质量。4、本发明采用的橡胶粉双计量称重装置,通过设置橡胶粉称量斗、称重传感器以及计量螺旋,将质量称重和体积计量结合在一起,利用称重传感器对橡胶粉称量斗的橡胶粉进行称重,通过计量螺旋对已称重的橡胶粉的体积进行计量,实现橡胶粉质量称重与体积计量的双计量目的,从而保证了橡胶粉的添加精度,避免了废料的产生。5、本发明的矿料级配属于间断级配,其混合料中粗骨料骨架已完全形成,类似于sma,但其使混合料密实的填充物不同于sma,sma属骨架密实结构,其混合料除粗骨料骨架外,保证其填充密实的成分是沥青玛蹄脂与少量细集料,而沥青玛蹄脂是由沥青、矿粉、纤维组成的。本发明橡胶沥青混合料也属于骨架密实结构,但保证其密实的填充物是由矿粉与橡胶沥青组成的橡胶沥青胶浆与少量细集料。6、本发明的制备工艺简单,由于基质沥青经过橡胶粉改性后经检测其性能指标已经达到了国家规定性能,不需添加抽出油、木质纤维等任何外掺剂,也不需要增加相应的添加设备,降低了原料成本和设备投资。7、本发明的粗颗粒橡胶沥青混合料既可以提高严寒区沥青路面的低温抗裂性与耐久性,延长道路使用寿命,还可以降低工程造价,减少“黑色”环境污染。下面结合附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本发明所用沥青设备的结构示意图。图2为采用本发明实施例1制备的橡胶沥青混合料铺筑的试验路段的外观图。图3为采用本发明实施例1制备的橡胶沥青混合料铺筑的试验路段的远景图。图4为采用sbs改性沥青混合料铺筑的对比路段的外观图。图5为采用sbs改性沥青混合料铺筑的对比路段的远景图。附图标记说明:1—基质沥青罐;2—螺旋板式换热器;3—波纹管换热器;4—配料罐;5—第一管路;6—第二管路;7—第一温度传感器;8—第二温度传感器;9—流量计;10—螺旋提升机;11—橡胶粉称量斗;12—计量螺旋;13—机架;14—称重传感器;15—传感器接线盒;16—称重显示器;17—发育罐;18—放料蝶阀;19—进料管。具体实施方式实施例1本实施例的用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料,包括橡胶沥青和矿料,所述橡胶沥青由橡胶粉和基质沥青制成,所述橡胶粉的质量为基质沥青质量的20%,所述橡胶粉为由废旧轮胎制得的30目橡胶粉,所述基质沥青为90#a级沥青;所述橡胶沥青的质量为矿料质量的6.3%;所述矿料在分别经过筛孔为16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm和0.075mm的筛子筛分时,其通过质量百分比即级配分别为100%、96.9%、66.2%、31.5%、22.7%、17.9%、15.1%、12.1%、10.6%和10.9%。本实施例的用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料的制备方法,包括以下步骤:步骤一、依照交通运输厅jt/t797-2011《路用废胎硫化橡胶粉》规定的关于20~30目橡胶粉的物理和化学指标选取符合技术要求的橡胶粉;依照交通部jtgf40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中90#a级基质沥青技术指标选取符合技术要求的90#a级基质沥青;表120~30目橡胶粉物理指标技术要求检测项目水分金属含量纤维含量天然橡胶定性分析单位%%%-技术要求<1<0.05<1是表220~30目橡胶粉化学指标技术要求检测项目灰分丙酮抽出物炭黑含量橡胶烃含量单位%%%%技术要求≤8≤22≥28≥42表390#a级基质沥青技术指标步骤二、如图1所示,将步骤一中选取的基质沥青泵送至基质沥青罐1内,利用基质沥青罐1内的螺旋板式换热器2将基质沥青加热至140℃,加热后的基质沥青经过波纹管换热器3加热至190℃后送入配料罐4内;所述基质沥青罐1的出料口与波纹管换热器3的进料口通过第一管路5连接,波纹管换热器3的出料口与配料罐4的进料口通过第二管路6连接,所述第一管路5上靠近波纹管换热器3的进料口处设置有第一温度传感器7,所述第二管路6上靠近波纹管换热器3的出料口处设置有第二温度传感器8,所述第二管路6上设置有用于计量基质沥青流量的流量计9;步骤三、将步骤一中选取的橡胶粉经螺旋提升机10提升后送入橡胶粉双计量称重装置中,测量橡胶粉的质量和体积;所述橡胶粉双计量称重装置包括橡胶粉称量斗11、计量螺旋12、机架13和称重传感器14,所述螺旋提升机10的出料口与橡胶粉称量斗11的进料口的位置相对应,所述橡胶粉称量斗11的出料口与计量螺旋12的进料口的位置相对应,所述计量螺旋12的出料口与配料罐4的进料口相连,所述称重传感器14安装在机架13上,称重传感器14底部与橡胶粉称量斗11的顶端固定连接;步骤四、将步骤三中测量后的橡胶粉送入配料罐4内,然后将配料罐4的物料以260r/min的速率搅拌6min,得到基质沥青和橡胶粉的预混物;步骤五、将步骤四中得到的基质沥青和橡胶粉的预混物泵入发育罐17中发育120min,得到用于粗颗粒橡胶沥青;步骤六、将集料加热至188℃并置于搅拌锅内搅拌均匀,然后将矿粉加入所述搅拌锅内拌合5s,再将步骤五中所述粗颗粒橡胶沥青加热至185℃后加入所述搅拌锅内拌合40s,得到用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料。本实施例中,步骤三中所述橡胶粉称量斗11的出料口设置有放料蝶阀18;所述称重传感器14的数量为四个,四个所述称重传感器14分布于橡胶粉称量斗11的四个角。本实施例中,所述称重传感器14为拉力传感器。本实施例中,所述机架13上安装有与称重传感器14相连接的传感器接线盒15,和与传感器接线盒15相连接的称重显示器16。本实施例中,步骤三中所述计量螺旋12的出料口与配料罐4的进料口通过进料管19相连。本实施例中,步骤五中自基质沥青和橡胶粉的预混物泵入发育罐17开始不停搅拌,直至粗颗粒橡胶沥青制备完成。实施例2本实施例的用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料,包括橡胶沥青和矿料,所述橡胶沥青由橡胶粉和基质沥青制成,所述橡胶粉的质量为基质沥青质量的22%,所述橡胶粉为由废旧轮胎制得的30目橡胶粉,所述基质沥青为90#a级沥青;所述橡胶沥青的质量为矿料质量的6.0%;所述矿料在分别经过筛孔为16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm和0.075mm的筛子筛分时,其通过质量百分比即级配分别为100%、96.5%、62.2%、27.5%、17.9%、13.1%、10.5%、9.1%、7.8%和8.5%。本实施例的用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料的制备方法,包括以下步骤:步骤一、依照交通运输厅jt/t797-2011《路用废胎硫化橡胶粉》规定的关于30目橡胶粉的物理和化学指标选取符合技术要求的橡胶粉(技术要求见表1和表2);依照交通部jtgf40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中90#a级基质沥青技术指标选取符合技术要求的90#a级基质沥青(技术要求见表3);步骤二、如图1所示,将步骤一中选取的基质沥青泵送至基质沥青罐1内,利用基质沥青罐1内的螺旋板式换热器2将基质沥青加热至130℃,加热后的基质沥青经过波纹管换热器3加热至190℃后送入配料罐4内;所述基质沥青罐1的出料口与波纹管换热器3的进料口通过第一管路5连接,波纹管换热器3的出料口与配料罐4的进料口通过第二管路6连接,所述第一管路5上靠近波纹管换热器3的进料口处设置有第一温度传感器7,所述第二管路6上靠近波纹管换热器3的出料口处设置有第二温度传感器8,所述第二管路6上设置有用于计量基质沥青流量的流量计9;步骤三、将步骤一中选取的橡胶粉经螺旋提升机10提升后送入橡胶粉双计量称重装置中,测量橡胶粉的质量和体积;所述橡胶粉双计量称重装置包括橡胶粉称量斗11、计量螺旋12、机架13和称重传感器14,所述螺旋提升机10的出料口与橡胶粉称量斗11的进料口的位置相对应,所述橡胶粉称量斗11的出料口与计量螺旋12的进料口的位置相对应,所述计量螺旋12的出料口与配料罐4的进料口相连,所述称重传感器14安装在机架13上,称重传感器14底部与橡胶粉称量斗11的顶端固定连接;步骤四、将步骤三中测量后的橡胶粉送入配料罐4内,然后将配料罐4的物料以300r/min的速率搅拌5min,得到基质沥青和橡胶粉的预混物;步骤五、将步骤四中得到的基质沥青和橡胶粉的预混物泵入发育罐17中发育120min,得到用于粗颗粒橡胶沥青;步骤六、将集料加热至185℃并置于搅拌锅内搅拌均匀,然后将矿粉加入所述搅拌锅内拌合5s,再将步骤五中所述粗颗粒橡胶沥青加热至182℃后加入所述搅拌锅内拌合40s,得到用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料。本实施例中,步骤三中所述橡胶粉称量斗11的出料口设置有放料蝶阀18;所述称重传感器14的数量为四个,四个所述称重传感器14分布于橡胶粉称量斗11的四个角。本实施例中,所述称重传感器14为拉力传感器。本实施例中,所述机架13上安装有与称重传感器14相连接的传感器接线盒15,和与传感器接线盒15相连接的称重显示器16。本实施例中,步骤三中所述计量螺旋12的出料口与配料罐4的进料口通过进料管19相连。本实施例中,步骤五中自基质沥青和橡胶粉的预混物泵入发育罐17开始不停搅拌,直至粗颗粒橡胶沥青制备完成。实施例3本实施例的用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料,包括橡胶沥青和矿料,所述橡胶沥青由橡胶粉和基质沥青制成,所述橡胶粉的质量为基质沥青质量的18%,所述橡胶粉为由废旧轮胎制得的20目橡胶粉,所述基质沥青为90#a级沥青;所述橡胶沥青的质量为矿料质量的6.6%;所述矿料在分别经过筛孔为16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm和0.075mm的筛子筛分时,其通过质量百分比即级配分别为100%、98.6%、70.1%、32.5%、22.8%、17.0%、14.1%、12.4%、10.8%和10.1%。本实施例的用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料的制备方法,包括以下步骤:步骤一、依照交通运输厅jt/t797-2011《路用废胎硫化橡胶粉》规定的关于20目橡胶粉的物理和化学指标选取符合技术要求的橡胶粉(技术要求见表1和表2);依照交通部jtgf40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中90#a级基质沥青技术指标选取符合技术要求的90#a级基质沥青(技术要求见表3);步骤二、如图1所示,将步骤一中选取的基质沥青泵送至基质沥青罐1内,利用基质沥青罐1内的螺旋板式换热器2将基质沥青加热至145℃,加热后的基质沥青经过波纹管换热器3加热至190℃后送入配料罐4内;所述基质沥青罐1的出料口与波纹管换热器3的进料口通过第一管路5连接,波纹管换热器3的出料口与配料罐4的进料口通过第二管路6连接,所述第一管路5上靠近波纹管换热器3的进料口处设置有第一温度传感器7,所述第二管路6上靠近波纹管换热器3的出料口处设置有第二温度传感器8,所述第二管路6上设置有用于计量基质沥青流量的流量计9;步骤三、将步骤一中选取的橡胶粉经螺旋提升机10提升后送入橡胶粉双计量称重装置中,测量橡胶粉的质量和体积;所述橡胶粉双计量称重装置包括橡胶粉称量斗11、计量螺旋12、机架13和称重传感器14,所述螺旋提升机10的出料口与橡胶粉称量斗11的进料口的位置相对应,所述橡胶粉称量斗11的出料口与计量螺旋12的进料口的位置相对应,所述计量螺旋12的出料口与配料罐4的进料口相连,所述称重传感器14安装在机架13上,称重传感器14底部与橡胶粉称量斗11的顶端固定连接;步骤四、将步骤三中测量后的橡胶粉送入配料罐4内,然后将配料罐4的物料以240r/min的速率搅拌8min,得到基质沥青和橡胶粉的预混物;步骤五、将步骤四中得到的基质沥青和橡胶粉的预混物泵入发育罐17中发育45min,得到粗颗粒橡胶沥青;步骤六、将集料加热至190℃并置于搅拌锅内搅拌均匀,然后将矿粉加入所述搅拌锅内拌合5s,再将步骤五中所述粗颗粒橡胶沥青加热至188℃后加入所述搅拌锅内拌合40s,得到用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料。本实施例中,步骤三中所述橡胶粉称量斗11的出料口设置有放料蝶阀18;所述称重传感器14的数量为四个,四个所述称重传感器14分布于橡胶粉称量斗11的四个角。本实施例中,所述称重传感器14为拉力传感器。本实施例中,所述机架13上安装有与称重传感器14相连接的传感器接线盒15,和与传感器接线盒15相连接的称重显示器16。本实施例中,步骤三中所述计量螺旋12的出料口与配料罐4的进料口通过进料管19相连。本实施例中,步骤五中自基质沥青和橡胶粉的预混物泵入发育罐17开始不停搅拌,直至粗颗粒橡胶沥青制备完成。实施例4本实施例的用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料,包括橡胶沥青和矿料,所述橡胶沥青由橡胶粉和基质沥青制成,所述橡胶粉的质量为基质沥青质量的21%,所述橡胶粉为由废旧轮胎制得的30目橡胶粉,所述基质沥青为90#a级沥青;所述橡胶沥青的质量为矿料质量的6.3%;所述矿料在分别经过筛孔为16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm和0.075mm的筛子筛分时,其通过质量百分比即级配分别为100%、97.2%、69.3%、31.2%、21.6%、16.0%、13.1%、11.4%、9.9%和9.2%。本实施例的用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料的制备方法,包括以下步骤:步骤一、依照交通运输厅jt/t797-2011《路用废胎硫化橡胶粉》规定的关于30目橡胶粉的物理和化学指标选取符合技术要求的橡胶粉(技术要求见表1和表2);依照交通部jtgf40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中90#a级基质沥青技术指标选取符合技术要求的90#a级基质沥青(技术要求见表3);步骤二、如图1所示,将步骤一中选取的基质沥青泵送至基质沥青罐1内,利用基质沥青罐1内的螺旋板式换热器2将基质沥青加热至135℃,加热后的基质沥青经过波纹管换热器3加热至190℃后送入配料罐4内;所述基质沥青罐1的出料口与波纹管换热器3的进料口通过第一管路5连接,波纹管换热器3的出料口与配料罐4的进料口通过第二管路6连接,所述第一管路5上靠近波纹管换热器3的进料口处设置有第一温度传感器7,所述第二管路6上靠近波纹管换热器3的出料口处设置有第二温度传感器8,所述第二管路6上设置有用于计量基质沥青流量的流量计9;步骤三、将步骤一中选取的橡胶粉经螺旋提升机10提升后送入橡胶粉双计量称重装置中,测量橡胶粉的质量和体积;所述橡胶粉双计量称重装置包括橡胶粉称量斗11、计量螺旋12、机架13和称重传感器14,所述螺旋提升机10的出料口与橡胶粉称量斗11的进料口的位置相对应,所述橡胶粉称量斗11的出料口与计量螺旋12的进料口的位置相对应,所述计量螺旋12的出料口与配料罐4的进料口相连,所述称重传感器14安装在机架13上,称重传感器14底部与橡胶粉称量斗11的顶端固定连接;步骤四、将步骤三中测量后的橡胶粉送入配料罐4内,然后将配料罐4的物料以250r/min的速率搅拌7min,得到基质沥青和橡胶粉的预混物;步骤五、将步骤四中得到的基质沥青和橡胶粉的预混物泵入发育罐17中发育240min,得到用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青;步骤六、将集料加热至185℃并置于搅拌锅内搅拌均匀,然后将矿粉加入所述搅拌锅内拌合5s,再将步骤五中所述粗颗粒橡胶沥青加热至185℃后加入所述搅拌锅内拌合40s,得到用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青混合料。本实施例中,步骤三中所述橡胶粉称量斗11的出料口设置有放料蝶阀18;所述称重传感器14的数量为四个,四个所述称重传感器14分布于橡胶粉称量斗11的四个角。本实施例中,所述称重传感器14为拉力传感器。本实施例中,所述机架13上安装有与称重传感器14相连接的传感器接线盒15,和与传感器接线盒15相连接的称重显示器16。本实施例中,步骤三中所述计量螺旋12的出料口与配料罐4的进料口通过进料管19相连。本实施例中,步骤五中自基质沥青和橡胶粉的预混物泵入发育罐17开始不停搅拌,直至粗颗粒橡胶沥青制备完成。目前我国对于粗颗粒橡胶沥青的加工及检测仍未有统一的标准,其中交通部《橡胶沥青及混合料设计施工技术指南》及我国公路行业《公路沥青路面施工技术规范》中对橡胶沥青和聚合物改性沥青的技术指标做了如下要求,详见表4和表5:表4橡胶沥青技术标准表5聚合物改性沥青技术标准对比表4和表5可以看出,我国目前对于橡胶沥青性能的检测,主要包括180℃布氏旋转粘度、25℃针入度、软化点、弹性恢复和5℃延度这五项技术指标,基本沿用了对聚合物改性沥青检测的技术指标。然而180℃布氏旋转粘度检测周期长,增加了橡胶沥青的存储时间,增大了橡胶粉离析的风险;由于粗颗粒橡胶沥青中橡胶粉与基质沥青以固液共混两相状态存在,进行25℃针入度试验时难免会因针尖扎到胶粉颗粒而使试验结果差异性过大;弹性恢复性能不能全面反应道路在使用过程中的实际受力状况;5℃延度指标对于粗颗粒橡胶沥青来说,其实际检测值与路用性能相距甚远。为此通过大量实验提出了用于检测粗颗粒橡胶沥青的技术指标,见表6。表6粗颗粒橡胶沥青检测技术指标180℃haake粘度检测缩短了橡胶沥青存储时间,降低了离析的风险;25℃锥入度指标检测避免了针入度试验时针尖扎到粗颗粒胶粉而产生的试验结果离散性较大的现象;25℃回弹恢复指标比弹性恢复指标能更好的反应橡胶沥青的受力状态,进而可以更真实的反应橡胶沥青混合料的路用性能,通过选取合适的橡胶沥青技术检测指标,研制可用于严寒区的粗颗粒橡胶沥青生产配方,既能降低生产成本,又能真实的反应橡胶沥青在严寒区的路用性能,从而为粗颗粒橡胶沥青在严寒区的推广应用提供一定的参考。对实施例1至实施例4发育结束后的橡胶沥青采用haake粘度仪no1转子在180℃下浸入深度24mm、高53mm的橡胶沥青盛样皿中进行粘度检测;并对橡胶沥青的软化点、锥入度和回弹恢复进行检测,结果见表7。表7粗颗粒橡胶沥青的性能检测数据从表7中的试验数据可以看出,本发明制备的粗颗粒橡胶沥青主要评价指标180℃haake粘度值处于技术要求中值附近,较为理想,其它检测指标亦符合技术要求。采用本发明实施例1至实施例4制备的橡胶沥青混合料制备马歇尔试件并进行各项指标的检测,结果见表8。表8马歇尔实验检测表实施例空隙率/%矿料间隙率/%饱和度/%稳定度ms/kn流值/mm14.216.374.97.754.4124.618.474.27.414.5334.217.376.47.244.9044.016.876.87.194.32施工要求3~5≥1470~85≥7实测从表8中可以看出,制备的马歇尔试件各项实测指标均满足施工技术要求。采用本发明实施例1制备的橡胶沥青混合料在某严寒地区铺筑了试验路段,该地区县城内最高温度32℃,最低温度-27℃,雨雪天共计30天,雪厚至少20cm以上。该地区其它路段还采用了胶粉/sbs复合改性沥青混合料及sbs改性沥青sma-13混合料铺筑了对比路段,其施工后试验检测数据对比如表9所示。表9不同沥青混合料路用性能检测表采用本发明的粗颗粒橡胶沥青制备的橡胶沥青混合料使用的油石比为6.3%~6.6%,均高于胶粉/sbs复合改性沥青混合料的5.4%与sbs改性沥青sma-13混合料的6.0%。从表9中可以看出,本发明粗颗粒橡胶沥青混合料的低温弯曲破坏应变为5036με,冻融劈裂试验残留强度比为90.2%,浸水马歇尔试验残留稳定度为94.1%,分别比胶粉/sbs复合改性沥青混合料提高了21.7%、4.5%、3.6%,比sbs改性沥青sma-13混合料提高了35.4%、5%、4.2%。可见,本发明的粗颗粒橡胶沥青混合料的抗低温性能明显增强,同时路表面几乎不渗水,这对于我国北方严寒区雨雪量大、持续时间长、冻胀春融作用强的特殊气候条件非常有利,在提高沥青路面的耐久性及低温抗裂性的同时,延长了路面的使用寿命,推迟了路面养护周期,降低工程后期的养护费用,在降低施工成本的同时,可以显著减少沥青路面低温裂缝的产生。由于试验路段偏离县城,路表温差要远高于县城内部且最低温度更低,在经历了一次冬春强冻融循环后的本发明粗颗粒橡胶沥青混合料试验路段如图2和图3所示,改性沥青混合料对比路段如图4和图5所示。对比图2和图4可以看出,本发明粗颗粒橡胶沥青混合料试验路段裂缝宽度明显比sbs改性沥青混合料对比路段窄。对比图3和图5可以看出,本发明粗颗粒橡胶沥青混合料试验路段在较长的一段范围内未发生任何裂缝,而sbs改性沥青混合料对比路段两条裂缝出现的频次较高。据统计,sbs改性沥青混合料对比路段每10米左右就会出现低温裂缝,而本发明粗颗粒橡胶沥青混合料试验路段约50~60米才可能出现裂缝,可见整体而言后者出现裂缝的频次降低。因此,相对sbs改性沥青混合料来说,本发明的粗颗粒橡胶沥青混合料在减少低温裂缝方面优势较为突出,更适用于严寒区环境。以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何限制,凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。当前第1页12
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