本发明涉及路面材料，具体涉及一种铺筑超薄罩面的超韧沥青混凝土及其制备方法。
背景技术：
1、沥青路面具有行车安全、舒适、养护便捷等优点，目前我国新建的高等级公路85%以上均采用沥青路面。沥青路面在自然环境和车辆载荷的长期作用下，会逐渐呈现开裂、车辙、抗滑不足、松散、老化和麻面等现象，如不及时修复处理，病害会进一步加速恶化，一方面会影响路面的整体使用寿命，加速路面大中修的到来，另一方面会影响行车的安全性、舒适性及美观性，因此在沥青路面大中修期到来之前择机对路面的病害进行养护罩面十分必要。另外，我国早期修建了不少水泥路面，由于水泥路面存在维修难，舒适性、安全性及美观性差等缺陷，很多水泥路面都已经或是需要进行“白改黑”改造，这就在客观上急需一种能应用在沥青路面养护及水泥路面“白改黑”的超薄罩面。铺筑这种超薄罩面的沥青混凝土应具有良好的流动性，摊铺和易性，并具有良好的高、低温性能，水稳性及耐久性能，铺筑的超薄罩面应具有良好的表观，行车舒适、安全、静音等特性。
2、目前国内应用于超薄罩面常见的密级配沥青混凝土有ac-5、ac-8、sma-5、sma-8等，这种密级配沥青混合料的特点是空隙率在3%-6%，高温性、水稳性及耐久性能较好，但是沥青含量低，沥青膜薄，混合料流动性差，施工和易性差，表观易离析，低温抗裂性、抗滑性能差，构造深度小；
3、国内应用于超薄罩面常见的开级配沥青混凝土有ogfc-5、ogfc-8等，这种开级配沥青混合料的特点是空隙率在18%-25%，细集料含量少，沥青膜较厚，构造深度大，表观均匀，但是混合料的高、低温性能，水稳性及耐久性能较差；
4、国内应用于超薄罩面常见的半开级配沥青混凝土有novachip-a、novachip-b及novachip-c，分别对应的摊铺厚度为1.5cm，2.0cm，2.5cm，novachip沥青混凝土的特点是采用断级配设计，构造深度大，表观均匀，高温性能好，空隙率在10%-18%，粗集料含量偏高，导致空隙的孔径较大，耐久性较差，需要利用摊铺时同步喷洒粘层油进行层间填充密实，否则混合料的水稳性及耐久性难以得到保证，因此摊铺需要专用的同步式沥青摊铺机，同步式沥青摊铺机造价高，投入大，经济效益和社会效益均不理想；
5、针对以上现有技术，可知目前需要提供一种具有良好的摊铺和易性，具有突出的高、低温性能，水稳性及耐久性能的超韧沥青混凝土，铺装后的超薄罩面还具有表观均匀、平整、富油，行车静音，抗滑性能突出的特点，为此提出一种铺筑超薄罩面的超韧沥青混凝土及其制备方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于：提供一种铺筑超薄罩面的超韧沥青混凝土及其制备方法，按照制备方法得到一种具有良好的摊铺和易性，具有突出的高、低温性能，水稳性及耐久性能的超韧沥青混凝土，铺装后的超薄罩面还具有表观均匀、平整、富油，行车静音，抗滑性能突出的特点。
2、本发明为了实现上述目的，具体采用以下技术方案：
3、一种铺筑超薄罩面的超韧沥青混凝土，主要包括以下组分：高韧高弹复合改性沥青、矿粉、粉煤灰、碎石、0-3mm机制砂或石屑。
4、进一步地，当超薄罩面厚度为1.0-1.5cm时，按重量份计主要包括以下组分：高韧高弹复合改性沥青6-8份、矿粉2-8份、粉煤灰1-3份、3-5mm碎石65-80份、0-3mm机制砂或石屑10-20份。
5、进一步地，当超薄罩面厚度为1.5-2.5cm时，按重量份计主要包括以下组分：高韧高弹复合改性沥青6-8份、矿粉1-6份、粉煤灰1-3份、6-8mm碎石20-45份、3-6mm碎石25-50份、0-3mm机制砂或石屑15-25份。
6、进一步地，所述高韧高弹复合改性沥青按重量份计包括以下组分：重交沥青85-89份、芳烃油增延剂2-4份、高粘增韧改性剂3-4份、热塑性丁苯橡胶改性剂6-7份、硫化物稳定剂0.1-0.3份。
7、进一步地，所述矿粉采用石灰岩磨细的矿粉，所述粉煤灰为采用从火电厂煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，所述0-3mm机制砂或石屑为采用经水洗或除尘工艺处理的偏碱性石粉。
8、进一步地，所述碎石为坚硬耐磨的偏碱性石料。
9、进一步地，所述偏碱性石料的制备包括：采用反击破加工成型的辉绿岩或玄武岩等碎石中的一种或几种。
10、一种铺筑超薄罩面的超韧沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：
11、先将高韧高弹复合改性沥青加热至165-175℃，将矿料（碎石、机制砂或石屑）加热至200-210℃，再将准备好的各种原材料按预先设计的重量比例按依次输送至搅拌锅，拌合温度180-190℃，成品混合料运至现场后在150-170℃下采用沥青摊铺机摊铺，双钢轮压路机碾压成型。
12、本发明的有益效果如下：
13、1、本发明超韧沥青混凝土采用的沥青用量（油石比）为6%～8%，远远高出传统沥青混合料的4%～5%，使得混合料具有良好的流动性，解决了超薄罩面因温度损失较快而造成的施工和易性问题，同时提升了低温抗裂性及耐久性。
14、2、本发明超韧沥青混凝土采用高温粘度小，常温粘度大的高韧高弹复合改性沥青，使得沥青混合料在高温下具有良好的流动性及施工和易性，在常温及使用温度下具有良好的抗车辙性及稳定性，同时高韧高弹复合改性沥青具有突出的延展性、粘韧性及回弹性，使得沥青混合料具有良好的低温抗裂性。
15、3、本发明超韧沥青混凝土采用连续半开级配，空隙率介于6%～12%，孔径小，具有一定的密水功能，既保证了混合料的水稳性及耐久性，比传统开级配超薄罩面的水稳性及耐久性要更好，同时又使得表面具有比传统密级配超薄罩面更大的构造深度，抗滑性能要更好。
16、4、本发明超韧沥青混凝土采用了连续半开级配，而传统的开级配及半开级配超薄罩面均采用了断级配，在同等条件下采用连续级配比采用断级配的沥青混合料要具有更好的流动性和施工和易性，不易离析，级配更稳定，且无需采用昂贵的同步式沥青摊铺机同步喷洒粘层油实现层间密实，使用普通沥青洒布车及沥青摊铺机即可满足施工需要。
17、5、本发明超韧沥青混凝土铺筑的超薄罩面比传统密级配超薄罩面的沥青膜要更厚，表观要更富油，美观，行车噪音也更小。
18、实施方式
19、为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20、因此，本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21、应注意到：相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项被定义，则不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22、在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23、实施例
24、一种铺筑超薄罩面的超韧沥青混凝土，当超薄罩面厚度为1.0-1.5cm时，按重量份计主要包括以下组分：高韧高弹复合改性沥青6-8份、矿粉2-8份、粉煤灰1-3份、3-5mm碎石65-80份、0-3mm机制砂或石屑10-20份；
25、其中，3-5mm碎石为坚硬耐磨的偏碱性石料；在份数不变的情况下，如果碎石尺寸大于5，则石料偏粗，流动性变差；如果碎石尺寸小于3，石料太细，很容易和沥青形成沥青胶浆，导致粘度很大，经过反复测试分析，再综合成本等实际情况，优选3-5mm碎石，其和易性、流动性是最好的，若不考虑成本因素，则可考虑4mm石料，但实际中很难有大小完全一致的，或成本非常高，因此在实际生产中，选择了3-5mm石料。
26、偏碱性石料的制备包括：采用反击破加工成型的辉绿岩或玄武岩等碎石中的一种或几种。
27、具体的为，该超韧沥青混凝土采用的沥青用量（油石比）为6%～8%，远远高出传统沥青混合料的4%～5%，使得混合料具有良好的流动性，解决了超薄罩面因温度损失较快而造成的施工和易性问题，同时提升了低温抗裂性及耐久性，且该超韧沥青混凝土采用了连续级配中的半开级配，空隙率介于6%～12%，孔径小，具有一定的密水功能，既保证了混合料的水稳性及耐久性，比传统开级配超薄罩面的水稳性及耐久性要更好，同时又使得表面具有比传统密级配超薄罩面更大的构造深度，抗滑性能要更好，沥青膜要更厚，表观要更富油，美观，行车噪音也更小，无需采用昂贵的同步式沥青摊铺机同步喷洒粘层油实现层间密实，使用普通沥青洒布车及沥青摊铺机即可满足施工需要。传统的开级配及半开级配超薄罩面均采用了断级配，在同等条件下采用连续级配比采用断级配的沥青混合料要具有更好的流动性和施工和易性，不易离析，级配更稳定。
28、本实施例中的高韧高弹复合改性沥青按重量份计包括以下组分：重交沥青85-89份、芳烃油增延剂2-4份、高粘增韧改性剂3-4份、热塑性丁苯橡胶改性剂6-7份、硫化物稳定剂0.1-0.3份。
29、具体的为，该超韧沥青混凝土采用高温粘度小，常温粘度大的高韧高弹复合改性沥青，使得沥青混合料在高温下具有良好的流动性及施工和易性，在常温及使用温度下具有良好的抗车辙性及稳定性，同时高韧高弹复合改性沥青具有突出的延展性、粘韧性及回弹性，使得沥青混合料具有良好的低温抗裂性。
30、本实施例中的矿粉采用石灰岩磨细的矿粉，粉煤灰为采用从火电厂煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，0-3mm机制砂或石屑为采用经水洗或除尘工艺处理的偏碱性石粉。
31、具体的为，采用粉煤灰，粉煤灰表观圆球状，无棱角，相比于矿粉更有助于提升沥青混合料的流动性。
32、本实施例中的超韧沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：
33、超韧沥青混合料制备采用间歇式沥青混合料拌合楼拌合，拌合楼的热料仓筛网须按0-3mm、3-6mm和6-11mm配置，先将沥青加热至165-175℃，将矿料加热至200-210℃，再将准备好的各种原材料按预先设计的重量比例和按以下的顺序依次输送至搅拌锅：先加3-5mm碎石和0-3mm机制砂或石屑，再加入矿粉和粉煤灰并干拌混合至少5秒，最后加入高韧高弹复合改性沥青湿拌混合至少40秒；拌合温度180-190℃，成品混合料运至现场后在150-170℃下采用沥青摊铺机摊铺，双钢轮压路机碾压成型。
34、本实施例中除沥青外的各组分合成集料采用如下粒径大小分布的专用级配组成：
35、（1）筛孔尺寸为6.0mm，合成集料通过率为100%；
36、（2）筛孔尺寸为4.75mm，合成集料通过率为80%-100%；
37、（3）筛孔尺寸为2.36mm，合成集料通过率为20%-50%；
38、（4）筛孔尺寸为1.18mm，合成集料通过率为14%-36%；
39、（5）筛孔尺寸为0.6mm，合成集料通过率为10%-26%；
40、（6）筛孔尺寸为0.3mm，合成集料通过率为7%-18%；
41、（7）筛孔尺寸为0.15mm，合成集料通过率为5%-12%；
42、（8）筛孔尺寸为0.075mm，合成集料通过率为4%-10%。
43、本实施例中的超韧沥青混凝土经测试，在150℃时仍具有良好的摊铺和易性，并获得以下数据：6kn≤马歇尔试验稳定度≤10kn，60℃车辙动稳定度≥5000次/mm，-10℃低温弯曲试验破坏应变≥6000，浸水马歇尔试验残留强度比≥85%，冻融劈裂试验残留强度比≥80%，肯塔堡飞散试验损失≤8%。铺筑的超薄罩面表观均匀、平整、富油，沥青膜厚度≥12m，行车噪音比铺筑前可降低2-5db，抗滑性能突出，构造深度≥0.8mm，横向力系数≥54。
44、综上：该超韧沥青混凝土采用高温粘度小，常温粘度大的高韧高弹复合改性沥青，并增加了用量，使得混合料具有良好的流动性，解决了超薄罩面因温度损失较快而造成的施工和易性问题，同时提升了低温抗裂性及耐久性，并采用连续半开级配，空隙率介于6%～12%，孔径小，具有一定的密水功能，既保证了混合料的水稳性及耐久性，又使表面具有比传统密级配超薄罩面更大的构造深度，抗滑性能要更好，不易离析，级配更稳定，且无需采用昂贵的同步式沥青摊铺机同步喷洒粘层油实现层间密实，使用普通沥青洒布车及沥青摊铺机即可满足施工需要。
45、实施例
46、一种铺筑超薄罩面的超韧沥青混凝土，当超薄罩面厚度为1.5-2.5cm时，按重量份计主要包括以下组分：高韧高弹复合改性沥青6-8份、矿粉1-6份、粉煤灰1-3份、6-8mm碎石20-45份、3-6mm碎石25-50份、0-3mm机制砂或石屑15-25份；
47、其中，6-8mm碎石、3-6mm碎石均为坚硬耐磨的偏碱性石料；
48、偏碱性石料的制备包括：采用反击破加工成型的辉绿岩或玄武岩等中的一种或几种。
49、具体的为，该超韧沥青混凝土采用的沥青用量（油石比）为6%～8%，远远高出传统沥青混合料的4%～5%，使得混合料具有良好的流动性，解决了超薄罩面因温度损失较快而造成的施工和易性问题，同时提升了低温抗裂性及耐久性，且该超韧沥青混凝土采用了连续级配中的半开级配，空隙率介于6%～12%，孔径小，具有一定的密水功能，既保证了混合料的水稳性及耐久性，比传统开级配超薄罩面的水稳性及耐久性要更好，同时又使得表面具有比传统密级配超薄罩面更大的构造深度，抗滑性能要更好，沥青膜要更厚，表观要更富油，美观，行车噪音也更小，无需采用同步粘层油实现层间密实，普通沥青洒布车及沥青摊铺机即可满足施工，传统的开级配及半开级配超薄罩面均采用了断级配，在同等条件下采用连续级配比采用断级配的沥青混合料要具有更好的流动性和施工和易性，不易离析，级配更稳定。
50、本实施例中的高韧高弹复合改性沥青按重量份计包括以下组分：重交沥青85-89份、芳烃油增延剂2-4份、高粘增韧改性剂3-4份、热塑性丁苯橡胶改性剂6-7份、硫化物稳定剂0.1-0.3份。
51、具体的为，该超韧沥青混凝土采用高温粘度小，常温粘度大的高韧高弹复合改性沥青，使得沥青混合料在高温下具有良好的流动性及施工和易性，在常温及使用温度下具有良好的抗车辙性及稳定性，同时高韧高弹复合改性沥青具有突出的延展性、粘韧性及回弹性，使得沥青混合料具有良好的低温抗裂性。
52、本实施例中的矿粉采用石灰岩磨细的矿粉，粉煤灰为采用从火电厂煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，0-3mm机制砂或石屑为采用经水洗或除尘工艺处理的偏碱性石粉。
53、具体的为，采用粉煤灰，粉煤灰表观圆球状，无棱角，相比于矿粉更有助于提升沥青混合料的流动性
54、本实施例中的超韧沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：
55、超韧沥青混合料制备采用间歇式沥青混合料拌合楼拌合，拌合楼的热料仓筛网须按0-3mm、3-6mm和6-11mm配置，先将沥青加热至165-175℃，将矿料加热至200-210℃，再将准备好的各种原材料按预先设计的重量比例和按以下的顺序依次输送至搅拌锅：先加6-8mm碎石、3-6mm碎石和0-3mm机制砂或石屑，再加入矿粉和粉煤灰并干拌混合至少5秒，最后加入高韧高弹复合改性沥青湿拌混合至少40秒；拌合温度180-190℃，成品混合料运至现场后在150-170℃下采用沥青摊铺机摊铺，双钢轮压路机碾压成型。
56、本实施例中除沥青外的各组分合成集料采用如下粒径大小分布的专用级配组成：
57、（1）筛孔尺寸为8.0mm，合成集料通过率为100%；
58、（2）筛孔尺寸为4.75mm，合成集料通过率为40%-70%；
59、（3）筛孔尺寸为2.36mm，合成集料通过率为17%-36%；
60、（4）筛孔尺寸为1.18mm，合成集料通过率为11%-25%；
61、（5）筛孔尺寸为0.6mm，合成集料通过率为8%-19%；
62、（6）筛孔尺寸为0.3mm，合成集料通过率为6%-15%；
63、（7）筛孔尺寸为0.15mm，合成集料通过率为5%-12%；
64、（8）筛孔尺寸为0.075mm，合成集料通过率为4%-10%。
65、本实施例中的超韧沥青混凝土经测试，在150℃时仍具有良好的摊铺和易性，并获得以下数据：6kn≤马歇尔试验稳定度≤10kn，60℃车辙动稳定度≥5000次/mm，-10℃低温弯曲试验破坏应变≥6000μm，浸水马歇尔试验残留强度比≥85%，冻融劈裂试验残留强度比≥80%，肯塔堡飞散试验损失≤8%。铺筑的超薄罩面表观均匀、平整、富油，沥青膜厚度≥12m，行车噪音比铺筑前可降低2-5db，抗滑性能突出，构造深度≥0.8mm，横向力系数≥54。
66、综上：该超韧沥青混凝土采用高温粘度小，常温粘度大的高韧高弹复合改性沥青，并增加了用量，使得混合料具有良好的流动性，解决了超薄罩面因温度损失较快而造成的施工和易性问题，同时提升了低温抗裂性及耐久性，并采用连续半开级配，空隙率介于6%～12%，孔径小，具有一定的密水功能，既保证了混合料的水稳性及耐久性，又使表面具有比传统密级配超薄罩面更大的构造深度，抗滑性能要更好，不易离析，级配更稳定，且无需采用昂贵的同步式沥青摊铺机同步喷洒粘层油实现层间密实，使用普通沥青洒布车及沥青摊铺机即可满足施工需要。
67、以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。