專利名稱：：富瀝青斷級配橡膠瀝青混合料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及路面鋪設(shè)材料，尤其涉及一種富瀝青斷級配橡膠瀝青混合料。
背景技術(shù)：
：我國是橡膠消耗大國，橡膠消耗量居世界第2位。同時我國又是汽車大國，據(jù)統(tǒng)計，我國2005年廢舊輪胎達(dá)到1.2億只，預(yù)計到2010年，我國汽車保有量將達(dá)到7000萬輛，屆時廢舊輪胎的產(chǎn)生量將達(dá)到2億只，約合650萬噸。但目前，我國廢舊輪胎的處理量僅占總產(chǎn)生量的14.2%，其余大部分則被白白燒掉或占地堆放，造成了巨大的資源浪費(fèi)，也對環(huán)境造成了嚴(yán)重的"黑色污染"。制備橡膠瀝青(AsphaltRubber)是一種減少"黑色"環(huán)境污染的有效辦法。它主要是通過一定的生產(chǎn)加工工藝將橡膠粉加入瀝青當(dāng)中，形成一種以橡膠粉作為改性劑的改性瀝青結(jié)合料，然后應(yīng)用于公路工程當(dāng)中去。由于橡膠瀝青結(jié)合料中摻入的橡膠粉含量較大(一般要在15%以上)，所以能夠有效的利用廢舊輪胎資源，極大的減少了環(huán)境污染并同時節(jié)約了工程材料。橡膠瀝青不但可以在環(huán)境保護(hù)上獨(dú)樹一幟，而且具有優(yōu)良的穩(wěn)定性、耐久性以及抗滑降噪能力，因而得到了道路設(shè)計者的足夠重視。做為改性瀝青的一種，橡膠瀝青技術(shù)在國外己有30年的發(fā)展歷史，特別是20世紀(jì)90年代以來，該技術(shù)日趨成熟并得到了廣泛應(yīng)用。我國在這方面與世界先水平相比還有一定差距，但橡膠瀝青其獨(dú)特的環(huán)保作用和優(yōu)良的路用性能，在我國具有廣闊的應(yīng)用前景，必須根據(jù)國內(nèi)的具體情況進(jìn)行開發(fā)利用。在路面工程中，斷級配瀝青混合料是橡膠瀝青的主要應(yīng)用方向。國內(nèi)外投入較多精力對斷級配橡膠瀝青混合料開展研究。由于橡膠瀝青在宏觀構(gòu)成上與常規(guī)改性瀝青存在本質(zhì)的不同，橡膠瀝青斷級配混合料設(shè)計無法套用傳統(tǒng)的斷級配瀝青混合料設(shè)計理念和方法。前期斷級配橡膠瀝青混合料由于不能適應(yīng)橡膠瀝青的宏觀特性而存在高溫性能不足、瀝青用量少、構(gòu)造深度低的特點(diǎn)，導(dǎo)致橡膠瀝青路面的抗車轍能力和抗滑性能優(yōu)勢不明顯，且無法發(fā)揮橡膠瀝青優(yōu)異的抗裂性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有較強(qiáng)抗車轍能力和抗滑性的富瀝青斷級配橡膠瀝青混合料，它通過以下技術(shù)方案來實施包括橡膠瀝青和石料，橡膠瀝青的質(zhì)量占石料質(zhì)量的8.1%8.6%，所述石料在分別經(jīng)過篩孔為16、13.2、9.5、4.75、2.36、0.075毫米篩子篩分時，其通過質(zhì)量百分比即級配為100%、90100%、5058%、1825%、1015%、03%。所述橡膠瀝青中橡膠粉粒度大于等于20目小于等于30目，橡膠粉質(zhì)量占基質(zhì)瀝青質(zhì)量的20%26%。由上述混合料制成的熱拌瀝青混凝土試件，其礦料間隙率VMA為21。％24%。用上述混合料鋪設(shè)的路面，其路面的構(gòu)造深度為1.01.5mm。本發(fā)明的橡膠瀝青混合料其對應(yīng)篩孔孔徑4.75、2.36、0.075mm的通過率(級配)為1825%、1015%、03%。要比目前其它橡膠瀝青混合料分別低10%、7%、9%左右。由于本發(fā)明的級配較粗，使得混合料的礦料間隙率VMA更大，達(dá)到21%24%。為橡膠瀝青中橡膠粉提供了更多的空間，避免橡膠粉對混合料粗骨料嵌擠形成干涉作用，從而提高了路面的抗車轍能力。本發(fā)明的橡膠瀝青混合料中不使用礦粉，所以對應(yīng)0.075mm篩孔的通過率為2.7%，比目前其它橡膠瀝青混合料的7%低。礦粉與橡膠瀝青中含有的膠粉都能起到填料的作用，不使用礦粉，橡膠瀝青混合料中將填充更多的瀝青。因此可在不影響混合料抗車轍能力的前提下增加瀝青用量，一方面使橡膠瀝青的抗裂性能充分幛顯，另一方面顯著提高路面的抗裂和抗疲勞能力。本發(fā)明的橡膠瀝青混合料中摻和20目左右較粗的膠粉，其在橡膠瀝青中與基質(zhì)瀝青的質(zhì)量百分比為20%26%，占有較高的百分比。而國內(nèi)橡膠瀝青混合料大都采用4080目較細(xì)的膠粉，且占瀝青質(zhì)量的15%左右。膠粉越細(xì)則價格越高，如80目膠粉的價格為6000元/噸，80目橡膠瀝青的價格為4800元/噸；40目膠粉的價格為4000元/噸，40目橡膠瀝青的價格為4400元/噸，而20目的膠粉的價格為2500，20目的橡膠瀝青的價格為4100元/噸。所以，本發(fā)明采用較粗膠粉能有效降低橡膠瀝青的生產(chǎn)成本。本發(fā)明的混合料所鋪設(shè)的路面，其構(gòu)造深度明顯比其它瀝青混合料要大。其它瀝青混合料路面構(gòu)造深度通常在0.50.7mm之間，而采用本專利的路面構(gòu)造深度可達(dá)1.0mm以上。增加構(gòu)造深度可提高路面的抗滑能力，從而提高路面的安全性。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實施例1采用膠粉粒度為20目，膠粉質(zhì)量占基質(zhì)瀝青質(zhì)量20%的橡膠瀝青，兩者在室內(nèi)拌和60min，制備溫度177t:，制得的橡膠瀝青其性能試驗結(jié)果見表1.1。表1.1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本實施例所用橡膠瀝青成本價比其它類似產(chǎn)品要低300700元/噸。用該橡膠瀝青和石料來制備橡膠瀝青混合料，按橡膠瀝青質(zhì)量占石料質(zhì)量的8.1%的油石比來配制。石料選六合金石磊的玄武巖集料，其級配設(shè)計如表1.2表1.2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>對上述這種只含石料的粗集料進(jìn)行松方密度試驗，得到粗集料骨架的松方間隙率VCADKc，試驗結(jié)果列于表1.3，表中列出了混合料的粗集料骨架間隙率VCAmix。試驗結(jié)果中VCAmix<VCADRC，說明其有良好的嵌擠結(jié)構(gòu)。表1.3<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>將按上述級配制備的橡膠瀝青混合料做成的熱拌瀝青混凝土試件，表1.4是該試件的相關(guān)體積指標(biāo)。表1.4<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>根據(jù)設(shè)計的級配和油石比拌合混合料，室內(nèi)靜壓成型后切割成長380mm、寬63mm、高50mm的小梁。進(jìn)行應(yīng)變控制方式的疲勞試驗，控制應(yīng)變分別取200^和300^。橡膠瀝青疲勞試驗的溫度為15°C，試驗結(jié)果如下表，同時列出了路用性能較好的SMA13瀝青混合料在2(TC下的疲勞試驗結(jié)果以進(jìn)行對比。表1.5<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由疲勞試驗結(jié)果，混合料在200^和300|is兩個應(yīng)變水平下的疲勞壽命都大大超過目前的混合料。說明實施例的斷級配混合料具有更好的抗疲勞開裂能力。瀝青混合料的彎拉變形主要依賴于膠結(jié)料的應(yīng)變，理論上講，混合料中膠結(jié)料含量越高，則變形能力越強(qiáng)。由于本發(fā)明中富含瀝青，膠結(jié)料較高，因此其抗疲勞能力較好。同時，混合料良好的骨架嵌擠結(jié)構(gòu)，為應(yīng)力在試件的傳遞提供了良好的介體，荷載在試件中能更好的分散，而減少局部受力集中，從而提高了混合料的抗疲勞性能。上述橡膠瀝青混合料的骨架結(jié)構(gòu)具有很好的抵抗高溫變形的能力，進(jìn)行路面鋪設(shè)試驗，該路面的構(gòu)造深度為1.5mm。其車轍試驗結(jié)果見表1.6，平均動穩(wěn)定度達(dá)4550次/mm。表1.6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例2采用膠粉粒度為20目，膠粉質(zhì)量占基質(zhì)瀝青質(zhì)量23%的橡膠瀝青，兩者在室內(nèi)拌和60min，制備溫度177'C，制得的橡膠瀝青其性能試驗結(jié)果見表2.1。表2.1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本實施例所用橡膠瀝青成本價比其它類似產(chǎn)品要低300700元/噸。用該橡膠瀝青和石料來制備橡膠瀝青混合料，按橡膠瀝青質(zhì)量占石料質(zhì)量的8.3%的油石比來配制。石料選六合金石磊的玄武巖集料，其級配設(shè)計如表2.2表2.2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>對上述這種只含石料的粗集料迸行松方密度試驗，得到粗集料骨架的松方間隙率VCADKc，試驗結(jié)果列于表2.3，表中列出了混合料的粗集料骨架間隙率VCAmix。試驗結(jié)果中VCAmix<VCADRC，說明其有良好的嵌擠結(jié)構(gòu)。表2.3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>將按上述級配制備的橡膠瀝青混合料做成的熱拌瀝青混凝土試件，表2.4是該試件的相關(guān)體積指標(biāo)。表2.4<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>根據(jù)設(shè)計的級配和油石比拌合混合料，室內(nèi)靜壓成型后切割成長380mm、寬63mm、高50mm的小梁。進(jìn)行應(yīng)變控制方式的疲勞試驗，控制應(yīng)變分別取200(i￡和300)is。橡膠瀝青疲勞試驗的溫度為15°C，試驗結(jié)果如下表，同時列出了SMA13瀝青混合料在2(TC下的疲勞試驗結(jié)果以進(jìn)行對比。表2.5<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由疲勞試驗結(jié)果可以看出，混合料在200|Li￡和300^兩個應(yīng)變水平下的疲勞壽命都大大超過目前的混合料。說明本實施例的斷級配混合料具有更好的抗疲勞開裂能力。上述橡膠瀝青混合料的骨架結(jié)構(gòu)具有很好的抵抗高溫變形的能力，進(jìn)行路面鋪設(shè)實驗，路面的構(gòu)造深度為1.3mm。其車轍試驗結(jié)果見表2.6，平均動穩(wěn)定度達(dá)4276次/mm。表2.6<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例3采用膠粉粒度為30目，膠粉質(zhì)量占基質(zhì)瀝青質(zhì)量26%的橡膠瀝青，兩者在室內(nèi)拌和60min，制備溫度177'C，制得的橡膠瀝青其性能試驗結(jié)果見表3.1。表3.1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>用該橡膠瀝青和石料來制備橡膠瀝青混合料，按橡膠瀝青質(zhì)量占石料質(zhì)量的8.6%的油石比來配制。石料選六合金石磊的玄武巖集料，其級配設(shè)計如表3.2表3.2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>對上述這種只含石料的粗集料進(jìn)行松方密度試驗，得到粗集料骨架的松方同隙率VCAdm，試驗結(jié)果列于表3.3，表中列出了混合料的粗集料骨架間隙率VCAmix。試驗結(jié)果中VCAmix<VCADRC，說明其有良好的嵌擠結(jié)構(gòu)。表3.3<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>將按上述級配制備的橡膠瀝青混合料做成的熱拌瀝青混凝土試件，表3.4是該試件的相關(guān)體積指標(biāo)。表3.4<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>根據(jù)設(shè)計的級配和油石比拌合混合料，室內(nèi)靜壓成型后切割成長380mm、寬63mm、高50mm的小梁。進(jìn)行應(yīng)變控制方式的疲勞試驗，控制應(yīng)變分別取20(His和300^。橡膠瀝青疲勞試驗的溫度為15°C，試驗結(jié)果如下表，同時列出了瀝青混合料SMA13在2(TC下的疲勞試驗結(jié)果以進(jìn)行對比。表3.5<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>上述疲勞試驗結(jié)果可以看出，混合料在200|i￡和300ps兩個應(yīng)變水平下的疲勞壽命都大大超過目前的混合料。說明實施例的斷級配混合料具有更好的抗疲勞開裂能力。上述橡膠瀝青混合料的骨架結(jié)構(gòu)具有很好的抵抗高溫變形的能力，進(jìn)行路面鋪設(shè)實驗，路面的構(gòu)造深度為l.Omm。其車轍試驗結(jié)果見表3.6，平均動穩(wěn)定度達(dá)4780次/mm。表3.6車轍試驗結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求1.富瀝青斷級配橡膠瀝青混合料，其特征在于包括橡膠瀝青和石料，橡膠瀝青的質(zhì)量占石料質(zhì)量的8.1％～8.6％，所述石料在分別經(jīng)過篩孔為16、13.2、9.5、4.75、2.36、0.075毫米篩子篩分時，其通過質(zhì)量百分比即級配為100％，90％～100％，50％～58％，18％～25％，10％～15％，0～3％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富瀝青斷級配橡膠瀝青混合料，其特征在于所述橡膠瀝青中橡膠粉粒度大于等于20目小于等于30目，橡膠粉質(zhì)量占基質(zhì)瀝青質(zhì)量的20%26%。3.按權(quán)利要求1所述混合料制成的熱拌瀝青混凝土試件，其特征在于所述試件的礦料間隙率VMA為21%24%。4.按權(quán)利要求l所述混合料鋪設(shè)的路面，其特征在于所述路面的構(gòu)造深度為1.01.5mm。全文摘要本發(fā)明涉及富瀝青斷級配橡膠瀝青混合料。該混合料包括橡膠瀝青和石料，橡膠瀝青的質(zhì)量占石料質(zhì)量的8.1％～8.6％，所述石料在分別經(jīng)過篩孔為16、13.2、9.5、4.75、2.36、0.075毫米篩子篩分時，其通過率即級配為100％、90～100％、50～58％、18～25％、10～15％、0～3％；所述橡膠瀝青中所含橡膠粒度大于等于20目小于等于30目，橡膠質(zhì)量占基質(zhì)瀝青質(zhì)量的20％～26％。本發(fā)明的級配較粗，使得混合料的礦料間隙率VMA更大，為橡膠瀝青中橡膠粉提供了更多的空間，避免橡膠粉對混合料粗骨料嵌擠形成干涉作用，從而提高了路面的抗車轍能力，并富含瀝青、采用較大粒度的橡膠粉，因而本發(fā)明具有高瀝青用量、高嵌擠性能、高構(gòu)造深度的特點(diǎn)，能充分發(fā)揮橡膠瀝青的抗裂性能，抗車轍能力、抗滑性能更為突出。文檔編號C04B24/28GK101265053SQ20081002381公開日2008年9月17日申請日期2008年4月17日優(yōu)先權(quán)日2008年4月17日發(fā)明者張志祥,曹榮吉,白琦峰申請人:江蘇省交通科學(xué)研究院有限公司