本發(fā)明涉及改性瀝青，具體涉及一種復(fù)合改性瀝青混合料。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于sbs改性瀝青大量的使用，對(duì)于提高公路路面使用性能，改善路用使用質(zhì)量，延長(zhǎng)路面使用壽命，發(fā)揮了重要作用。但隨著我國(guó)汽車工業(yè)高速發(fā)展，大量的舊輪胎被廢棄，已經(jīng)給社會(huì)帶來(lái)了巨大的環(huán)保壓力。舊輪胎是一種難以分解的高分子化工材料，無(wú)論是采用堆放填埋，還是采用焚燒的方法處理都將帶來(lái)新的污染，不但污染環(huán)境，而且還占用土地，而將廢舊輪胎制成橡膠粉作為瀝青改性劑是解決當(dāng)前社會(huì)面臨環(huán)境污染問(wèn)題的有效途徑，不僅可以提高瀝青品質(zhì)和路面使用質(zhì)量，還能有效治理污染，節(jié)約資源，符合公路建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展的要求。
然而，采用單一sbs改性瀝青或者復(fù)合廢膠粉改性瀝青修建的密級(jí)配瀝青混凝土路面，因其在路面抗滑性、高低溫性、水穩(wěn)定性及疲勞壽命方面無(wú)法滿足極端惡劣的交通環(huán)境要求，嚴(yán)重制約著這些地區(qū)的發(fā)展。
為此，目前需要一種設(shè)計(jì)出具有骨架密實(shí)型特點(diǎn)的復(fù)合廢膠粉改性瀝青混合料，并且具有高溫抗車轍、低溫抗開裂、水穩(wěn)定性強(qiáng)、疲勞壽命長(zhǎng)及抗滑耐磨好等特點(diǎn)的改性瀝青混合料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的改性瀝青存在路面抗滑性、高低溫性以及水穩(wěn)定性差的問(wèn)題。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種復(fù)合改性瀝青混合料，包括以下組分：
瀝青，所述瀝青的針入度為3～7mm，所述瀝青的延度為5cm以上，所述瀝青的軟化點(diǎn)為65℃以上，所述瀝青的旋轉(zhuǎn)粘度為2.0～5.0pa.s；
集料，包括粗集料和細(xì)集料，所述集料為玄武巖碎石，所述粗集料的洛杉磯磨耗損失為30％以下，所述粗集料的壓碎值為28％以下，所述粗集料的磨光值為38pbn以上，所述粗集料的表觀相對(duì)密度為2.5以上，所述粗集料的吸水率為3.0％以下，所述粗集料的軟石含量為5％以下，所述粗集料的粘附性為4級(jí)以上，所述粗集料的針片狀顆粒含量為18％以下，所述粗集料用水洗法得到的小于0.075mm的顆粒含量為1％以下，所述粗集料的堅(jiān)固性為12％以下，所述粗集料的沖擊值為28％以下，所述細(xì)集料的表觀相對(duì)密度為2.5以上，所述細(xì)集料的吸水率為3.0％以下，所述細(xì)集料的砂當(dāng)量為60％以上，所述細(xì)集料的棱角性為30s以上；
礦粉，所述礦粉為石灰?guī)r礦粉，所述礦粉的表觀相對(duì)密度為2.5以上，所述礦粉的礦粉親水系數(shù)為小于1，所述礦粉的含水量為1％以下，所述礦粉的塑性指數(shù)為小于4，所述礦粉的粒度范圍為75％～100％；
高模量瀝青混凝土路面改性劑，所述高模量瀝青混凝土路面改性劑的比重為0.975g/cm3以下，所述高模量瀝青混凝土路面改性劑的粒徑為4mm以下，所述高模量瀝青混凝土路面改性劑的軟化點(diǎn)為70℃以上，所述高模量瀝青混凝土路面改性劑的瀝青混合料內(nèi)摻比例為0.2％～0.6％，所述高模量瀝青混凝土路面改性劑在-40℃的斷裂伸長(zhǎng)率為300％以上。
在上述方案中，所述復(fù)合改性瀝青混合料的試配油石比為5.5％～7.5％。
在上述方案中，所述復(fù)合改性瀝青混合料的試配油石比分別為5.5％、6.0％、6.5％、7.0％或7.5％。
在上述方案中，所述粗集料的粒徑分別為9.5～16.0mm、4.75～9.5mm及2.36～4.75mm，所述細(xì)集料的粒徑為0～2.36mm。
在上述方案中，所述集料和所述礦粉按以下重量比組分摻配：
9.5～16.0mm的粗集料31份；4.75～9.5mm的粗集料40份；2.36～4.75mm的粗集料4份，0～2.36mm的細(xì)集料19份；礦粉6份。
在上述方案中，所述瀝青的針入度為5.1mm，所述瀝青的延度為5cm，所述瀝青的軟化點(diǎn)為79℃，所述瀝青的旋轉(zhuǎn)粘度為2.082pa.s。
在上述方案中，所述粗集料的洛杉磯磨耗損失為19.7％，所述粗集料的壓碎值為16.1％，所述粗集料的磨光值為45pbn，所述粗集料的軟石含量為2.4％，所述粗集料的粘附性為5級(jí)，所述粗集料的堅(jiān)固性為8.1％，所述粗集料的沖擊值為10.6％。
在上述方案中，所述細(xì)集料的表觀相對(duì)密度為2.788，所述細(xì)集料的吸水率為1.4％，所述細(xì)集料的砂當(dāng)量為71％，所述細(xì)集料的棱角性為40.5s。
在上述方案中，所述高模量瀝青混凝土路面改性劑的比重為0.97g/cm3，所述高模量瀝青混凝土路面改性劑的粒徑為2～4mm，所述高模量瀝青混凝土路面改性劑在-40℃的斷裂伸長(zhǎng)率為608％。
在上述方案中，所述礦粉的表觀相對(duì)密度為2.69，所述礦粉的礦粉親水系數(shù)為0.6，所述礦粉的含水量為0.36％，所述礦粉的塑性指數(shù)為3.4。
本發(fā)明，在原有復(fù)合廢膠粉改性瀝青密級(jí)配混合料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出具有骨架密實(shí)型特點(diǎn)的復(fù)合廢膠粉改性瀝青混合料，同時(shí)為了進(jìn)一步提高復(fù)合廢膠粉改性瀝青混合料的綜合路用性能，在混合料中內(nèi)摻0.2％高模量瀝青混凝土路面改性劑，從而形成了高溫抗車轍、低溫抗開裂、水穩(wěn)定性強(qiáng)、疲勞壽命長(zhǎng)及抗滑耐磨好的橡塑合金改性瀝青混合料。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)的說(shuō)明。
本發(fā)明提供的復(fù)合改性瀝青混合料，包括以下組分：瀝青，集料，集料為玄武巖碎石，礦粉，礦粉為石灰?guī)r礦粉，高模量瀝青混凝土路面改性劑，以進(jìn)一步提高復(fù)合廢膠粉改性瀝青混合料的綜合路用性能，從而形成了高溫抗車轍、低溫抗開裂、水穩(wěn)定性強(qiáng)、疲勞壽命長(zhǎng)及抗滑耐磨好的橡塑合金改性瀝青混合料。
本發(fā)明采用馬歇爾配合比設(shè)計(jì)原理，以復(fù)合改性瀝青為膠結(jié)料，確定復(fù)合改性瀝青混合料的設(shè)計(jì)級(jí)配及最佳油石比。保持設(shè)計(jì)級(jí)配和最佳油石比不變，在骨料中添加占瀝青混合料總質(zhì)量0.2％的高模量瀝青混凝土路面改性劑成型標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，并檢驗(yàn)試件的馬歇爾體積指標(biāo)及物理力學(xué)指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求。然后，分別對(duì)未添加改性劑和添加改性劑的復(fù)合改性瀝青混合料進(jìn)行的性能對(duì)比。
本發(fā)明中瀝青性能指標(biāo)及試驗(yàn)結(jié)果見表1：
表1
本發(fā)明中集料的規(guī)格分別9.5-16.0mm、4.75-9.5mm、2.36-4.75mm及0-2.36mm，粗、細(xì)集料試驗(yàn)結(jié)果和設(shè)計(jì)要求分別見表2、3：
表2
表3
本發(fā)明中礦粉性能指標(biāo)及試驗(yàn)結(jié)果見表4：
表4
本發(fā)明中高模量瀝青混凝土路面改性劑的試驗(yàn)結(jié)果及設(shè)計(jì)要求見表5
表5
本發(fā)明中，復(fù)合改性瀝青混合料的級(jí)配組成見表6：
表6
本發(fā)明根據(jù)上述原則選取的礦料組成比例，以復(fù)合改性瀝青為膠結(jié)料，改性瀝青混凝土試配油石比為5.5％、6.0％、6.5％、7.0％、7.5％各一組，共分為五組，每組成型6個(gè)馬歇爾試件，礦料加熱溫度為195℃～220℃，瀝青加熱溫度為75℃～185℃，復(fù)合改性瀝青混合料拌和溫度為185℃～190℃,擊實(shí)初始溫度為180℃。
采用表干法測(cè)定試件毛體積相對(duì)密度，并計(jì)算各組油石比條件下馬歇爾試件的空隙率、瀝青飽和度、礦料間隙率等各項(xiàng)物理指標(biāo)見表7；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)的試驗(yàn)方法測(cè)定各組試件的穩(wěn)定度和流值：
表7
相應(yīng)于毛體積相對(duì)密度最大值的油石比a1＝6.49％，所求相應(yīng)于穩(wěn)定度最大值的油石比a2＝6.35％，相應(yīng)于規(guī)定空隙率中值的油石比a3＝6.40％，相應(yīng)于飽和度中值的油石比a4＝6.64％，由于選定的油石比為涵蓋飽和度范圍，所以初始油石比：oac1＝(a1+a2+a3)/3＝6.41％，滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的油石比范圍oacmin＝5.91％，oacmax＝7.44％，則oac2＝(5.91+7.44)/2＝6.68％。初始油石比oac1在oacmax與oacmin之間，則最佳油石比：
oac＝(oac1+oac2)/2＝6.54％
本發(fā)明考慮到瀝青混凝土路面所必須具有良好的高穩(wěn)定性、低溫抗裂性及耐久性等要求，結(jié)合已往工程經(jīng)驗(yàn)取復(fù)合改性瀝青混凝土的最佳油石比為6.5％。
由以上馬歇爾配合比設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可知，復(fù)合改性瀝青混凝土的最佳油石比為6.5％，級(jí)配組成見表8：
表8
本發(fā)明以復(fù)合改性瀝青為膠結(jié)料，保持設(shè)計(jì)級(jí)配和最佳油石比不變，內(nèi)摻占瀝青混合料總質(zhì)量0.2％的成型馬歇爾試件，并測(cè)定馬歇爾試件體積指標(biāo)及物理力學(xué)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果見表9：
表9
本發(fā)明綜合對(duì)比采用復(fù)合改性瀝青為膠結(jié)料，保持設(shè)計(jì)級(jí)配和最佳油石比不變，分別研究?jī)?nèi)摻與不摻兩種方案時(shí)，復(fù)合改性瀝青混凝土的全面路用性能：
1高溫穩(wěn)定性
瀝青混合料高溫性能一般采用車轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度結(jié)果表征，根據(jù)已確定的礦料級(jí)配和瀝青用量，按擊實(shí)試件密度作為控制壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，車轍試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)溫度為60℃，輪壓為0.7±0.05mpa，復(fù)合改性瀝青混凝土車轍試驗(yàn)結(jié)果見表10：
表10
2水穩(wěn)定性
浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)是評(píng)價(jià)瀝青混合料水穩(wěn)定性的常規(guī)試驗(yàn)方法，復(fù)合改性瀝青混凝土浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果，見表11：
表11
3低溫抗裂性
目前現(xiàn)行規(guī)范評(píng)價(jià)瀝青混合料低溫抗裂性能，是通過(guò)瀝青混合料的低溫彎曲試驗(yàn)來(lái)完成的，采用微電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為-10±0.5℃，加載速率50mm/min。試驗(yàn)結(jié)果見表12：
表12
4滲水性
滲水性能采用試驗(yàn)室成型的車轍試件進(jìn)行試驗(yàn)，用以評(píng)價(jià)成型后瀝青混凝土路面密水性能，試驗(yàn)結(jié)果見表13：
表13
5抗滑性
瀝青混合料表面構(gòu)造深度試驗(yàn)是目前評(píng)價(jià)瀝青混凝土路面抗滑性能的基本方法之一，運(yùn)用輪碾成型機(jī)成型標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)車轍試件，采用手工砂鋪儀鋪砂測(cè)定瀝青混合料表面構(gòu)造深度td(mm)，試驗(yàn)結(jié)果見表14：
表14
本發(fā)明，在原有復(fù)合廢膠粉改性瀝青密級(jí)配混合料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出具有骨架密實(shí)型特點(diǎn)的復(fù)合廢膠粉改性瀝青混合料，同時(shí)為了進(jìn)一步提高復(fù)合廢膠粉改性瀝青混合料的綜合路用性能，在混合料中內(nèi)摻0.2％高模量瀝青混凝土路面改性劑，從而形成了高溫抗車轍、低溫抗開裂、水穩(wěn)定性強(qiáng)、疲勞壽命長(zhǎng)及抗滑耐磨好的橡塑合金改性瀝青混合料。
本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下做出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。