本發明屬于道路工程瀝青混合料技術領域,具體涉及一種化學改性熱固性瀝青混合料。
背景技術:
進入21世紀以來,我國公路建設進入快速發展的時代,隨之而來的是大跨徑鋼箱梁橋橋面鋪裝、長大縱坡路面鋪裝、重載交通路面鋪裝及特長隧道道面鋪裝等問題。在極端氣候條件、特殊路段鋪裝等工程上對鋪裝材料及工藝提出了更高的要求。
為適應交通建設及發展的需要,建品質工程,需要開發新的高性能材料。環氧瀝青固化后由瀝青的熱塑性特性轉變成熱固材料,具有優異的路用性能。然而由于其苛刻的施工條件使得其在鋪裝工程中的鋪裝質量難控制?;瘜W改性熱固性瀝青混凝土由于黏度與溫度、時間相關,容易因為溫度、時間的控制不足造成黏度過大,甚至凝膠化,從而使得化學改性熱固性瀝青混凝土結塊,成為“死料”,無法壓實,無法繼續發生反應形成交聯網絡,從而帶來不規則裂紋、松散開裂等早期病害問題。
本發明提供的化學改性熱固性瀝青混凝土,經文獻檢索未見與本發明相同的公開報道。
技術實現要素:
本發明的目的在于克服現有技術之不足,而提供一種易于施工和控制的化學改性熱固性瀝青混合料。
本發明的化學改性熱固性瀝青混合料,經由如下步驟得到:
(1)將基質瀝青、固化劑、助劑及其他改性劑按比例混合后在溫度為110-140℃的條件下攪拌20min-30min,得到化學改性熱固性瀝青B組分;所述基質瀝青為SK70#道路用A級石油瀝青、質量百分比為45%-85%,所述固化劑是聚葵二酸酐、質量百分比為10%-50%,固化促進劑是為咪唑、其它助劑是山梨酸酯、固化促進劑及其它助劑質量百分比為5%-7%;
(2)選擇雙酚A型環氧樹脂E-51加熱至80℃,得到環氧瀝青A組分。
(3)將采用石灰巖或巖漿巖中的強憎水性石料磨成粒徑為13mm以下的礦質集料,按照目標級配稱取各粒徑的集料加熱至100-170℃后加入100-170℃的化學改性熱固性瀝青B組分進行與集料拌合,B組分的加入量為現場配合比設計最佳油石比的瀝青用量扣除環氧瀝青A組分后的質量,A/B組分比例為100:363-1720,拌合溫度為100-170℃、拌合時間為120s后得到的瀝青混合料,瀝青混合料保溫不宜超過24h;目標級配稱取各粒徑的集料的量用通用公式按工程量計算;
(4)在步驟(3)拌好的瀝青混合料中按照A/B組分比例為100:363-1720、噴灑溫度為60-120℃的化學改性熱固性A組分后再拌合60s后,在100-170℃出料并成型為馬歇爾試件,帶模具在120℃條件下養生4h得到化學改性熱固性瀝青混合料。
本發明中使用的設備或裝置均為市場購買的通用設備或裝置。
本發明的有益效果在于:
1、化學改性熱固性瀝青混合料的力學性能和路用性能更優越,具有強度高、抗疲勞性能優異、耐久性及抗老化性能良好的優點。
2、化學改性熱固性瀝青混合料大大降低了施工過程可變因素的影響,施工難度低,質量更能保證和控制,具有十分廣泛的應用前景。
具體實施例方式
下面通過具體的實施例對本發明進一步說明。如下實施例中混凝土級配類型為EA-10,目標級配見表1,測試結果見表2。目標級配稱取各粒徑的集料的量按工程量用通用公式計算得到。實施例中使用的設備或裝置均為市場購買的通用設備或裝置。
實施例1:
本發明的化學改性熱固性瀝青混合料,經由如下步驟得到:
(1)將基質瀝青、固化劑、助劑及其他改性劑按比例混合后在溫度為120℃的條件下攪拌30min,得到化學改性熱固性瀝青B組分;所述基質瀝青為SK70#道路用A級石油瀝青、質量百分比為79.68%,所述固化劑為聚葵二酸酐、質量百分比為13.94%,固化促進劑是咪唑、其它助劑是山梨酸酯、固化促進劑及其它助劑質量百分比為6.38%;
(2)將雙酚A型環氧樹脂E-51加熱至80℃,得到環氧瀝青A組分。
(3)將采用石灰巖或巖漿巖中的強憎水性石料磨成粒徑為13mm以下(見表1)的礦質集料,按照目標級配稱取各粒徑的集料10kg加熱至100℃后,按最佳油石比6.5%扣除環氧瀝青A組分質量后加入602.3g的100℃的化學改性熱固性瀝青B組分與集料拌合,拌合溫度100℃,拌合時間120s后得到的瀝青混合料,瀝青混合料保溫不宜超過24h;
(4)在步驟(3)拌好的瀝青混合料中按照A/B組分比例為100:1263的比例噴灑47.7g的60℃化學改性熱固性A組分后再拌合60s后,在100℃出料并成型為馬歇爾試件,帶模具在120℃條件下養生4h得到化學改性熱固性瀝青混合料。依據JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》測試制備出的環氧瀝青混合料性能,測試結果見表2。
實施例2:
本發明的化學改性熱固性瀝青混合料,經由如下步驟得到::
(1)將基質瀝青、固化劑、助劑及其他改性劑按比例混合后在溫度為120℃的條件下攪拌20min,得到化學改性熱固性瀝青B組分;所述基質瀝青為SK70#道路用A級石油瀝青、質量百分比為79.68%,所述固化劑為聚葵二酸酐、質量百分比為13.94%,固化促進劑是咪唑、其它助劑是山梨酸酯、固化促進劑及其它助劑質量百分比為6.38%;
(2)將雙酚A型環氧樹脂E-51加熱至80℃,得到環氧瀝青A組分。
(3)將采用石灰巖或巖漿巖中的強憎水性石料磨成粒徑為13mm以下(見表1中)的礦質集料,按照目標級配稱取各粒徑的集料10Kg加熱至145℃后,按表1所示級配的最佳油石比6.5%扣除環氧瀝青A組分質量后加入602.3g的145℃的化學改性熱固性瀝青B組分與集料拌合,拌合溫度145℃,拌合時間120s后得到的瀝青混合料,瀝青混合料保溫不宜超過24h;
(4)在步驟(3)拌好的瀝青混合料中按照A/B組分比例為100:1263的比例噴灑47.7g的80℃的化學改性熱固性A組分后再拌合60s后,在120℃出料并成型為馬歇爾試件,帶模具在120℃條件下養生4h得到化學改性熱固性瀝青混合料。依據JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》測試制備出的環氧瀝青混合料性能,測試結果見表2。
實施例3:
本發明的化學改性熱固性瀝青混合料,經由如下步驟得到:
(1)將基質瀝青、固化劑、助劑及其他改性劑按比例混合后在溫度為130℃的條件下攪拌20min,得到化學改性熱固性瀝青B組分;所述基質瀝青為SK70#道路用A級石油瀝青、質量百分比為73.8%,所述固化劑為聚葵二酸酐、質量百分比為19.41%,固化促進劑是咪唑、其它助劑是山梨酸酯、固化促進劑及其它助劑質量百分比為6.79%;
(2)將雙酚A型環氧樹脂E-51加熱至80℃,得到環氧瀝青A組分。
(3)將采用石灰巖或巖漿巖中的強憎水性石料磨成粒徑為13mm以下(見表1中)的礦質集料,按照目標級配稱取各粒徑的集料10kg加熱至145℃后,按表1所示級配的最佳油石比6.5%扣除環氧瀝青A組分質量后加入585.2g的145℃的化學改性熱固性瀝青B組分與集料拌合,拌合溫度145℃,拌合時間120s后得到的瀝青混合料,瀝青混合料保溫不宜超過24h;
(4)在步驟(3)拌好的瀝青混合料中按照A/B組分比例為100:903的比例噴灑64.8g的80℃的化學改性熱固性A組分后再拌合60s后,在120℃出料并成型為馬歇爾試件,帶模具在120℃條件下養生4h得到化學改性熱固性瀝青混合料。依據JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》測試制備出的環氧瀝青混合料性能,測試結果見表2。
實施例4:
本發明的化學改性熱固性瀝青混合料,經由如下步驟得到:
(1)將基質瀝青、固化劑、助劑及其他改性劑按比例混合后在溫度為150℃的條件下攪拌20min,得到化學改性熱固性瀝青B組分;所述基質瀝青為SK70#道路用A級石油瀝青、質量百分比為73.8%,所述固化劑為聚葵二酸酐、質量百分比為19.41%,固化促進劑是咪唑、其它助劑是山梨酸酯、固化促進劑及其它助劑質量百分比為6.79%;
(2)將雙酚A型環氧樹脂E-51加熱至80℃,得到環氧瀝青A組分。
(3)將采用石灰巖或巖漿巖中的強憎水性石料磨成粒徑為13mm以下(見表1中)的礦質集料,按照目標級配稱取各粒徑的集料10kg加熱至145℃后,按表1所示級配的最佳油石比6.5%扣除環氧瀝青A組分質量后加入585.2g的145℃的化學改性熱固性瀝青B組分與集料拌合,拌合溫度145℃,拌合時間120s后得到的瀝青混合料,瀝青混合料保溫不宜超過24h;
(4)在步驟(3)拌好的瀝青混合料中按照A/B組分比例為100:903的比例噴灑64.8g的80℃的化學改性熱固性A組分后再拌合60s后,在140℃出料并成型為馬歇爾試件,帶模具在120℃條件下養生4h得到化學改性熱固性瀝青混合料。依據JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》測試制備出的環氧瀝青混合料性能,測試結果見表2。
實施例5:
本發明的化學改性熱固性瀝青混合料,經由如下步驟得到:
(1)將基質瀝青、固化劑、助劑及其他改性劑按比例混合后在溫度為160℃的條件下攪拌30min,得到化學改性熱固性瀝青B組分;所述基質瀝青為SK70#道路用A級石油瀝青、質量百分比為82.72%,所述固化劑為聚葵二酸酐、質量百分比為10.28%,固化促進劑是咪唑、其它助劑是山梨酸酯、固化促進劑及其它助劑質量百分比為7%;
(2)將雙酚A型環氧樹脂E-51加熱至80℃,得到環氧瀝青A組分。
(3)將采用石灰巖或巖漿巖中的強憎水性石料磨成粒徑為13mm以下(見表1中)的礦質集料,按照目標級配稱取各粒徑的集料10kg加熱至160℃后,按表1所示級配的最佳油石比6.5%扣除環氧瀝青A組分質量后加入614.3g的160℃的化學改性熱固性瀝青B組分與集料拌合,拌合溫度160℃,拌合時間120s后得到的瀝青混合料,瀝青混合料保溫不宜超過24h;
(4)在步驟(3)拌好的瀝青混合料中按照A/B組分比例為100:1720的比例噴灑35.2g的110℃的化學改性熱固性A組分后再拌合60s后,在150℃出料并成型為馬歇爾試件,帶模具在120℃條件下養生4h得到化學改性熱固性瀝青混合料。依據JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》測試制備出的環氧瀝青混合料性能,測試結果見表2。
實施例6:
本發明的化學改性熱固性瀝青混合料,經由如下步驟得到:
(1)將基質瀝青、固化劑、助劑及其他改性劑按比例混合后在溫度為160℃的條件下攪拌30min,得到化學改性熱固性瀝青B組分;所述基質瀝青為SK70#道路用A級石油瀝青、質量百分比為82.72%,所述固化劑為聚葵二酸酐、質量百分比為10.57%,固化促進劑是咪唑、其它助劑是山梨酸酯、固化促進劑及其它助劑質量百分比為6.71%;
(2)將雙酚A型環氧樹脂E-51加熱至80℃,得到環氧瀝青A組分。
(3)將采用石灰巖或巖漿巖中的強憎水性石料磨成粒徑為13mm以下(見表1中)的礦質集料,按照目標級配稱取各粒徑的集料10kg加熱至160℃后,按表1所示級配的最佳油石比6.5%扣除環氧瀝青A組分質量后加入570.7g的160℃的化學改性熱固性瀝青B組分與集料拌合,拌合溫度160℃,拌合時間120s后得到的瀝青混合料,瀝青混合料保溫不宜超過24h;
(4)在步驟(3)拌好的瀝青混合料中按照A/B組分比例為100:720的比例噴灑79.3g的120℃的化學改性熱固性A組分后再拌合60s后,在170℃出料并成型為馬歇爾試件,帶模具在120℃條件下養生4h得到化學改性熱固性瀝青混合料。依據JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》測試制備出的環氧瀝青混合料性能,測試結果見表2。
實施例7:
本發明的化學改性熱固性瀝青混合料,經由如下步驟得到:
(1)將基質瀝青、固化劑、助劑及其他改性劑按比例混合后在溫度為170℃的條件下攪拌30min,得到化學改性熱固性瀝青B組分;所述基質瀝青為SK70#道路用A級石油瀝青、質量百分比為61.39%,所述固化劑為聚葵二酸酐、質量百分比為32.23%,固化促進劑是咪唑、其它助劑是山梨酸酯、固化促進劑及其它助劑質量百分比為6.38%;
(2)將雙酚A型環氧樹脂E-51加熱至80℃,得到環氧瀝青A組分。
(3)將采用石灰巖或巖漿巖中的強憎水性石料磨成粒徑為13mm以下(見表1中)的礦質集料,按照目標級配稱取各粒徑的集料10kg加熱至170℃后,按表1所示級配的最佳油石比6.5%扣除環氧瀝青A組分質量后加入548.9g的170℃的化學改性熱固性瀝青B組分與集料拌合,拌合溫度170℃,拌合時間120s后得到的瀝青混合料,瀝青混合料保溫不宜超過24h;
(4)在步驟(3)拌好的瀝青混合料中按照A/B組分比例為100:543的比例噴灑101.1g的120℃的化學改性熱固性A組分后再拌合60s后,在170℃出料并成型為馬歇爾試件,帶模具在120℃條件下養生4h得到化學改性熱固性瀝青混合料。依據JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》測試制備出的環氧瀝青混合料性能,測試結果見表2。
實施例8
本發明的化學改性熱固性瀝青混合料,經由如下步驟得到:
(1)將基質瀝青、固化劑、助劑及其他改性劑按比例混合后在溫度為170℃的條件下攪拌30min,得到化學改性熱固性瀝青B組分;所述基質瀝青為SK70#道路用A級石油瀝青、質量百分比為45.91%,所述固化劑為聚葵二酸酐、質量百分比為48.21%,固化促進劑是咪唑、其它助劑是山梨酸酯、固化促進劑及其它助劑質量百分比為5.88%;
(2)將雙酚A型環氧樹脂E-51加熱至80℃,得到環氧瀝青A組分。
(3)將采用石灰巖或巖漿巖中的強憎水性石料磨成粒徑為13mm以下(見表1中)的礦質集料,按照目標級配稱取各粒徑的集料10kg加熱至180℃后,按表1所示級配的最佳油石比6.5%扣除環氧瀝青A組分質量后加入509.6g的180℃的化學改性熱固性瀝青B組分與集料拌合,拌合溫度180℃,拌合時間120s后得到的瀝青混合料,瀝青混合料保溫不宜超過24h;
(4)在步驟(3)拌好的瀝青混合料中按照A/B組分比例為100:363的比例噴灑140.4g的120℃的化學改性熱固性A組分后再拌合60s后,在170℃出料并成型為馬歇爾試件,帶模具在120℃條件下養生4h得到化學改性熱固性瀝青混合料。依據JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》測試制備出的環氧瀝青混合料性能,測試結果見表2。
表一 化學改性熱固性瀝青混凝土礦料級配表
表二 化學改性熱固性瀝青混凝土實驗結果