專利名稱：：一種路用隔熱瀝青混合料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于道路鋪筑的浙青混合料，特別是一種具有隔熱功能的路用浙青混合料及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：浙青混合料是對溫度非常敏感的材料，外界環(huán)境的變化使路面結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生不穩(wěn)定熱流，構(gòu)成了路面結(jié)構(gòu)的溫度場。由于層狀路面材料感溫性能的差異、各結(jié)構(gòu)層之間的相互約束、以及狹長路面體沿路線方向上的約束，路面體內(nèi)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。對浙青混合料來說，溫度的變化會導(dǎo)致其性能有較大的差異，在不同溫度域的破壞模式有很大的不同在低溫溫度域，浙青路面的破壞主要是由于溫度降低過快或者溫度反復(fù)降溫等原因產(chǎn)生的開裂；在高溫溫度域，浙青混合料的勁度模量很低，混合料的破壞模式主要是失去穩(wěn)定性，產(chǎn)生車轍等流動變形。據(jù)統(tǒng)計，我國夏季某些地區(qū)的最高氣溫達40°C以上，當(dāng)采用浙青混合料作為路面面層時，其內(nèi)部溫度可高至60°C，面層長期處于高溫狀態(tài)致使面層與基層的粘結(jié)性下降及浙青老化加速，大大降低了路面的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容針對如上所述的路面面層材料中存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種具有隔熱功能的路用浙青混合料及其生產(chǎn)方法。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種路用隔熱浙青混合料，其特征在于，制得的該路用隔熱浙青混合料由下列原料及其體積百分比組成石灰石集料26%49%，多孔玄武巖集料31%37%，粉煤灰漂珠11%23%，石灰石礦粉1%4%，SBS改性石油浙青8%10%，上述原料的體積百分比之和為100%；其中，石灰石集料的粒度為0.075mnTl3.2mm，多孔玄武巖集料粒度為9.5mm占13%16%，多孔玄武巖集料粒度為4.75mm占18%21%，粉煤灰漂珠粒度為0.15mm占4%7%，粉煤灰漂珠粒度為0.075mm占5%10%，粉煤灰漂珠粒度小于0.075mm占2%6%。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述的石灰石集料的體積百分比不變，多孔玄武巖集料粒度為9.5mm占13%15%，多孔玄武巖集料粒度為4.75mm占18%20%，所述的粉煤灰漂珠粒度為0.15mm占4%6%，粉煤灰漂珠粒度為0.075mm占7%9%，粉煤灰漂珠粒度小于0.075mm占3%5%，石灰石礦粉2%4%，SBS改性石油浙青為9%10%。根據(jù)進一步優(yōu)選的實施方式，所述的石灰石集料占37%；所述的多孔玄武巖集料粒度為9.5mm占14%，多孔玄武巖集料粒度為4.75mm占19%，所述的粉煤灰漂珠粒度為0.15mm占5%，粉煤灰漂珠粒度為0.075mm占8%，粉煤灰漂珠粒度小于0.075mm占4%，石灰石礦粉3%，SBS改性石油浙青為10%。上述路用隔熱浙青混合料生產(chǎn)的方法。其特征在于，包括以下步驟在185°C條件下將在185°C條件下將石灰石集料、多孔玄武巖集料、石灰石礦粉和粉煤灰漂珠烘干24小時；其中，石灰石集料的粒度為0.075mnTl3.2mm，多孔玄武巖集料粒度為9.5mm和4.75mm，粉煤灰漂珠粒度分為0.15mm、0.075mm、小于0.075mm；將石灰石礦粉與小于0.075mm粉煤灰漂珠按配方混合，在170°C條件下將其與SBS改性石油浙青混合并拌和均勻；最后加入石灰石集料、多孔玄武巖集料、和粒度為0.15mm和0.075mm粉煤灰漂珠拌和均勻，得到路用隔熱浙青混合料。本發(fā)明制得的路用隔熱浙青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度等力學(xué)性能，滿足《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》(JTJ052-2000)密級配浙青混合料相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因此，該路用隔熱浙青混合料完全可以在道路面層中使用；并且具有隔熱功能，能夠阻礙熱量在浙青路面結(jié)構(gòu)中的傳遞，提高路面使用壽命。具體實施例方式下面通過具體的優(yōu)選實施例來進一步說明本發(fā)明。本發(fā)明采用多孔玄武巖和粉煤灰漂珠作為部分原料，玄武巖具有強度高、堅硬、耐壓等特點，在浙青混合料路面材料中廣泛應(yīng)用，而多孔玄武巖因其構(gòu)造上的特點，用它作為路面材料中的集料，實踐證明，還具有另一些特殊的路面性質(zhì)。如多孔玄武巖集料浙青混合料抗滑性能好。眾所周知，浙青路面的抗滑性能，既取決于路面表層集料顆料之間的宏觀紋理，又取決于集料顆粒本身的微觀紋理。多孔玄武巖集料表面的微觀紋理豐富，構(gòu)成了粗糙表面，故用多孔玄武巖集料浙青混合料鋪筑的浙青路面，其抗滑性能肯定比用致密集料的為好。另一方面，用多孔玄武巖集料配制的混合料，其抗壓、抗折強度應(yīng)高于一般致密集料配制的混合料。因為混合料強度的形成膠漿與集料表面的粘結(jié)力非常關(guān)鍵。因此，集料表面越粗糙，混合料的強度就越高。多孔集料不但表面粗糙，而且因浙青能進入集料的表面孔中，硬化后像無數(shù)個雙向楔子，將集料顆粒連接起來，共同承擔(dān)外力，因而混合料表現(xiàn)出更高的強度。粉煤灰漂珠在隔熱保溫材料中應(yīng)用較多，是一種灰白色空心球，它是煤炭燃燒時，爐膛溫度上升到1400°C以上，處于強烈擾動的氣氛中，熔融的硅鋁酸鹽玻璃微粒內(nèi)部釋放出來的氣體在其液體表面張力的作用下，發(fā)生膨脹隨后冷卻而形成的一種高熔點封閉型空心珠狀體?？招奈⒅槲市∮?.5%，壁薄中空，重質(zhì)的容重為720kg/m3，粒徑約0.3^0.05mm，化學(xué)成分為SiO2和Al2O3，礦物組成主要為石英相和莫萊石相，易于與浙青等結(jié)合料混合，漂珠的表面封閉，熱導(dǎo)率小，耐火度>1610°C，具有顆粒細、中空、高強、耐磨、保溫絕緣等多種功能，是一種優(yōu)良的保溫材料。粉煤灰漂珠由于其特殊的高真空結(jié)構(gòu)和玻璃態(tài)材質(zhì)，使之在低溫下和高溫下都有較低的導(dǎo)熱系數(shù)。另外，粉煤灰漂漂珠球內(nèi)是非常稀薄的CO2氣體，外壁熱量傳導(dǎo)到內(nèi)壁時，靠近熱壁的CO2氣體膨脹，密度減小而上升，在微小的球內(nèi)產(chǎn)生非常緩慢的自然對流，漂珠的給熱過程基本上就是CO2氣體的熱傳導(dǎo)過程，所以漂珠給熱系數(shù)小，傳熱速率慢，保溫效果好。以下是發(fā)明人給出的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，這些實施例僅用于本領(lǐng)域技術(shù)人員充分的理解本發(fā)明，而不是用來限制本發(fā)明的范圍。實施例1原材料選擇以混合料總體積計，石灰石集料占37%；孔玄武巖集料粒度為9.5mm占14%，多孔玄武巖集料粒度為4.75mm占19%，粉煤灰漂珠粒度為0.15mm占5%，粉煤灰漂珠粒度為0.075mm占8%，粉煤灰漂珠粒度小于0.075mm占4%，石灰石礦粉3%，SBS改性石油浙青為10%。石灰石集料陜西涇陽產(chǎn)石灰石集料，密度為2.648g·cm_3，對浙青粘附等級為4級，壓碎值為8.0%，粒徑為0.075mnTl3.2mm，連續(xù)級配；多孔玄武巖集料四川產(chǎn)多孔玄武巖集料，密度為2.576g*CnT3，孔隙率為2.2%，對浙青粘附等級為4級，壓碎值為15.0%，粒徑為9.5mm和4.75mm,間斷級配；粉煤灰漂珠陜西榆林產(chǎn)中空粉煤灰漂珠，粒徑為0.15mm和0.075mm,以及小于0.075mm，密度為0.721g/cnT3；石灰石礦粉陜西涇陽產(chǎn)石灰石礦粉，密度為2.701g·cm—3；SBS改性浙青韓國SBS改性SK-70浙青，密度為1.250g·cm—3。石灰石集料級配如表1所示。表1石灰石集料級配表(體積比％)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>先將石灰石集料、多孔玄武巖集料、石灰石礦粉和粉煤灰漂珠在175°C條件下烘干24小時，在185°C條件下將石油浙青與漂珠和礦粉復(fù)合物拌和均勻，最后加入集料拌和均勻，由此得到路用隔熱浙青混合料。實施例25:按照實施例1中描述的方法生產(chǎn)實施例25的隔熱浙青混合料，原料及其體積配合比如表2所示。表2路用隔熱浙青混合料配合比(體積比％)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>試驗實施例對實施例15中成型好的路用隔熱浙青混合料試件豎立在平臺上在室溫下冷卻24小時，進行路用性能和溫度變化試驗，其中路用性能試驗按照《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》(JTJ052-2000)進行。試驗實施例1馬歇爾穩(wěn)定度的測定采用馬歇爾擊實儀，擊錘重量4536g，自由下落高度457.2mm,在試件兩面各連續(xù)擊實75次。試件為Xh63.5mm圓柱體試件。用馬歇爾穩(wěn)定度測定儀測試其穩(wěn)定度和流值，試驗結(jié)果見下表3。表3馬歇爾試驗結(jié)果~1￥W穩(wěn)定度(kN)流值(mm)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3表明，隨著多孔集料和粉煤灰漂珠體積分?jǐn)?shù)的增加，混合料穩(wěn)定度和逐漸降低，流值逐漸增加，但都能夠滿足《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》(JTJ052-2000)的要求。原因在于，多孔集料壓碎值低于石灰石集料，多孔集料和粉煤灰漂珠增加，集料對應(yīng)力的承受能力降低，混合料穩(wěn)定度降低；但是改性石油浙青用量增加，集料間內(nèi)摩阻力降低，因此，流值增加。試驗實施例2靜壓強度的測定試件采用靜壓成型的圓柱體試件，直徑為IOOmm士2.0mm，高為100士2.0mm。試驗溫度為20°C，加載速率為2mm^mirT1,試驗結(jié)果如表4所示。表4靜壓強度試驗^__1施例序號靜壓強度(kN)實施例1__36_<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表4表明，隨著多孔集料和漂珠體積用量的增加，混合料的靜壓強度先升高，后逐漸降低。這是因為，一定條件下，多孔集料與浙青膠漿具有更好的粘附性能，增強了混合料的粘聚能力，混合料靜壓強度提高；但隨著多孔集料和粉煤灰漂珠的不斷增加，混合料內(nèi)部顆粒間接觸能力減弱，集料嵌擠能力降低，混合料靜壓強度隨之下降。試驗實施例3溫度變化的測定試件采用40mmX40mmX160mm長方體試件，成型過程中在試件中部插入直徑為5mm鋼柱，冷卻后去除，形成預(yù)留孔洞，試驗時將水銀溫度計插入，以測試試件中部溫度。試驗采用275W集中光源進行照射，測試不同照射時間時，混合料試件表面、中間和內(nèi)部溫度的變化，環(huán)境溫度為19°C，試驗結(jié)果如表5所示。表5混合料試件不同部位溫度測試結(jié)果(單位°C)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表5表明，與環(huán)境溫度相比，初始混合料表面溫度上升較快，但隨著多孔集料和粉煤灰漂珠體積用量的增加，混合料試件中間溫度和底部溫度逐漸降低，說明混合料隔熱性能逐漸提高。隨著測試時間的增長，15min后，混合料面溫度趨于穩(wěn)定，中間和內(nèi)部溫度隨多孔集料和粉煤灰漂珠體積用量的增加，仍然逐漸降低，但差別小于測試初期，例如5min時的。權(quán)利要求一種路用隔熱瀝青混合料，其特征在于，制得的該路用隔熱瀝青混合料由下列原料及其體積百分比組成石灰石集料26%～49%，多孔玄武巖集料31％～37％，粉煤灰漂珠11％～23％；石灰石礦粉1％～4％，SBS改性石油瀝青8％～10％，上述原料的體積百分比之和為100%；其中，石灰石集料的粒度為0.075mm~13.2mm，多孔玄武巖集料粒度為9.5mm占13％～16％，多孔玄武巖集料粒度為4.75mm占18％～21％，粉煤灰漂珠粒度為0.15mm占4％～7％，粉煤灰漂珠粒度為0.075mm占5％～10％，粉煤灰漂珠粒度小于0.075mm占2％～6％。2.如權(quán)利要求1所述的路用隔熱浙青混合料，其特征在于所述的多孔玄武巖集料粒度為9.5mm占13%15%，多孔玄武巖集料粒度為4.75mm占18%20%，所述的粉煤灰漂珠粒度為0.15mm占4%6%，粉煤灰漂珠粒度為0.075mm占7%9%，粉煤灰漂珠粒度小于0.075匪占3%5%，石灰石礦粉2%4%，SBS改性石油浙青為9%10%。3.如權(quán)利要求1或2所述的路用隔熱浙青混合料，其特征在于所述的石灰石集料占37%；所述的多孔玄武巖集料粒度為9.5mm占14%，多孔玄武巖集料粒度為4.75mm占19%，所述的粉煤灰漂珠粒度為0.15mm占5%，粉煤灰漂珠粒度為0.075mm占8%，粉煤灰漂珠粒度小于0.075mm占4%，石灰石礦粉3%，SBS改性石油浙青為10%。4.權(quán)利要求1-3中任意一項所述的路用隔熱浙青混合料的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟在185°C條件下將石灰石集料、多孔玄武巖集料、石灰石礦粉和粉煤灰漂珠烘干24小時；其中，石灰石集料的粒度為0.075mnTl3.2mm，多孔玄武巖集料粒度為9.5mm和4.75mm,粉煤灰漂珠粒度分為0.15mm、0.075mm和小于0.075mm；將石灰石礦粉與小于0.075mm粉煤灰漂珠按配方混合，在170°C條件下將其與SBS改性石油浙青混合并拌和均勻；最后加入石灰石集料、多孔玄武巖集料和粒度為0.15mm和0.075mm的粉煤灰漂珠拌和均勻，得到路用隔熱浙青混合料。全文摘要本發(fā)明公開了一種路用隔熱瀝青混合料，制得的該路用隔熱瀝青混合料由下列原料及其體積百分比組成石灰石集料26%～49%，多孔玄武巖集料31％～37％，粉煤灰漂珠11％～23％，石灰石礦粉1％～4％，SBS改性石油瀝青8％～10％；上述原料的體積百分比之和為100%；其生產(chǎn)方法包括在185℃條件下將石灰石集料、多孔玄武巖集料、0.15mm和0.075mm粉煤灰漂珠、石灰石礦粉和小于0.075mm粉煤灰漂珠烘干24小時；將石灰石礦粉與小于0.075mm粉煤灰漂珠按比例混合，在170℃條件下將其與SBS改性石油瀝青混合并拌和均勻；最后加入石灰石集料、多孔玄武巖集料、0.15mm和0.075mm粉煤灰漂珠拌和均勻即可。具有隔熱功能，能夠阻礙熱量在瀝青路面結(jié)構(gòu)中的傳遞，提高路面使用壽命。文檔編號C04B18/08GK101817660SQ20101018453公開日2010年9月1日申請日期2010年5月27日優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日發(fā)明者王宇,王振軍,艾濤,趙鵬申請人:長安大學(xué)