專利名稱：一種摻加舊料的高模量瀝青混合料、制備方法及混合料試件制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于道路建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種摻加舊料的高模量浙青混合料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)高速公路建設(shè)步伐加快，道路的養(yǎng)護(hù)維修任務(wù)隨之加劇。每年，在道路重建、翻修或者養(yǎng)護(hù)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生數(shù)以千萬(wàn)噸計(jì)的道路舊料(RAP )，如何合理有效的處理道路舊料，在道路發(fā)展的同時(shí)如何有效的保護(hù)生態(tài)環(huán)境，將成為必須面對(duì)的問(wèn)題。據(jù)已有研究經(jīng)驗(yàn)，利用浙青再生技術(shù)對(duì)道路舊料進(jìn)行再生利用，將是解決道路舊料問(wèn)題的有效方法。傳統(tǒng)浙青混合料再生的研究思路是通過(guò)添加再生劑，使老化變硬的浙青軟化，從而恢復(fù)其性能，但再生的混合料中舊料摻加比例不高，一般在10% 25%左右，且再生的混合料抗疲勞性能較差，使用壽命較短。由此可見(jiàn)，在一定程度上，傳統(tǒng)的舊料再生方法暫時(shí)緩解不了大規(guī)模利用舊料的難題。另外，我國(guó)道路車輛中重載車輛較多，重交通現(xiàn)象普遍，在重載交通下，浙青路面的早期破壞嚴(yán)重。典型的重交通下路面損壞類型有高溫車轍和水損害兩大類。因此，如何有效的提高浙青混合料材料抗變形能力及結(jié)合料與集料間的粘結(jié)力，成為是否能解決路面車轍問(wèn)題和水損壞問(wèn)題的關(guān)鍵。高模量浙青混合料的概念起源于法國(guó)，采用低標(biāo)號(hào)浙青作為主要粘結(jié)料，具有高浙青用量、低空隙率、連續(xù)級(jí)配的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。高模量浙青混合料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和良好的疲勞性能，同時(shí)因其模量較高，具有優(yōu)異的抗車轍性能，因此可用在長(zhǎng)壽命浙青路面結(jié)構(gòu)中并減薄路面厚度，降低工程造價(jià)。由此可見(jiàn)，提高路面材料的模量，是解決路面車轍問(wèn)題的有效技術(shù)手段。

目前我國(guó)對(duì)于高模量浙青混合料研究的主要思路是通過(guò)使用高模量添加劑來(lái)提高混合料的模量。歐洲許多國(guó)家的高模量浙青混合料主要采用低標(biāo)號(hào)硬質(zhì)浙青作為粘結(jié)料，而路面舊料中的浙青在經(jīng)多年使用后老化，變硬變脆，其針入度明顯減小。在歐洲，如法國(guó)、西班牙、意大利等國(guó)，近年來(lái)開(kāi)始研究摻加舊料的高模量浙青混合料，但在我國(guó)目前還沒(méi)有這項(xiàng)研究，且我國(guó)使用低標(biāo)號(hào)硬質(zhì)浙青的條件還不成熟，從而需要研究適合我國(guó)實(shí)際情況的摻加舊料的高模量浙青混合料。因此，如何實(shí)現(xiàn)舊料的聞比例回收和提聞路面材料I旲量的雙重目標(biāo)，是道路丨日料回收利用中急需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種利用TLA改性浙青作為新添加的膠結(jié)料，摻加了路面舊料的高模量浙青浙青混合料。這種道路鋪筑材料具有較高的模量、優(yōu)異的力學(xué)性能，良好的抗車轍能力及疲勞性能，同時(shí)低溫性能及水穩(wěn)定性滿足我國(guó)規(guī)范中的要求。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備本發(fā)明的摻加舊料的高模量浙青混合料的方法，本方法是在法國(guó)浙青混合料的設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)之上，結(jié)合我國(guó)浙青混合料設(shè)計(jì)規(guī)范提出的。本發(fā)明提供了一種摻加舊料的高模量浙青混合料，采用以下技術(shù)方案:
一種摻加舊料的高模量浙青混合料，其特征在于:由集料、礦粉和TLA改性浙青組成，其中集料由路面銑刨后的舊料和新集料組成，TLA改性浙青由基質(zhì)浙青和湖浙青制備，其中舊料占高模量浙青混合料總質(zhì)量的30%~70% ;將舊料中的老化浙青與TLA改性浙青看作粘結(jié)料整體，則粘結(jié)料與集料的質(zhì)量比為4.5%~6.5%，TLA改性浙青占高模量浙青混合料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.3%~6.1% ;湖浙青占TLA改性浙青總質(zhì)量的30% 50% ;礦粉占高模量浙青混合料總質(zhì)量的0.5%~4% ;余量為新集料?；|(zhì)浙青占高模量浙青混合料總質(zhì)量的的2.29Γ4.3%,湖浙青占高模量浙青混合料總質(zhì)量的1.39Γ3.1%。所述舊料為舊路面中、下面層銑刨料。其中基質(zhì)浙青為70z、90z或110z浙青。其中湖浙青為特立尼達(dá)湖浙青。本發(fā)明還提供了一種摻加舊料的高模量浙青混合料的制備方法，該方法包括將占高模量浙青混合料總質(zhì)量30% 70%的RAP預(yù)熱，預(yù)熱溫度為120°C ^140°C ;新集料在1800C 190°C下加熱；將RAP、新集料、礦粉填料和加熱后呈液態(tài)的TLA改性浙青混合，在1650C 175°C的溫度范圍內(nèi)攪拌lmirT2min。所述的舊料在常溫下粉碎，將粉碎后的舊料與加熱后呈液態(tài)的基質(zhì)浙青按質(zhì)量比3:7 1:1進(jìn)行混合；將混合后的TLA改性浙青在140°C 160°C下邊加熱邊攪拌，至湖浙青完全與基質(zhì)浙青融合，變?yōu)橐簯B(tài)；將TLA改性浙青放入140°C 160°C的烘箱中培育15 20min，得到湖浙青質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30% 50%的TLA改性浙青。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種制備摻加舊料的高模量浙青混合料試件的方法，該方法在上述制備摻加舊料的高模量浙青混合料的方法基礎(chǔ)上，在165°C ±3°C的溫度范圍內(nèi)成型試件。摻加舊料的高模量浙青混合料，主要成分包括:新集料、舊料(RAP)、礦粉、基質(zhì)浙青、湖浙青組成，其中RAP摻量占高模量浙青混合料總質(zhì)量的30°/Γ70% ;將新集料與舊料看作集料整體，將舊料中的老化浙青與TLA改性浙青看作粘結(jié)料整體，則TLA改性浙青膠結(jié)料占高模量浙青混合料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.39Γ6.1% ;湖浙青(TLA)與基質(zhì)浙青制備成改性浙青，TLA占改性浙青總質(zhì)量的30% 50%，則基質(zhì)浙青占高模量浙青混合料的2.29Γ4.3%, TLA占高模量浙青混合料總質(zhì)量的1.39Γ3.1% ;礦粉占高模量浙青混合料總質(zhì)量的0.5°/Γ4% ;余量為礦粉與集料的混合料。RAP采用路面中、下面層舊料，經(jīng)過(guò)抽提后的級(jí)配范圍如表1:
表1:RAP經(jīng)抽提后的級(jí)配要求
權(quán)利要求
1.一種摻加舊料的高模量浙青混合料，其特征在于:由集料、礦粉和TLA改性浙青組成，其中集料由路面銑刨后的舊料和新集料組成，TLA改性浙青由基質(zhì)浙青和湖浙青制備，其中舊料占高模量浙青混合料總質(zhì)量的30°/Γ70% ;將舊料中的老化浙青與TLA改性浙青看作粘結(jié)料整體，則粘結(jié)料與集料的質(zhì)量比為4.59Γ6.5%，TLA改性浙青占高模量浙青混合料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.39Γ6.1% ;湖浙青占TLA改性浙青總質(zhì)量的30% 50% ;礦粉占高模量浙青混合料總質(zhì)量的0.5°/Γ4% ;余量為新集料。
2.權(quán)利要求1所述的摻加舊料的高模量浙青混合料，其特征在于:基質(zhì)浙青占高模量浙青混合料總質(zhì)量的的2.29Γ4.3%，湖浙青占高模量浙青混合料總質(zhì)量的1.39Γ3.1%。
3.權(quán)利要求1所述的摻加舊料的高模量浙青混合料，其特征在于:所述舊料為舊路面中、下面層銑刨料。
4.權(quán)利要求1所述的摻加舊料的高模量浙青混合料，其特征在于:其中基質(zhì)浙青為70#、90#或 110# 浙青。
5.權(quán)利要求1所述的摻加舊料的高模量浙青混合料，其特征在于:其中湖浙青為特立尼達(dá)湖浙青。
6.一種制備權(quán)利要求1所述的摻加舊料的高模量浙青混合料的方法，其特征在于:包括: 將占高模量浙青混合料總質(zhì)量30% 70%的舊料預(yù)熱，預(yù)熱溫度為120°C ^140°C;新集料在180°C 190°C下加熱；將舊料、新集料和加熱后呈液態(tài)的TLA改性浙青和礦粉填料，在1650C 175°C的溫度范圍內(nèi)攪拌lmirT2min。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所 述的方法，其特征在于:所述的舊料在常溫下粉碎，將粉碎后的舊料與加熱后呈液態(tài)的基質(zhì)浙青按質(zhì)量比3:7 1:1進(jìn)行混合；將混合后的TLA改性浙青在1400C 160°C下邊加熱邊攪拌，至湖浙青完全與基質(zhì)浙青融合，變?yōu)橐簯B(tài)；將TLA改性浙青放入140°C 160°C的烘箱中培育15 20min，得到湖浙青質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30% 50%的TLA改性浙青。
8.一種制備權(quán)利要求1所述的摻加舊料的高模量浙青混合料試件的方法，特征在于:包括:將占高模量浙青混合料總質(zhì)量30% 70%的舊料預(yù)熱，預(yù)熱溫度為120°C ^140°C ;新集料在180°C 190°C下加熱；將舊料、新集料和加熱后呈液態(tài)的TLA改性浙青和礦粉填料，在165°C 175°C的溫度范圍內(nèi)攪拌lmirT2min，在165°C ±3°C的溫度范圍內(nèi)成型。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種摻加舊料的高模量瀝青混合料、制備方法及混合料試件制備方法，其中摻加舊料的高模量瀝青混合料由集料、礦粉和TLA改性瀝青組成，其中集料由路面銑刨后的舊料和新集料組成，TLA改性瀝青由基質(zhì)瀝青和湖瀝青制備，其中舊料占高模量瀝青混合料總質(zhì)量的30%~70%；將舊料中的老化瀝青與TLA改性瀝青看作粘結(jié)料整體，則粘結(jié)料與集料的質(zhì)量比為4.5%~6.5%，TLA改性瀝青占高模量瀝青混合料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.3%~6.1%；湖瀝青占TLA改性瀝青總質(zhì)量的30%～50%；礦粉占高模量瀝青混合料總質(zhì)量的0.5%~4%；余量為新集料。摻加舊料的高模量瀝青混合料具有動(dòng)態(tài)模量高、抗變形性能好、動(dòng)穩(wěn)定度高、疲勞性能良好的特點(diǎn)，摻加舊料的高模量瀝青混合料實(shí)現(xiàn)了舊料的高比例再生與解決路面車轍病害的雙重目標(biāo)。
文檔編號(hào)C04B26/26GK103113044SQ20131004295
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者趙永利, 馬濤, 耿磊 申請(qǐng)人:東南大學(xué)