本發(fā)明屬于道路路面技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種耐紫外線老化的微表處混合料及其制備方法。
背景技術(shù):
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,物流運(yùn)輸任務(wù)越來越繁重,交通荷載、溫度、水分等給高速公路、其他等級(jí)公路及城市物流交通干道的運(yùn)營(yíng)帶來了重大考驗(yàn),盡管我國(guó)大部分服役路面的結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)度較好,但也出現(xiàn)了不同程度的表面功能性病害,對(duì)于這部分路面的養(yǎng)護(hù)維修,主要是對(duì)其表面功能進(jìn)行恢復(fù),采用微表處養(yǎng)護(hù)方案是理想的選擇,并且在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)或者新建道路中,微表處也可作為表面磨耗層發(fā)揮作用。
微表處是采用專用設(shè)備將聚合物改性乳化瀝青、集料、填料、水和添加劑按一定配比拌和成稀漿混合料,并迅速攤鋪到原路面上,在攤鋪后可在較短時(shí)間內(nèi)開放交通的薄層結(jié)構(gòu),是一種經(jīng)濟(jì)、快捷、有效的路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù),它具有高抗滑性能,適合于交通量大、重載車輛多、車速快、剎車性能要求高的高等級(jí)公路,并且微表處比傳統(tǒng)的熱瀝青薄層罩面具有更好的封層效果,能夠更好地防止水下滲,從而更好地保護(hù)路面結(jié)構(gòu),因此,在道路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)中應(yīng)用較多。
隨著微表處在高海拔地區(qū)大量應(yīng)用,逐漸出現(xiàn)了脫落、松散等病害,嚴(yán)重影響其使用壽命,究其原因主要是來自太陽輻射產(chǎn)生的大量紫外光對(duì)路面表層的長(zhǎng)期老化作用。大量研究表明,雖然紫外線輻射直接作用在瀝青路面表層,但由于混合料空隙的存在,紫外線輻射實(shí)際影響的路面厚度基本在1cm至2cm左右。紫外線老化極易使路面產(chǎn)生溫縮開裂,再加上荷載、其他環(huán)境因素的作用,嚴(yán)重影響路面的耐久性,因此,需要采用新的技術(shù)手段,來改善和提高現(xiàn)有微表處混合料的性能,使其滿足更高的路面養(yǎng)護(hù)要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種耐紫外線老化的微表處混合料。該混合料中通過摻加有納米二氧化鈰、炭黑、水滑石等添加劑,以提高微表處混合料的耐紫外線老化性能,同時(shí)也能提高微表處混合料的粘聚力、抗磨耗性能以及抗水損害能力。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種耐紫外線老化的微表處混合料,其特征在于,由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料75.3%~77.3%,SBR改性乳化瀝青8%~9%,礦粉4%~5%,水8%~9%,水泥1.2%~1.8%,納米二氧化鈰0.1%~0.3%,炭黑0.2%~0.6%,水滑石0.1%~0.5%;所述耐紫外線老化的微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型。
上述的一種耐紫外線老化的微表處混合料,其特征在于,由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料77%,SBR改性乳化瀝青9%,礦粉4%,水8%,水泥1.2%,納米二氧化鈰0.1%,炭黑0.4%,水滑石0.3%。
上述的一種耐紫外線老化的微表處混合料,其特征在于,由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料75.3%,SBR改性乳化瀝青8%,礦粉5%,水9%,水泥1.8%,納米二氧化鈰0.2%,炭黑0.6%,水滑石0.1%。
上述的一種耐紫外線老化的微表處混合料,其特征在于,由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料76.6%,SBR改性乳化瀝青8%,礦粉5%,水8%,水泥1.4%,納米二氧化鈰0.3%,炭黑0.2%,水滑石0.5%。
上述的一種耐紫外線老化的微表處混合料,其特征在于,所述納米二氧化鈰的質(zhì)量純度為99.8%,所述納米二氧化鈰的平均粒徑為20nm。
上述的一種耐紫外線老化的微表處混合料,其特征在于,所述炭黑為N220型炭黑。
上述的一種耐紫外線老化的微表處混合料,其特征在于,所述水滑石為鎂鋁基層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物,所述水滑石的分子式為Mg6Al2(CO3)(OH)16·4H2O。
上述的一種耐紫外線老化的微表處混合料,其特征在于,所述SBR改性乳化瀝青由基質(zhì)瀝青、改性劑、乳化劑和水按質(zhì)量比(60~65)∶(3~6)∶(1~3)∶(20~30)混合均勻而成;所述改性劑為SBR膠乳,所述乳化劑為陽離子型瀝青乳化劑。
另外,本發(fā)明還提供了一種制備上述耐紫外線老化的微表處混合料的方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:
步驟一、將納米二氧化鈰、炭黑和水滑石拌和均勻,得到耐紫外線老化劑;
步驟二、將集料、礦粉、水泥和步驟一中所述耐紫外線老化劑一起加入拌和機(jī)中,在拌合速率為50r/min~80r/min的條件下拌合10s~15s,然后加入水,繼續(xù)以原拌合速率拌和10s~15s,得到耐紫外線老化混合料;
步驟三、向步驟二所述耐紫外線老化混合料中加入SBR改性乳化瀝青,然后在拌合速率為50r/min~80r/min的條件下拌合20s~30s,得到耐紫外線老化的微表處混合料。
上述的方法,其特征在于,步驟一中所述拌和的時(shí)間為30s~60s。
本發(fā)明耐紫外線老化的微表處混合料的級(jí)配滿足JTG/T F40-02-2005《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》中MS-3型級(jí)配要求。本發(fā)明耐紫外線老化的微表處混合料適用于:高速公路,一、二級(jí)公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)罩面和瀝青路面的車轍修復(fù);新建或改擴(kuò)建高速公路、一二級(jí)公路路面的表面磨耗層。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明的微表處混合料中摻入了納米二氧化鈰(CeO2)、炭黑以及水滑石,其中,納米CeO2具有高折射率和高穩(wěn)定性,且CeO2納米粒子有較寬的吸收帶,并隨著粒徑減小,吸收帶紅移(吸收帶的最大吸收峰波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)),對(duì)紫外光具有良好的吸收性能;炭黑有較高的吸光性,在微表處混合料中能把光能轉(zhuǎn)化為熱能,保護(hù)混合料表面而免遭一定波長(zhǎng)的射線照射,截取原子團(tuán)而產(chǎn)生防老化作用,從而阻止催化降解,并且瀝青用炭黑微填料加勁后,既有助于減輕低溫開裂,又有助于提高高溫抗車轍能力;水滑石由于其層板元素組成及層板間陰離子種類和數(shù)量都具有一定的可調(diào)控性,將具有紫外吸收能力的金屬離子和層間紫外吸收劑引入后,可大大加強(qiáng)其紫外阻隔能力。因此將納米二氧化鈰、炭黑以及水滑石摻入到微表處混合料中,將顯著改善微表處混合料的耐紫外線老化性能。
2、本發(fā)明通過在微表處混合料中摻加適量納米二氧化鈰、炭黑以及水滑石,微表處混合料經(jīng)過紫外線老化試驗(yàn)后,其各項(xiàng)性能均顯著提升,由此也表明摻入納米二氧化鈰、炭黑以及水滑石能夠提高微表處混合料的耐紫外線老化性能。
3、本發(fā)明耐紫外線老化的微表處混合料的制備工藝簡(jiǎn)單,不需要特殊設(shè)備即可完成,且在室溫條件下進(jìn)行拌和,即可得到耐紫外線老化的微表處混合料。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料77.0%,SBR改性乳化瀝青9%,礦粉4%,水8%,水泥1.2%,納米二氧化鈰0.1%,炭黑0.4%,水滑石0.3%;所述集料公稱最大粒徑不大于9.5mm,所述礦粉的粒徑小于0.075mm,本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型,具體級(jí)配組成見表1;
表1MS-3型級(jí)配設(shè)計(jì)
本實(shí)施例中,納米二氧化鈰的質(zhì)量純度為99.8%,平均粒徑為20nm,炭黑為N220型炭黑;水滑石為鎂鋁基層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物,分子式為:Mg6Al2(CO3)(OH)16·4H2O。SBR改性乳化瀝青優(yōu)選由基質(zhì)瀝青、SBR膠乳改性劑、陽離子型瀝青乳化劑和水按質(zhì)量比60∶5∶3∶32均勻混合而成;本實(shí)施例在具體實(shí)施過程中,基質(zhì)瀝青采用SK-70#瀝青,乳化劑選用美德維實(shí)偉克型號(hào)為MQK-1D的慢裂快凝型陽離子乳化劑;改性劑選用美德維實(shí)偉克公司生產(chǎn)的SBR膠乳;水泥采用32.5#普通硅酸鹽水泥。
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的制備方法包括以下步驟:
步驟一、將納米二氧化鈰、炭黑以及水滑石一起拌和45s使三者拌合均勻,得到耐紫外線老化劑;
步驟二、將集料、礦粉、水泥和步驟一中所述耐紫外線老化劑一起加入拌和機(jī)中,在拌合速率為65r/min的條件下拌合15s,再加入水繼續(xù)以原拌合速率拌和10s,得到耐紫外線老化混合料;
步驟三、向步驟二中所述耐紫外線老化混合料中加入SBR改性乳化瀝青,在拌合速率為65r/min的條件下拌合20s,得到耐紫外線老化的微表處混合料。
實(shí)施例2
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料75.3%,SBR改性乳化瀝青8%,礦粉5%,水9%,水泥1.8%,納米二氧化鈰0.2%,炭黑0.6%,水滑石0.1%;所述集料公稱最大粒徑不大于9.5mm,所述礦粉的粒徑小于0.075mm,本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型,具體級(jí)配組成見表1;
本實(shí)施例中,納米二氧化鈰的質(zhì)量純度為99.8%,平均粒徑為20nm,炭黑為N220型炭黑;水滑石為鎂鋁基層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物,分子式為:Mg6Al2(CO3)(OH)16·4H2O。SBR改性乳化瀝青優(yōu)選由基質(zhì)瀝青、SBR膠乳改性劑、陽離子型瀝青乳化劑和水按質(zhì)量比60∶5∶3∶32均勻混合而成;本實(shí)施例在具體實(shí)施過程中,基質(zhì)瀝青采用SK-70#瀝青,乳化劑選用美德維實(shí)偉克型號(hào)為MQK-1D的慢裂快凝型陽離子乳化劑;改性劑選用美德維實(shí)偉克公司生產(chǎn)的SBR膠乳;水泥采用32.5#普通硅酸鹽水泥。
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的制備方法包括以下步驟:
步驟一、將納米二氧化鈰、炭黑以及水滑石一起拌和45s使三者拌合均勻,得到耐紫外線老化劑;
步驟二、將集料、礦粉、水泥和步驟一中所述耐紫外線老化劑一起加入拌和機(jī)中,在拌合速率為63r/min的條件下拌合10s,再加入水繼續(xù)以原拌合速率拌和10s,得到耐紫外線老化混合料;
步驟三、向步驟二中所述耐紫外線老化混合料中加入SBR改性乳化瀝青,在拌合速率為67r/min的條件下拌合25s,得到耐紫外線老化的微表處混合料。
實(shí)施例3
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料76.6%,SBR改性乳化瀝青8%,礦粉5%,水8%,水泥1.4%,納米二氧化鈰0.3%,炭黑0.2%,水滑石0.5%;所述集料公稱最大粒徑不大于9.5mm,所述礦粉的粒徑小于0.075mm,本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型,具體級(jí)配組成見表1;
本實(shí)施例中,納米二氧化鈰的質(zhì)量純度為99.8%,平均粒徑為20nm,炭黑為N220型炭黑;水滑石為鎂鋁基層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物,分子式為:Mg6Al2(CO3)(OH)16·4H2O。SBR改性乳化瀝青優(yōu)選由基質(zhì)瀝青、SBR膠乳改性劑、陽離子型瀝青乳化劑和水按質(zhì)量比60∶5∶3∶32均勻混合而成;本實(shí)施例在具體實(shí)施過程中,基質(zhì)瀝青采用SK-70#瀝青,乳化劑選用美德維實(shí)偉克型號(hào)為MQK-1D的慢裂快凝型陽離子乳化劑;改性劑選用美德維實(shí)偉克公司生產(chǎn)的SBR膠乳;水泥采用32.5#普通硅酸鹽水泥。
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的制備方法包括以下步驟:
步驟一、將納米二氧化鈰、炭黑以及水滑石一起拌和40s使三者拌合均勻,得到耐紫外線老化劑;
步驟二、將集料、礦粉、水泥和步驟一中所述耐紫外線老化劑一起加入拌和機(jī)中,在拌合速率為63r/min的條件下拌合10s,再加入水繼續(xù)以原拌合速率拌和10s,得到耐紫外線老化混合料;
步驟三、向步驟二中所述耐紫外線老化混合料中加入SBR改性乳化瀝青,在拌合速率為66r/min的條件下拌合25s,得到耐紫外線老化的微表處混合料。
實(shí)施例4
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料76.1%,SBR改性乳化瀝青9%,礦粉5%,水8%,水泥1.5%,納米二氧化鈰0.1%,炭黑0.2%,水滑石0.1%;所述集料公稱最大粒徑不大于9.5mm,所述礦粉的粒徑小于0.075mm,本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型,具體級(jí)配組成見表1;
本實(shí)施例中,納米二氧化鈰的質(zhì)量純度為99.8%,平均粒徑為20nm,炭黑為N220型炭黑;水滑石為鎂鋁基層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物,分子式為:Mg6Al2(CO3)(OH)16·4H2O。SBR改性乳化瀝青優(yōu)選由基質(zhì)瀝青、SBR膠乳改性劑、陽離子型瀝青乳化劑和水按質(zhì)量比60:5:3:32均勻混合而成;本實(shí)施例在具體實(shí)施過程中,基質(zhì)瀝青采用SK-70#瀝青,乳化劑選用美德維實(shí)偉克型號(hào)為MQK-1D的慢裂快凝型陽離子乳化劑;改性劑選用美德維實(shí)偉克公司生產(chǎn)的SBR膠乳;水泥采用32.5#普通硅酸鹽水泥。
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的制備方法包括以下步驟:
步驟一、將納米二氧化鈰、炭黑以及水滑石一起拌和40s使三者拌合均勻,得到耐紫外線老化劑;
步驟二、將集料、礦粉、水泥和步驟一中所述耐紫外線老化劑一起加入拌和機(jī)中,在拌合速率為60r/min的條件下拌合10s,再加入水繼續(xù)以原拌合速率拌和10s,得到耐紫外線老化混合料;
步驟三、向步驟二中所述耐紫外線老化混合料中加入SBR改性乳化瀝青,在拌合速率為60r/min的條件下拌合20s,得到耐紫外線老化的微表處混合料。
實(shí)施例5
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料77.2%,SBR改性乳化瀝青8%,礦粉4%,水8%,水泥1.6%,納米二氧化鈰0.1%,炭黑0.6%,水滑石0.5%;所述集料公稱最大粒徑不大于9.5mm,所述礦粉的粒徑小于0.075mm,本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型,具體級(jí)配組成見表1;
本實(shí)施例中,納米二氧化鈰的質(zhì)量純度為99.8%,平均粒徑為20nm,炭黑為N220型炭黑;水滑石為鎂鋁基層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物,分子式為:Mg6Al2(CO3)(OH)16·4H2O。SBR改性乳化瀝青優(yōu)選由基質(zhì)瀝青、SBR膠乳改性劑、陽離子型瀝青乳化劑和水按質(zhì)量比60:5:3:32均勻混合而成;本實(shí)施例在具體實(shí)施過程中,基質(zhì)瀝青采用SK-70#瀝青,乳化劑選用美德維實(shí)偉克型號(hào)為MQK-1D的慢裂快凝型陽離子乳化劑;改性劑選用美德維實(shí)偉克公司生產(chǎn)的SBR膠乳;水泥采用32.5#普通硅酸鹽水泥。
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的制備方法包括以下步驟:
步驟一、將納米二氧化鈰、炭黑以及水滑石一起拌和40s使三者拌合均勻,得到耐紫外線老化劑;
步驟二、將集料、礦粉、水泥和步驟一中所述耐紫外線老化劑一起加入拌和機(jī)中,在拌合速率為68r/min的條件下拌合10s,再加入水繼續(xù)以原拌合速率拌和15s,得到耐紫外線老化混合料;
步驟三、向步驟二中所述耐紫外線老化混合料中加入SBR改性乳化瀝青,在拌合速率為65r/min的條件下拌合25s,得到耐紫外線老化的微表處混合料。
實(shí)施例6
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料75.5%,SBR改性乳化瀝青8%,礦粉5%,水9%,水泥1.8%,納米二氧化鈰0.2%,炭黑0.2%,水滑石0.3%;所述集料公稱最大粒徑不大于9.5mm,所述礦粉的粒徑小于0.075mm,本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型,具體級(jí)配組成見表1;
本實(shí)施例中,納米二氧化鈰的質(zhì)量純度為99.8%,平均粒徑為20nm,炭黑為N220型炭黑;水滑石為鎂鋁基層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物,分子式為:Mg6Al2(CO3)(OH)16·4H2O。SBR改性乳化瀝青優(yōu)選由基質(zhì)瀝青、SBR膠乳改性劑、陽離子型瀝青乳化劑和水按質(zhì)量比60:5:3:32均勻混合而成;本實(shí)施例在具體實(shí)施過程中,基質(zhì)瀝青采用SK-70#瀝青,乳化劑選用美德維實(shí)偉克型號(hào)為MQK-1D的慢裂快凝型陽離子乳化劑;改性劑選用美德維實(shí)偉克公司生產(chǎn)的SBR膠乳;水泥采用32.5#普通硅酸鹽水泥。
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的制備方法包括以下步驟:
步驟一、將納米二氧化鈰、炭黑以及水滑石一起拌和50s使三者拌合均勻,得到耐紫外線老化劑;
步驟二、將集料、礦粉、水泥和步驟一中所述耐紫外線老化劑一起加入拌和機(jī)中,在拌合速率為60r/min的條件下拌合10s,再加入水繼續(xù)以原拌合速率拌和12s,得到耐紫外線老化混合料;
步驟三、向步驟二中所述耐紫外線老化混合料中加入SBR改性乳化瀝青,在拌合速率為68r/min的條件下拌合20s,得到耐紫外線老化的微表處混合料。
實(shí)施例7
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料77.3%,SBR改性乳化瀝青8%,礦粉4%,水8%,水泥1.6%,納米二氧化鈰0.2%,炭黑0.4%,水滑石0.5%;所述集料公稱最大粒徑不大于9.5mm,所述礦粉的粒徑小于0.075mm,本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型,具體級(jí)配組成見表1;
本實(shí)施例中,納米二氧化鈰的質(zhì)量純度為99.8%,平均粒徑為20nm,炭黑為N220型炭黑;水滑石為鎂鋁基層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物,分子式為:Mg6Al2(CO3)(OH)16·4H2O。SBR改性乳化瀝青優(yōu)選由基質(zhì)瀝青、SBR膠乳改性劑、陽離子型瀝青乳化劑和水按質(zhì)量比60:5:3:32均勻混合而成;本實(shí)施例在具體實(shí)施過程中,基質(zhì)瀝青采用SK-70#瀝青,乳化劑選用美德維實(shí)偉克型號(hào)為MQK-1D的慢裂快凝型陽離子乳化劑;改性劑選用美德維實(shí)偉克公司生產(chǎn)的SBR膠乳;水泥采用32.5#普通硅酸鹽水泥。
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的制備方法包括以下步驟:
步驟一、將納米二氧化鈰、炭黑以及水滑石一起拌和50s使三者拌合均勻,得到耐紫外線老化劑;
步驟二、將集料、礦粉、水泥和步驟一中所述耐紫外線老化劑一起加入拌和機(jī)中,在拌合速率為70r/min的條件下拌合12s,再加入水繼續(xù)以原拌合速率拌和10s,得到耐紫外線老化混合料;
步驟三、向步驟二中所述耐紫外線老化混合料中加入SBR改性乳化瀝青,在拌合速率為65r/min的條件下拌合25s,得到耐紫外線老化的微表處混合料。
實(shí)施例8
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料76.7%,SBR改性乳化瀝青8%,礦粉5%,水8%,水泥1.5%,納米二氧化鈰0.3%,炭黑0.4%,水滑石0.1%;所述集料公稱最大粒徑不大于9.5mm,所述礦粉的粒徑小于0.075mm,本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型,具體級(jí)配組成見表1;
本實(shí)施例中,納米二氧化鈰的質(zhì)量純度為99.8%,平均粒徑為20nm,炭黑為N220型炭黑;水滑石為鎂鋁基層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物,分子式為:Mg6Al2(CO3)(OH)16·4H2O。SBR改性乳化瀝青優(yōu)選由基質(zhì)瀝青、SBR膠乳改性劑、陽離子型瀝青乳化劑和水按質(zhì)量比60:5:3:32均勻混合而成;本實(shí)施例在具體實(shí)施過程中,基質(zhì)瀝青采用SK-70#瀝青,乳化劑選用美德維實(shí)偉克型號(hào)為MQK-1D的慢裂快凝型陽離子乳化劑;改性劑選用美德維實(shí)偉克公司生產(chǎn)的SBR膠乳;水泥采用32.5#普通硅酸鹽水泥。
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的制備方法包括以下步驟:
步驟一、將納米二氧化鈰、炭黑以及水滑石一起拌和35s使三者拌合均勻,得到耐紫外線老化劑;
步驟二、將集料、礦粉、水泥和步驟一中所述耐紫外線老化劑一起加入拌和機(jī)中,在拌合速率為62r/min的條件下拌合12s,再加入水繼續(xù)以原拌合速率拌和8s,得到耐紫外線老化混合料;
步驟三、向步驟二中所述耐紫外線老化混合料中加入SBR改性乳化瀝青,在拌合速率為67r/min的條件下拌合20s,得到耐紫外線老化的微表處混合料。
實(shí)施例9
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料76.4%,SBR改性乳化瀝青8%,礦粉5%,水8%,水泥1.4%,納米二氧化鈰0.3%,炭黑0.6%,水滑石0.3%;所述集料公稱最大粒徑不大于9.5mm,所述礦粉的粒徑小于0.075mm,本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型,具體級(jí)配組成見表1;
本實(shí)施例中,納米二氧化鈰的質(zhì)量純度為99.8%,平均粒徑為20nm,炭黑為N220型炭黑;水滑石為鎂鋁基層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物,分子式為:Mg6Al2(CO3)(OH)16·4H2O。SBR改性乳化瀝青優(yōu)選由基質(zhì)瀝青、SBR膠乳改性劑、陽離子型瀝青乳化劑和水按質(zhì)量比60:5:3:32均勻混合而成;本實(shí)施例在具體實(shí)施過程中,基質(zhì)瀝青采用SK-70#瀝青,乳化劑選用美德維實(shí)偉克型號(hào)為MQK-1D的慢裂快凝型陽離子乳化劑;改性劑選用美德維實(shí)偉克公司生產(chǎn)的SBR膠乳;水泥采用32.5#普通硅酸鹽水泥。
本實(shí)施例耐紫外線老化的微表處混合料的制備方法包括以下步驟:
步驟一、將納米二氧化鈰、炭黑以及水滑石一起拌和45s使三者拌合均勻,得到耐紫外線老化劑;
步驟二、將集料、礦粉、水泥和步驟一中所述耐紫外線老化劑一起加入拌和機(jī)中,在拌合速率為65r/min的條件下拌合8s,再加入水繼續(xù)以原拌合速率拌和12s,得到耐紫外線老化混合料;
步驟三、向步驟二中所述耐紫外線老化混合料中加入SBR改性乳化瀝青,在拌合速率為68r/min的條件下拌合20s,得到耐紫外線老化的微表處混合料。
對(duì)比例1
本對(duì)比例微表處混合料由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料77.5%,SBR改性乳化瀝青9%,礦粉4%,水8%,水泥1.5%;所述集料公稱最大粒徑不大于9.5mm,所述礦粉的粒徑小于0.075mm,本對(duì)比例微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型,具體級(jí)配組成見表1;本對(duì)比例微表處混合料的制備方法與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例2
本對(duì)比例微表處混合料由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料78.3%,SBR改性乳化瀝青8%,礦粉4%,水8%,水泥1.4%,納米二氧化鈰0.3%;所述集料公稱最大粒徑不大于9.5mm,所述礦粉的粒徑小于0.075mm,本對(duì)比例微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型,具體級(jí)配組成見表1;本對(duì)比例微表處混合料的制備方法與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例3
本對(duì)比例微表處混合料由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料78.0%,SBR改性乳化瀝青8%,礦粉4%,水8%,水泥1.4%,炭黑0.6%;所述集料公稱最大粒徑不大于9.5mm,所述礦粉的粒徑小于0.075mm,本對(duì)比例微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型,具體級(jí)配組成見表1;本對(duì)比例微表處混合料的制備方法與實(shí)施例1相同。
對(duì)比例4
本對(duì)比例微表處混合料由以下質(zhì)量百分比的原料制成:集料78.1%,SBR改性乳化瀝青8%,礦粉4%,水8%,水泥1.4%,水滑石0.5%;所述集料公稱最大粒徑不大于9.5mm,所述礦粉的粒徑小于0.075mm,本對(duì)比例微表處混合料的級(jí)配類型為MS-3型,具體級(jí)配組成見表1;本對(duì)比例微表處混合料的制備方法與實(shí)施例1相同。
微表處混合料耐紫外線老化性能測(cè)試:
根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程JTG E20-2011》,對(duì)實(shí)施例1至3、對(duì)比例1至4中的微表處混合料,成型濕輪磨耗試驗(yàn)和輪轍變形試驗(yàn)試件,并將成型好的試件放在室內(nèi)紫外老化箱中48h,箱體內(nèi)部溫度控制在60℃±0.5℃,設(shè)定紫外線強(qiáng)度150W/m2,然后取出試件進(jìn)行濕輪磨耗試驗(yàn)和輪轍變形試驗(yàn),評(píng)價(jià)耐紫外老化微表處混合料的性能,測(cè)試結(jié)果如表2所示。
本實(shí)施例與對(duì)比例中采用的室內(nèi)紫外光加速老化試驗(yàn)箱,其特征在于:試驗(yàn)箱具有雙層壁、溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)器、計(jì)時(shí)器,選用1000W的直管高壓汞燈作為加速紫外老化試驗(yàn)系統(tǒng)的光源,高壓汞燈的紫外線能譜主峰為365nm,控制溫度50℃~60℃,試驗(yàn)箱中安裝有水平方向可以上下移動(dòng)的盛接層,通過調(diào)整盛接層的位置,可以獲得不同的紫外輻射度。
表2不同實(shí)施例與對(duì)比例微表處混合料耐紫外線老化性能測(cè)試結(jié)果
以濕輪磨耗損失來表征微表處混合料的耐磨耗能力,1h濕輪磨耗值越大,混合料的耐磨耗能力越差,反之,則越好。由表2可知,實(shí)施例1至3制備的添加納米二氧化鈰、炭黑、水滑石的微表處混合料經(jīng)過室內(nèi)紫外光加速老化后,其濕輪磨耗損失(1h)相比于對(duì)比例1的普通微表處混合料分別降低了28.6%、30.3%、36.1%,濕輪磨耗損失(6d)則分別降低了20.9%、24.5%、27.6%,所以摻加納米二氧化鈰、炭黑、水滑石后,微表處混合料的耐紫外線老化性能提高顯著,從表2也可以看出,相較于對(duì)比例2至4,實(shí)施例1至3的濕輪磨耗損失也較小,表明摻加納米二氧化鈰、炭黑、水滑石這三種耐紫外線老化劑的微表處混合料比單摻一種添加劑對(duì)微表處混合料的耐紫外線老化性能改善更明顯。
輪轍變形試驗(yàn)?zāi)芊从澄⒈硖幓旌狭系牡挚管囖H能力,本發(fā)明以經(jīng)過紫外老化后的微表處混合料的車轍深度和寬度變化率作為評(píng)價(jià)耐紫外線老化的微表處混合料的耐紫外老化性能。由表2可知,實(shí)施例1至3制備的添加納米二氧化鈰、炭黑、水滑石的微表處混合料經(jīng)過室內(nèi)紫外光加速老化后,其車轍深度相比于對(duì)比例1的普通微表處混合料分別降低了27.1%、30.1%、40.8%,寬度變化率則分別降低了28.2%、30.5%、44.7%,由此表明摻加納米二氧化鈰、炭黑、水滑石后,微表處混合料的車轍深度和寬度變化率均有大幅度降低,所以摻加納米二氧化鈰、炭黑、水滑石的微表處混合料的耐紫外線老化性能得到顯著提升,從表2還可看出,相較于對(duì)比例2至4,實(shí)施例1至3的車轍深度與寬度變化率也較小,表明相比于單摻一種添加劑的微表處混合料,摻加納米二氧化鈰、炭黑、水滑石這三種耐紫外線老化劑的微表處混合料的耐紫外線老化性能提升幅度更大。
不同微表處混合料抗滑性能、粘聚力、負(fù)荷輪粘附砂量測(cè)試。
按照《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》(JTG/T F40-02-2005)的技術(shù)要求,對(duì)實(shí)施例1至3、對(duì)比例1至4制備的微表處混合料進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如表3所示。
表3不同實(shí)施例與對(duì)比例微表處混合料性能測(cè)試結(jié)果
微表處混合料的粘聚力是一項(xiàng)十分重要的指標(biāo),它反映了微表處混合料的成型度和開放交通時(shí)間。在相同時(shí)間內(nèi)混合料的粘聚力越大,說明混合料的成型速度越快,早期強(qiáng)度越高。由表3可知,添加納米二氧化鈰、炭黑、水滑石后,微表處混合料的粘聚力顯著提高,縮短了開放交通的時(shí)間,有利于施工控制。
由表3可知,實(shí)施例1至3制備的微表處混合料相比較于對(duì)比例1的普通微表處混合料,其抗滑擺值分別提高了12.1%、17.2%、13.8%,表明摻加納米二氧化鈰、炭黑、水滑石后,微表處混合料抗滑性能明顯提高,滿足標(biāo)準(zhǔn)《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》(JTG/T F40-02-2005)對(duì)擺值的要求,由此說明本發(fā)明實(shí)施例1至3制備的微表處混合料路面的抗滑性能,而相比于單獨(dú)摻加納米二氧化鈰、炭黑、水滑石中的一種改性劑制備的對(duì)比例2至4,添加納米二氧化鈰、炭黑、水滑石三種混合添加劑制備的實(shí)施例1至3的抗滑性能也有所改善。
由表3可知,實(shí)施例1至3制備的微表處混合料相比較于對(duì)比例1至4的微表處混合料,其粘附砂量有所降低,減小幅度在10%左右,其值也滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)中關(guān)于粘附砂量小于450g/m2的要求,耐紫外線老化的微表處混合料的粘附砂量較小,因此本發(fā)明提出的耐紫外線老化的微表處混合料的摻配比例是合適的。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非對(duì)本發(fā)明作任何限制。凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效變化,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。