[发明专利]用于排水型沥青铺设材料混合物的添加剂

说明书

本发明涉及生产沥青铺设材料的材料，特别地，本发明涉及制备具有良好排水性的沥青铺设材料及其使用方法。

一般用于铺设路面的沥青铺设材料混合物包含三种主要组分：矿物聚集物，沥青粘结剂和填料。聚集物一般为能通过20mm筛孔的碎石料，填料为粒度小于70微米的颗粒物，用于填充于碎石料聚集物之间的空隙。沥青用于将碎石料和填料粘结在一起。近几年，已开始向一些致密混合物中加入聚合物或破碎的轮胎粉末。这些组分混合在一起形成空隙率约3-7％的铺路材料。这些混合材料一般为众知的致密混合物。

现有技术已经在致密混合铺路材料中使用消石灰作为矿物填料和抗剥落剂。剥落是指在湿气中失去结构特性。现有技术中，国家石灰协会(The National Lime Association)登载了(1984)题为“在沥青铺路料混合物中使用消石灰”的文章，在该文中Kennedy讨论了剥落机理并提出了处理方法。这些方法包括：通过适当的压紧少空气空隙，以此防止湿气渗入混合物；通过将铺路材料适当提升于水表面迅速除去铺路材料中的表面水份而得到适当的排水性，或使用处理材料以防止湿气渗入。使用消石灰是处理聚集物的最有效的方法之一。消石灰是通过将聚集物中的钙和硅键合，以及通过沥青中的酸性部分可能的交互作用或改性来改进抗湿性。某些情况下当聚集物有泥土或粘土表面涂层时，消石灰中的钙和粘土中的硅将发生凝硬反应生成硅酸钙。现有技术报道，使用空气空隙率为7％的混合物作测试，结果表明当将消石灰直接应用到沥青混合物时，消石灰是改善沥青混合物抗湿性的最有效的手段。

另一种沥青铺路材料是具有排水性的混合物。排水型混合物和致密混合物之间的主要区别是空隙率的不同，排水型混合物的空隙率较高，一般达到15-25％。这可以通过使用带棱角的碎石料、聚合物改性沥青粘结剂(如Cariphalte)、减少或从混合物中除掉细小的聚集组分来实现。排水型铺路材料中由于高的空隙率允许水或污水直接通过铺路材料的结构，因此，可以改善潮湿天气下的排水情况。更进一步的是，由于有空气包的缓冲作用可以减少路周围环境的噪声污染。因此该种混合物特别适合用于潮湿天气或道路的噪声对环境造成影响的人口稠密的城市。然而，高的空隙率也造成排水型铺路材料易于被潮气破坏，导致耐用性不长。

图1为习用制备消石灰方法的流程图。

图2A-C所示分别为A-C类消石灰颗粒的颗粒大小分布图。

图3A和B为根据本发明制备的铺路材料与常规的含有(Cariphalte)(图3A)排水型混合物或常规60／70级粘结剂(图B)的轮辙测试结果。

本发明的一个方面是提供了一种用于排水型混合物的包含消石灰的添加剂。本发明的一个实施例中，添加剂为纯度为80-100％Ca(OH)₂的消石灰，其颗粒大小分布为0．05-300微米。在一个优选的实施例中，消石灰的Ca(OH)₂纯度为80-100％，颗粒大小分布为其中8-12％的粒度为0．05-0．5微米，73-90％的粒度0．5-75微米及0．5-7％的粒度为76-300微米。在更优选的实施例中，消石灰的Ca(OH)₂纯度约为90-98％，粒度分布为8-12％的粒度为0．05-0．5微米，85-90％的粒度为0．5-75微米及1-3％的粒度为76-300微米。

根据本发明的另一个方面，提供了一种改进的包含有聚集物、粘结剂和消石灰的排水型混合物。粘结剂可以是聚合物改性的或未改性的(如标准的)粘结剂。标准的粘结剂的例子为如普通级60／70或80／100的粘结剂。聚合物改性粘结剂的例子为Carphalte。通过使用棱角矿物聚集物和／或减少聚集物的量使排水型混合物的空隙率至少达到15％，改进的排水型混合物在保持所需的排水性能下提高了耐用性。在所述实施例中，改进混合物包含占干聚集物和粘结剂重约0．5-5％的消石灰，该消石灰与标准聚集物和粘结剂组分结合。在一优选实施例中，占干聚集物重约1-3％的消石灰与聚集物和聚合物改性粘结剂结合。在一更优选实施例中，包含约占干聚集物重2％的纯度为90-98％的消石灰Ca(OH)₂和4-5％聚合物改性粘结剂。

根据本发明的再一个方面，干消石灰和湿消石灰浆都可以作为添加剂。另外，也可以使用其它二价阳离子的氢氧化物替代消石灰。使用方法在下文中有详细描述。简而言之，该方法包括下述步骤：将矿物聚集物和粘结剂调和成混合物，将混合物倾倒在一基层上，挤压混合物形成空隙率至少为15％的排水型沥青铺路材料。