[发明专利]抗裂磨耗层沥青混合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及道路用沥青混合料，尤其涉及一种抗裂磨耗层沥青混合料及其制备方法。

背景技术

在我国东北地区,沥青混合料低温缩裂是沥青路面产生裂缝的主要原因之一,它的产生不仅破坏了路面的连续性、整体性、美观及使用品质,而且水分会从裂缝处不断进入，使路面基层甚至路基软化。当冬季气温将到零度以下，含水量高的路基路面容易产生冻胀，导致路面承载力下降,加速路面破坏,最终导致路面使用寿命降低。半个多世纪以来，国内外道路工作者为寻找解决沥青路面混合料产生低温裂缝的原因及防治措施，进行了大量的理论研究和实践分析，提出了一系列志在解决沥青混合料低温裂缝的评价体系、指标、方法，研究了多种新工艺、新材料、新结构的沥青混合料，取得了不少成果，为冬季高寒气温下的沥青路面发展做出了贡献。但是必须看到在实际应用中按照这些理论、方法和评价体系设计的沥青混合料的抗低温开裂效果并不理想，沥青路面的低温开裂依然是困扰世界各国沥青路面的主要问题。从沥青路面产生低温裂缝的混合料方面分析，现有的沥青混合料在抗低温设计方面的措施，大都存在经验性的缺陷，常用的方法有：（1）材料组成上选择大标号、低粘度、低劲度及温度敏感性低的沥青，如重交沥青、SBS改性沥青、橡胶沥青以及其他改性沥青等，同时向沥青混合料中加入稳定材料如木质纤维、聚酯纤维、矿质纤维、钢纤维及橡胶粉等；（2）级配组成上采用连续型密级配及间断型密级配等低温性能较好的级配类型；（3）组成比例上增加细矿料、填料及沥青用量，降低粗骨料用量，以牺牲沥青混合料高温性能来换取沥青混合料低温性能，以牺牲沥青面层的抗滑性能来换取沥青混合料的耐久性能或片面增加结构层厚度等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服上面所述的现有技术缺陷，提升沥青混合料的综合路用性能，尤其是磨耗层的抗低温开裂、疲劳开裂及反射开裂的能力，减少沥青道路全寿命周期建设养护成本，简化生产制备工艺，提高废橡胶材料的有效利用率以减少环境污染，提供了一种抗裂磨耗层沥青混合料。

所述抗裂磨耗层沥青混合料，包括沥青、矿料、木质纤维素和橡胶粉，其配比（按占混合料总质量的重量百分比计，以下同）分别为：矿料93.6%、沥青5.6%、木质纤维素（0～0.8）%、橡胶粉（0～0.8）%，且木质纤维素与橡胶粉之和为0.8%。

所述沥青的RTFOT老化后的残留物的重复蠕变试验（1s-9s，10次，70℃，100Pa）的蠕变劲度的粘性成分Gv≥10000Pa，累积应变≤8%，所述沥青25℃弹性恢复≥95%（5min内），RTFOT老化后弹性恢复≥80%（5min内），在SHAP试验所测得的性能等级不低于PG76-28；所述橡胶粉为常温研磨粉碎的斜交胎橡胶粉，粒径介于40～80目；所述木质纤维素纤维的长度≤6mm，吸油量≥5倍纤维质量，所述矿料级配设计特征如下：

所述抗裂沥青混合料可由以下步骤制得：A、制热沥青：将沥青加热至160～175℃；B、制热矿料：将矿料加热至190～200℃；C、拌和：将上述重量配比的矿料、木质纤维素和橡胶粉投入拌和缸进行干拌，拌和时间T1为10～15秒；D、加沥青拌和：C步骤完成后，加入重量配比为占混合料总质量5.6%的沥青进行拌和，拌和时间T2为40～55秒，制得抗裂磨耗层沥青混合料。

所述的抗裂沥青磨耗层沥青混合料具有如下特点：

1、抗裂磨耗层沥青混合料组成中，矿料是间断级配，粗矿料占70%以上，粗矿料颗粒之间有良好的嵌挤作用，沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力，即使再高温条件下，高弹性体的粘度下降，对这种抵抗能力的影响也不会减小，因而有较强的高温抗车辙能力。

2、抗裂磨耗层沥青混合料使用矿粉多，沥青多，又使用纤维稳定剂及橡胶粉颗粒，由此组成的高粘弹性体包裹在粗矿料表面，充分填充矿料间隙，在温度下降、混合料收缩变形时，高粘弹性体有较好的粘结作用，它的韧性和柔性使混合料有较好的低温变形能力，同时高弹性改性沥青自身的低温柔韧性和高弹性恢复能力使得混合料抗低温性能成倍增加。

3、抗裂磨耗层沥青混合料的内部空隙很小，混合料渗水很小或几乎不渗水，混合料内部的水属于毛细水形态，不易成为大的动力水，再加上高弹性改性沥青和橡胶粉的加入使得弹性体与矿料的粘结力增强，混合料的抗水剥离能力大幅提升，水稳定性好。