[发明专利]一种钢桥桥面铺装的高性能沥青混合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于道路工程材料领域，特别涉及一种适用于季冻区钢桥桥面铺装的高性能沥青混合料及其制备方法。

背景技术

钢桥与传统的钢筋混凝土桥相比，拥有多方面显著的优点，目前，钢桥在国内外都得到了越来越广泛的应用。

钢桥的桥面铺装与普通的道路铺装相比，使用环境更加恶劣，因此，钢桥的桥面铺装材料需要具备更加全面、更加优异的性能：(1)钢桥的缺点是钢桥面板遇水容易锈蚀，因此钢桥面铺装层材料必须具有极佳的抗渗水能力；(2)钢材的导热系数比其它的土工材料高，再加上钢箱梁内部空间封闭不透风，从而导致钢桥面铺装层在夏季高温条件下，桥面铺装层材料的温度要比相同地区的沥青混凝土路面高10℃～15℃左右，多数可达到70℃，因此，钢桥面铺装层沥青混合料还必须拥有良好的高温抗变形能力；(3)在低温条件下，钢桥面铺装层材料的温度与空气温度接近，在东北季冻区，可达到-30℃左右，由于钢桥本身的结构特点原因，在车辆荷载作用下，钢桥面铺装层应变水平较高，可达一般沥青混凝土路面应变水平的2～5倍，因此，钢桥面铺装材料还必须要有极佳的低温韧性以及耐疲劳性能。

目前，在国内外钢桥面铺装工程中应用较多的主要有浇注式沥青混凝土、改性沥青SMA和环氧树脂沥青混凝土3种材料。与普通道路铺装层材料相比，季冻区钢桥面铺装层材料的使用条件更为恶劣，不但在夏季会达到很高的温度，冬季还会达到非常低的温度，这要求铺装层材料必须同时具有致密性、可靠的高温抗变形能力和良好的低温变形能力、耐疲劳能力，而目前的3种铺装层材料都只是在某些方面比较突出，尤其是不能同时兼顾高、低温两个方面的性能，季冻区钢桥面铺装需要一种性能更加全面、更为优异的材料。目前，钢箱梁桥在季冻区的应用呈现出逐渐增多的趋势，尤其是在城市立交高速发展的过程中，因此，研究密实不透水、高温抗变形能力强、低温变形能力强、耐疲劳性能强、与钢板粘结良好的钢桥面铺装沥青混合料已迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中尚无同时具有高致密性、可靠的高温抗变形能力和良好的低温变形能力、高耐疲劳能力的钢桥面铺装沥青混合料的现状，提供了一种钢桥桥面铺装的高性能沥青混合料及其制备方法。本发明的沥青混合料是一种兼具密实不透水、高温抗车辙能力强、低温变形能力强三种性能于一身、造价低、施工简易的新型沥青混合料，尤其适用于季冻区高温及重载交通条件钢桥桥面的铺装。

一种钢桥桥面铺装的高性能沥青混合料，由集料、沥青混合料抗车辙剂、橡胶粉、胶结料和填料组成；其中，各组分的质量百分比如下，总和为100％：

集料：78.8～82.5％

沥青混合料抗车辙剂：0.5～2.6％

橡胶粉：1.8～5.7％

胶结料：9.2～12.5％

填料：0～6.0％；

其中，上述的集料为石灰岩、玄武岩或者辉绿岩等岩性石料，粒径小于11.5mm；其作用为，构成混合料中的主骨架，使混合料在高温时具有较大的内摩阻力，降低沥青胶结料的应变水平，提高沥青混合料的高温抗永久变形能力；

上述的沥青混合料抗车辙剂的主要成分为树脂类材料，包括现有的各种沥青混合料抗车辙剂，例如，辽宁省交通科学研究院的“路宝”高模量沥青混凝土外加剂、深圳海川新材料科技有限公司的“车辙王”抗车辙剂、江苏理想环球新材料有限公司的路孚8000抗车辙剂、法国PRI公司的PR MODULE抗车辙剂和PR PLAST S抗车辙剂、德国rub柏林有限责任公司的DUROFLEX抗车辙剂、德国巴赛尔集团的Domix沥青道路抗车辙剂等；其作用为，其在沥青胶结料中呈丝、片状的分布，可提高沥青混合料中沥青胶结料在高温时抗拉、剪能力，有利于车辆荷载应力在混合料中的更大的范围内扩散，从而提高沥青混合料的高温稳定性，并可承担部分低温变形，提高沥青混合料的低温变形能力；

上述的橡胶粉为粒径小于20目的橡胶粉、废橡胶粉、含硫橡胶粉或含硫废橡胶粉；其主要作用为，在低温条件下，承担混合料中大部分的拉、剪变形，降低沥青胶结料的应变水平，从而提高沥青混合料的低温变形能力，且不降低混合料的高温性能；

上述的胶结料为基质沥青或者改性沥青，基质沥青可选用70号、90号或者110号等标号的石油沥青，改性沥青为SBS改性沥青或者其它聚合物改性沥青；其作用为，将其它组分胶结为整体，并承担混合料中少部分的低温变形；

上述的填料为石灰岩质矿粉、水泥或二者的混合物；其作用为提高胶结料的高温稳定性、改善胶结料的粘结性能，并填充空隙，还可控制混合料的成本。