一种沥青混合料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及路面材料领域，具体涉及一种沥青混合料及其制备方法，其中，一种沥青混合料，以重量份数计，包括100份混合集料、4.1‑4.7份沥青以及0.3‑0.5份改性竹粉增强剂；所述混合集料包括如下重量百分数的组分：矿粉5%、粒径为0.075‑3mm的石屑38‑46%、粒径为3‑5mm的碎石11‑15%、粒径为5‑10mm的碎石8‑12%，余量为粒径为10‑13mm的碎石；所述改性竹粉增强剂由竹材废料经碱处理、改性处理制得。本发明专利技术提供的沥青混合料具有成本低、抗车辙性能、残留稳定度以及动稳定度好的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种沥青混合料及其制备方法
本专利技术涉及路面材料
，更具体的说，它涉及一种沥青混合料及其制备方法。
技术介绍
沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称；工程上常用的沥青混合料有两类：一类是沥青混凝土混合料，是由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥青结合料拌和、压实后剩余空隙率小于10％的混合料，简称沥青混凝土，以AC表示。第二类是沥青碎石混合料，是由适当比例的粗集料、细集料及填料(或不加填料)与沥青拌和、压实后剩余空隙率在10％以上的混合料，简称沥青碎石混合料，以AM表示。现有技术中，申请公布号为CN108101420A的专利申请文件，公开了一种胶粉改性沥青混合料及其制备方法，所述胶粉改性沥青混合料包括粗集料、细集料、矿粉和胶粉改性沥青，其中，所述胶粉改性沥青混合料的配合比采用GTM方法进行设计；所述沥青混合料的油石比为5.2％～5.6％。沥青混合料中的细集料可以分为天然砂和机制砂(人工砂)，天然砂指的是由自然条件作用而形成的、粒径在5mm以下的岩石颗粒，其主要分为河砂、海砂和山砂；机制砂指的是由机械破碎后的粒径小于4.75mm的岩石颗粒。天然砂的主要化学成分为二氧化硅，呈酸性，颗粒圆整、表面光洁，有利于增强沥青混合料的合理性，但是因其与沥青的粘附性较差，会造成沥青混合料水稳定性的下降，因此沥青混合料中的天然砂的用量一般在10％左右。由于天然砂经过多年的开采，资源越来越少，为了缓解天然砂的供应压力，机制砂是沥青混合料中常用细骨料，机制砂是由石灰岩、花岗岩、玄武岩等加工而成，相对于天然砂而言，机制砂具有较好的颗粒表面纹理，可以增强其与沥青的吸附能力，是比较理想的沥青混合料的细骨料材料。但是由于机制砂是需要由碎石加工而成，虽然其来源比较广泛，但是加工的过程也增加了生产成本。而石屑是采石场加工碎石时通过规格为2.36mm或4.75mm的筛子的筛下部分集料的统称，石屑是由石灰岩片石加工而成，石屑作为其他粗规格料生产过程中的副产品，其成本明显低于天然砂与机制砂，采用石屑作为沥青混合土的细骨料可以明显降低生产成本，其表面比天然砂粗糙，这对提高马歇尔稳定度以及车辙试验的动稳定度效果非常显著。但是相较于天然砂和机制砂，石屑中的细颗粒偏多且含有较多粒径小于0.16mm的石粉，导致石屑的级配以及强度的均匀性不及天然砂，并且随着石粉含量的增加，沥青混合料的残留稳定度以及动稳定度均会降低，影响沥青混凝土的性能。因此，如何提高以石屑为细骨料的沥青混合料的力学性能，是一个需要解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种沥青混合料，其具有成本低、抗车辙性能、残留稳定度以及动稳定度好的优点。本专利技术的第二个目的在于提供一种沥青混合料的制备方法，其具有热拌温度低，操作简单的优点。为实现上述第一个目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种沥青混合料，以重量份数计，包括100份混合集料、4.1-4.7份沥青以及0.3-0.5份改性竹粉增强剂；所述混合集料包括如下重量百分数的组分：矿粉5％、粒径为0.075-3mm的石屑38-46％、粒径为3-5mm的碎石11-15％、粒径为5-10mm的碎石8-12％，余量为粒径为10-13mm的碎石；所述改性竹粉增强剂由竹材废料经碱处理、改性处理制得；所述石屑的表观密度为2.670-2.680g/cm3，松散堆积密度为1500-1520g/cm3，松散空隙率为44-46％，紧固性为4.0-4.2％，压碎值为13-15％，石粉含量为8.0-10.0％，泥含量为＜0.1％，棱角性为25-30s。通过采用上述技术方案，通过采用粒径为0.075-3mm的石屑、粒径为3-5mm的碎石、粒径为5-10mm的碎石8-12％以及粒径为10-13mm的碎石复配，搭建成骨架，而通过筛选控制石屑的各项指标，使得石屑的级配更加合理，以提高其强度的均匀性；通过适当降低石屑颗粒的棱角，控制石屑中石粉的含量，在保证其与沥青具有较高的粘结性能的同时，又可以提高沥青混合料具有很好的残留稳定度以及动稳定度；通过添加改性竹粉增强剂，可以弥补因添加石屑导致的沥青混合料的残留稳定度以及动稳定度差的缺陷，提高沥青混合料的抗低温开裂性能，并且改性竹粉增强剂采用竹材废料加工而成，可以进一步实现资源的再利用。进一步地，所述改性竹粉增强剂采用如下方法制备：①将竹材废料粉碎过筛后，得到细度为20-40目的粗竹粉；②将粗竹粉置于碱液中浸泡1-2h后，将其用清水冲洗至冲洗液pH为7，然后将其烘干后，得到预处理竹粉；③将预处理竹粉与改性液按照1:4的比例混合，超声震荡10-20min后，在80-90℃的温度下，保温1-2h，然后回收溶剂，得到改性竹粉；④将改性竹粉在180-190℃的温度下，干燥8-10h，得到改性竹粉增强剂。通过采用上述技术方案，改性竹粉增强剂采用竹材废料为原料，其来源丰富，可以实现废旧材料的再利用，将其经过碱液处理，可以去除粗竹粉中的酸性杂质，然后将其与改性液超声分散后，利用竹粉的多孔的特性，使其吸附改性液中的有效成分，得到改性竹粉；然后将竹粉在高温下干燥，一方面可以去除改性竹粉表面的水分，另一方面在高温下，可以进一步强化改性液与竹粉的结合，提高改性竹粉增强剂对沥青混合料性能的改善，弥补因石屑不稳定导致的沥青混合料质量不稳定的缺陷，可以有效提高沥青混合料的力学性能。进一步地，所述改性液采用如下方法制成：以重量份数计，取体积分数为60-95％的乙醇100份、海泡石绒4-6份、聚阴离子纤维素3-5份、三乙醇胺3-5份以及硬酯酸酰胺2-4份，加热至90-95℃，保温搅拌20-30min即可。通过采用上述技术方案，海泡石绒是一种纤维状的含水硅酸镁，具有吸水变软、干燥变硬的特点，其具有很好的吸附性能、流变性能以及催化性能；聚阴离子纤维素是一种是由天然纤维素经化学改性而制得的水溶性纤维素醚类衍生物，具有很好的增稠、分散性能；三乙醇胺是一种胺类化合物，可用作纤维改性剂；硬质酰胺是由硬脂酸与氨反应生成铵盐，再脱水得成品，可用作表面活性剂、纤维油剂；由海泡石绒、聚阴离子纤维素、三乙醇胺、硬质酰胺为原料，以乙醇为溶剂制得的改性液，将其用于对竹粉进行改性处理，可以提高竹粉与沥青的结合力，改善沥青混合料的力学性能。进一步地，所述沥青为90#沥青，25℃针入度为89.3，15℃延度＞100cm，软化点为45.4℃，15℃密度为1.0093g/cm3，含蜡量为2.4％。通过采用上述技术方案，通过控制沥青的各项指标，可以有效控制沥青混合料的性能。进一步地，所述碎石为玄武岩碎石，毛体积相对密度为2.762-2.783g/cm3，含泥量＜0.3％，对沥青的粘附性为五级，洛杉矶磨耗损失为16.2％，压碎值为12.9％，坚固性为2.59％。通过采用上述技术方案，通过严格控制玄武岩碎石的各项指标，有利于提高沥青混合料质量的稳定性。进一步地，步骤②中的碱液为10wt％的氢氧化钠溶液。进一步地，所述沥青为90#沥青，2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沥青混合料，其特征在于：以重量份数计，包括100份混合集料、4.1-4.7份沥青以及0.3-0.5份改性竹粉增强剂；/n所述混合集料包括如下重量百分数的组分：矿粉5%、粒径为0.075-3mm的石屑38-46%、粒径为3-5mm的碎石11-15%、粒径为5-10mm的碎石8-12%，余量为粒径为10-13mm的碎石；/n所述改性竹粉增强剂由竹材废料经碱处理、改性处理制得；/n所述石屑的表观密度为2.670-2.680g/cm

【技术特征摘要】
1.一种沥青混合料，其特征在于：以重量份数计，包括100份混合集料、4.1-4.7份沥青以及0.3-0.5份改性竹粉增强剂；
所述混合集料包括如下重量百分数的组分：矿粉5%、粒径为0.075-3mm的石屑38-46%、粒径为3-5mm的碎石11-15%、粒径为5-10mm的碎石8-12%，余量为粒径为10-13mm的碎石；
所述改性竹粉增强剂由竹材废料经碱处理、改性处理制得；
所述石屑的表观密度为2.670-2.680g/cm3，松散堆积密度为1500-1520g/cm3，松散空隙率为44-46%，紧固性为4.0-4.2%，压碎值为13-15%，石粉含量为8.0-10.0%，泥含量为＜0.1%，棱角性为25-30s。


2.根据权利要求1所述的一种沥青混合料，其特征在于：所述改性竹粉增强剂采用如下方法制备：①将竹材废料粉碎过筛后，得到细度为20-40目的粗竹粉；②将粗竹粉置于碱液中浸泡1-2h后，将其用清水冲洗至冲洗液pH为7，然后将其烘干后，得到预处理竹粉；③将预处理竹粉与改性液按照1:4的比例混合，超声震荡10-20min后，在80-90℃的温度下，保温1-2h，然后回收溶剂，得到改性竹粉；④将改性竹粉在180-190℃的温度下，干燥8-10h，得到改性竹粉增强剂。


3.根据权利要求2所述的一种沥青混合料，其特征在于：所述改性液采用如下方法制成：以重量份数计，取体积分数为60-95%的乙醇100份、海泡石绒4-6份、聚阴离子纤维素3-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡敬东，贾永明，王秀琴，
申请(专利权)人：北京岭北筑路材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11