[发明专利]片麻岩沥青混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及道路材料领域，特别是一种片麻岩沥青混凝土及其制备方法。

背景技术

高等级公路要求面层的石料既具有良好的耐磨性以提高高速行车的安全，又要与沥青有良好的粘附性以延长使用寿命。中国地域辽阔，地质构造的千差万别使一些地区富含酸性石料，而碱性、中性石料较为匮乏。从全国范围看，只有料源稀少的部分中性优质石料能同时满足这两项要求。近年来，我国高速公路发展迅猛，优质石料匮乏的问题日益突出，在这种情况下，一味追求使用优质石料势必会增大投资，提高工程造价，延长工程建设工期。因此，有必要另辟途径。

目前，采用的酸性集料铺筑的沥青混凝土路面，因集料与沥青的粘附性往往达不到要求，路面成型后在水分子浸蚀下，经反复受荷而使沥青与矿料脱离，最终直至松散掉粒，所以常常需要添加有效的抗剥落剂来改善其路用性能。有机类抗剥落剂作为一种表面活性物质，它能降低沥青-矿料界面张力，提高沥青与矿料的粘附性。抗剥落剂大都具有两亲性，即具有极性基团(亲水性)和非极性基团(憎水性)两部分。其吸附于沥青与矿料界面上时，就形成定向分子层，极性基团定向于矿料表面，非极性基团朝向外面，使矿料表面产生憎水性，增强了矿料与沥青的粘结效果。使用掺加碱性材料的无机类抗剥落剂如消石灰和水泥，既可使集料在拌和时表面得以碱性化，同时沥青中掺入碱性材料可以提高软化点和粘度，减小针入度，有利于改善沥青与矿料间的粘结。

在我国，部分地区片麻岩储量十分丰富，片麻岩中SiO₂的含量高达60％，是一种典型的酸性石料，与沥青的粘附性差。如果通过添加无机类或有机类抗剥落剂，制备出符合高等级公路国家规范要求的片麻岩沥青混凝土，这必将对于降低工程造价，合理利用资源具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：制备一种片麻岩沥青混凝土，以促进我国储量丰富的片麻岩在高等级路面上的应用，从而降低工程造价。同时，提供这种片麻岩沥青混凝土的容易推行的制备方法，使其路用性能满足高等级公路的需求。

本发明按下述技术方案解决其技术问题：

本发明提供的片麻岩沥青混凝土，由片麻岩集料、沥青胶结料、矿粉和抗剥落剂组成。各组成的重量配比分别为集料90-94％，沥青胶结料4-6％，矿粉1-4％，无机类抗剥落剂1-2％或有机类抗剥落剂0.12-0.24‰。

本发明提供的上述片麻岩沥青混凝土，其制备方法是：

方法一：按配比取材料；将160-170℃的沥青加入至175-180℃片麻岩集料中拌和80-90秒钟；而后同时加入一定量的无机类抗剥落剂和矿粉搅拌80-90秒钟，再经成型工序即可制成片麻岩沥青混凝土。

方法二：采用水浴法将流动性差的有机类抗剥落剂加热至60-80℃，而后将有机类抗剥落剂按设定的比例(根据厂家提供的建议)加入120-135℃的沥青中搅拌均匀；再将160-170℃的该混合沥青加入至175-180℃片麻岩集料中拌和80-90秒钟，而后加入矿粉搅拌80-90秒钟，再经成型工序即可制成片麻岩沥青混凝土。

本发明提供的上述片麻岩沥青混凝土，其成型方法是：采用国家《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的马歇尔标准击实成型、轮碾法成型或旋转压实(Superpave)成型。

本发明提供的片麻岩沥青混凝土，因采用储量丰富的片麻岩，可大大缓解优质石料的匮乏问题，使资源得到合理利用，并且利于降低高等级公路的工程造价。

本发明通过添加无机类或有机类抗剥落剂，能够制备出路用性能满足高等级公路国家规范要求的片麻岩沥青混凝土。这对于片麻岩在高等级路面上的大规模推广应用、缩短工程期限、带动沿线经济的发展、节约资源等方面具有重大的经济效益和社会效益。

本发明采用马歇尔击实仪成型两种试件，一种是试件两面各击实75次，试件直径为101.6±0.2mm，试件高度为63.5±1.3mm，作马歇尔稳定度试验，结果表明：使用改性沥青，掺加1％-2％重量比的无机类抗剥落剂(消石灰)的马歇尔稳定度为9-13kN，掺加0.12‰-0.24‰重量比的有机类抗剥落剂的马歇尔稳定度为9-12kN，均满足规范大于8kN的要求。