[发明专利]一种掺胶粉的沥青砂生产制备方法有效
申请号: | 202111038362.6 | 申请日: | 2021-09-06 |
公开(公告)号: | CN113737600B | 公开(公告)日: | 2022-08-12 |
发明(设计)人: | 任园;陈修林;方肖立;张玉斌;鲍世辉;王春红;曹祝林;牛京涛;王祥彪 | 申请(专利权)人: | 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司;公路交通节能与环保技术及装备交通运输行业研发中心 |
主分类号: | E01C19/02 | 分类号: | E01C19/02;E01C19/10;C04B26/26;C04B18/12 |
代理公司: | 合肥中博知信知识产权代理有限公司 34142 | 代理人: | 杨来宝 |
地址: | 230088 安徽*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 掺胶粉 沥青 生产 制备 方法 | ||
本发明提供一种掺胶粉的沥青砂生产制备方法,采用尾矿砂、粒径0~3mm、粒径3~5mm两档集料合成级配,并以合成级配剩余空隙率控制其击实后密实状态,通过加入胶粉与沥青发生溶胀反应,沥青粘度有所增加,进而裹附集料的结构沥青比例上升,本发明以设计空隙率和级配合成剩余空隙率控制胶粉及沥青掺入量,避免混合料设计时完全依赖设计空隙,过渡追求低空隙率造成沥青含量过高,以掺胶粉沥青砂的最终沥青膜厚度为控制值,通过沥青膜及空隙率的变化理论计算胶粉和沥青掺量,从而制备出的沥青砂有更强应力吸收能力,其柔韧性、变形协调性、抗裂性等路用性能均较为优越,同时,掺入细粒度的尾矿砂,实现固体废弃物的再生使用。
技术领域
本发明涉及道路工程技术领域,尤其涉及一种掺胶粉的沥青砂生产制备方法。
背景技术
雨水降落至道路表面,如若渗入路面结构层内部,在动水压力作用下,会造成层间剥离,出现诸如坑槽、裂缝、掉粒等早期病害,对于桥梁、涵洞等构造物,路面水下渗到梁板内部,会腐蚀钢筋,影响桥梁结构安全性,其后果相当严重。当前,路面结构多采用面层为柔性的沥青混合料、基层为半刚性、刚性材料,面层、基层之间模量和刚度不同,受复杂环境和荷载作用,路面面层、基层受力变形,然而两者之间协调性较差,很容易出现脱层、开裂等病害,路面使用耐久性经受较大考验。
沥青砂是一种粒径小于5mm,而油石比较高的沥青混合料,沥青砂的空隙率在2~3%左右,连通空隙率几乎为0,在沥青层内隔绝水下渗通道作用,沥青砂中沥青含量高达6%以上,是一种柔韧性好、变形追溯强,并具有一定自修复能力,沥青砂空隙小,与下承层界面粘结面积大,油石比高,本身粘结性强,能够与下承层界面形成高效粘结,沥青砂在防水、抗裂、粘结方面具有较好优势,能够提升路面使用耐久性。常规的沥青砂设计时,在合成级配过程中并未考虑集料合成后空隙率,导致后期配合比设计定油石比时,为保证空隙率较低,而过多的加入沥青,沥青包裹集料后剩余的自由沥青量较多,很容易出现离析。因此,有必要在级配设计、油石比确定过程中均有效控制好空隙率,并减少自由沥青用量,增加结构沥青膜厚度,以此提高所制备沥青砂的路用性能。
发明内容
本发明针对沥青砂生产制备过程中存在的缺陷,旨在提供掺胶粉的沥青砂生产制备方法,该方法根据集料合成级配剩余空隙率和沥青砂空隙率要求,确定胶粉和沥青的掺入比例,并以沥青膜厚度变化,提高结构沥青占比,以此避免沥青砂因沥青含量高而产生离析,并提高沥青砂路用性能。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种掺胶粉的沥青砂生产制备方法,包括以下步骤:
(1)胶粉改性沥青砂包括:沥青、胶粉、尾矿砂、粒径0~3mm细集料、粒径3~5mm粗集料,对各档集料和尾矿砂进行筛分,确定各档集料及尾矿砂的级配组成;
(2)按照规定的级配范围进行沥青砂矿料级配设计,并以2.36mm、0.6mm、0.075mm作为关键筛孔,确定尾矿砂、粒径0~3mm细集料、粒径3~5mm粗集料掺配比例;
(3)将尾矿砂、粒径0~3mm细集料、粒径3~5mm粗集料按照上述比例进行参配,根据合成级配参配比例计算其理论密度,再采用马歇尔击实方法对集料击实,计算合成级配的击实密度,据此,计算合成级配剩余空隙;
(4)沥青与胶粉都填充在剩余空隙中,胶粉与沥青发生溶胀反应致使前后沥青膜厚度变化值,胶粉反应后沥青膜厚度控制在一定值,结合混合料空隙值以及沥青膜厚度变化,计算最佳的胶粉与沥青的掺配比例;
(5)拌合站拌制掺胶粉沥青砂,拌制工艺为:粒径0~3mm细集料、粒径3~5mm粗集料在加热滚筒中加热;将尾矿砂、胶粉加入集料中在拌合缸干拌10~15s;再将沥青加入拌合缸中均匀拌合35-45s。
按照如下公式进行初步计算掺配比例,再进行归一化处理,依据初步计算归一化厚的掺配比例和原材料筛分结果合成级配,如若超出级配范围,则以级配要求的上下限范围进行修订
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