迁移法沥青路面用改性矿料的生产方法.pdf

本发明公开了沥青路面用改性矿料的生产方法，将沥青加热至145－175℃，按1000kg沥青加入1－20kg改性剂搅拌均匀，在沥青混合料生产过程中，将集料、填料、沥青与改性剂的混合物加入拌缸中拌和均匀，完成沥青混合料的拌和生产，并进行运输、摊铺、碾压，完成路面施工；沥青混合料经过高温下的拌和、运输、摊铺、碾压等工艺的高温、机械作用，实现改性剂的迁移，完成对矿料的表面改性。由于沥青与矿料表面之间由粘附变为粘结，粘结力增强，可使填料在沥青中均匀分散，增大填料的填充量，极大地改善沥青混合料的综合性能。解决了不同性质材料(沥青同矿料)间的粘结问题，提高了沥青路面的强度、稳定性及耐久性，解决了沥青路面的早期水损坏、车辙等病害。

1、  一种迁移法沥青路面用改性矿料的生产方法，其特征在于：
将沥青加热至145-175℃，按1000kg沥青加入1-20kg改性剂搅拌均匀；在沥青混合料生产过程中，将集料、填料、沥青与改性剂的混合物加入拌缸中，集料∶填料∶沥青与添加剂＝(80～96)∶(2～15)∶(2～6)，在155～185℃条件下，搅拌45～75秒，完成沥青混合料的拌和生产，并进行混合料的运输、摊铺、碾压，完成路面施工。沥青混合料经过高温下的拌和、运输、摊铺、碾压等工艺的高温、机械作用，实现改性剂的迁移，完成对矿料的表面改性。

迁移法沥青路面用改性矿料的生产方法
技术领域
本发明公开一种迁移法沥青路面用改性矿料的生产方法，涉及沥青路面材料生产方法的改进，属于公路工程、市政道路技术领域。
技术背景
在我国公路建设方面，沥青路面是主要的结构形式，为提高道路质量和性能，道路工作者从不同角度进行了大量的研究。目前，作为沥青路面组成材料的矿料(集料、填料)，在大多数工程建设中还只是对其加工工艺及颗粒形状、组成、强度等方面提出了技术要求。由于矿料具有亲水、憎油的表面特性，导致矿料与沥青的粘附性差，在重载及高速行车作用下使沥青路面产生早期水损坏及车辙等病害。本申请人的中国专利(发明专利申请号200610016808.4)公开了一种《沥青路面用的改性矿料及生产方法》，“将矿料在热滚筒中加热后，按每1000kg集料加入0.5～5kg的改性剂，放入拌和机拌缸中搅拌均匀，完成对集料的表面改性；填料使用粉体表面改性机，按每1000kg填料加入3～20kg的改性剂，完成对填料的表面改性，使用改性剂对沥青混合料的主要组成材料的矿料(集料、填料)进行表面改性，极大地改善沥青混合料的综合性能，提高矿料与沥青之间的粘结力及稳定性。增强了矿料与沥青的亲和性，增大填料的填充量，提高沥青混合料的综合性能。有效的解决了沥青路面的早期损坏、车辙等病害”。该方法是通过预处理法完成改性矿料沥青混合料的施工作业，存在偶联剂用量偏高，改性剂裹附均匀性差，其中填料改性需要专用设备，总体生产成本偏高的缺欠。
发明内容
本发明提供了一种迁移法沥青路面用改性矿料的生产方法，是对本申请人上述发明内容的改进，使施工更简便、改性剂在矿料上分布更均匀，减少改性剂用量，降低沥青路面生产成本。
本发明的生产方法包括以下步骤：
将沥青加热至145-175℃，按1000kg沥青加入1-20kg改性剂搅拌均匀；在沥青混合料生产过程中，将集料、填料、沥青与改性剂的混合物加入拌缸中，集料∶填料∶沥青与添加剂＝(80～96)∶(2～15)∶(2～6)，在155～185℃条件下，搅拌45～75秒，完成沥青混合料的拌和生产，并进行混合料的运输、摊铺、碾压，完成路面施工。沥青混合料经过高温下的拌和、运输、摊铺、碾压等工艺的高温、机械作用，实现改性剂的迁移，完成对矿料的表面改性。
使用改性矿料的沥青混合料技术指标如下：
马歇尔稳定度指标：稳定度≥8kN，流值2-4mm。(马歇尔稳定度试验)
浸水马歇尔试验残留稳定度，不小于85％；冻融劈裂试验的残留强度比，不小于80％。
高温稳定性能：动稳定度≥1000次/mm(60℃车辙试验)
低温性能：弯曲破坏应变≥2400με(-10℃弯曲试验)
本发明涉及的改性剂为硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类、锆铝酸盐、偶联剂及有机硅、不饱和有机酸、有机低聚物等几种，具体选用其中的一种或多种混合：
改性剂的要求
改性剂应能均匀地裹附在矿料表面，耐高温(分解温度≮210℃)，闪点＞230℃，改变矿料的表面性能达到亲油憎水，增强矿料与沥青之间的粘结力，改善沥青混合料的综合性能。
本发明的生产方法使沥青混合料经过高温下的拌和、运输、摊铺、碾压等工艺的高温、机械作用，实现改性剂的迁移，完成对矿料的表面改性。改性产品其表面改性剂应裹附均匀，耐高温(分解温度≮210℃)，改性矿料的表面性能亲油憎水，增强矿料与沥青之间的粘结力。
本发明的有益效果在于：直接将加热的集料、填料及沥青与改性剂的混合物按比例加入拌缸中拌和均匀，完成沥青混合料的拌和生产，并进行混合料的运输、摊铺、碾压，完成路面施工；沥青混合料经过高温下的拌和、运输、摊铺、碾压等工艺的高温、机械作用，实现改性剂的迁移，完成对矿料的表面改性。改性矿料沥青混合料，将极大地改善沥青混合料的综合性能。本发明改进了改性矿料的生产工艺，与预处理法沥青路面用改性矿料生产方法相比，具有使施工更简便、改性剂在矿料上分布更均匀，减少改性剂用量，用量只有预处理法的10～20％，降低沥青路面生产成本，每m3改性矿料沥青混合料可节约30～50元。
从全寿命工程成本考虑，改性矿料沥青混合料将有效降低工程费用，提高沥青路面工程的社会效益。
具体实施方式
通过以下实施例进一步举例描述本发明，并不以任何方式限制本发明，在不背离本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1
将沥青加热至160℃，按1000kg沥青加入8kg改性剂搅拌均匀，在沥青混合料生产过程中，将加热的集料、填料、沥青与改性剂(氨丙基三乙氧基硅烷KH-550)的(按集料∶填料∶沥青与添加剂＝88∶8∶4比例在温度为155～180℃条件下，总拌和时间为45～70秒)混合物加入拌缸中拌和均匀完成沥青混合料的拌和生产，并进行运输、摊铺、碾压，完成路面施工；沥青混合料经过高温下的拌和、运输、摊铺、碾压等工艺的高温、机械作用，实现改性剂的迁移，完成对矿料的表面改性。
使用改性矿料的沥青混合料技术指标如下：
马歇尔稳定度指标：马歇尔稳定度10.2kN，流值3.2mm。
浸水马歇尔试验残留稳定度，96％；冻融劈裂试验的残留强度比，92％。
高温稳定性能：动稳定度＝1160次/mm(60℃车辙试验)
低温性能：弯曲破坏应变＝2680με(-10℃弯曲试验)
实施例2
将沥青加热至155℃，按1000kg沥青加入8kg改性剂搅拌均匀，在沥青混合料生产过程中，将加热的集料、填料、沥青与改性剂(2-氨乙基-氨丙基三甲氧基硅烷KH-792)的(按集料∶填料∶沥青与添加剂＝88.3∶8∶3.7比例在温度为155～180℃条件下，总拌和时间为45～70秒)混合物加入拌缸中拌和均匀完成沥青混合料的拌和生产，并进行运输、摊铺、碾压，完成路面施工；沥青混合料经过高温下的拌和、运输、摊铺、碾压等工艺的高温、机械作用，实现改性剂的迁移，完成对矿料的表面改性。
使用改性矿料的沥青混合料技术指标如下：
马歇尔稳定度指标：马歇尔稳定度12.8kN，流值2.6mm。
浸水马歇尔试验残留稳定度，94％；冻融劈裂试验的残留强度比，89％。
高温稳定性能：动稳定度＝1670次/mm(60℃车辙试验)
低温性能：弯曲破坏应变＝2450με(-10℃弯曲试验)
实施例3
将沥青加热至170℃，按1000kg沥青加入8kg改性剂搅拌均匀，在沥青混合料生产过程中，将加热的集料、填料、沥青与改性剂(甲氧基乙氧基硅烷DB-172)的(按集料∶填料∶沥青与添加剂＝80∶15∶5比例在温度为165～185℃条件下，总拌和时间为55～75秒)混合物加入拌缸中拌和均匀完成沥青混合料的拌和生产，并进行运输、摊铺、碾压，完成路面施工；沥青混合料经过高温下的拌和、运输、摊铺、碾压等工艺的高温、机械作用，实现改性剂的迁移，完成对矿料的表面改性。
使用改性矿料的沥青混合料技术指标如下：
马歇尔稳定度指标：马歇尔稳定度8.5kN，流值3.8mm。
浸水马歇尔试验残留稳定度，92％；冻融劈裂试验的残留强度比，91％。
高温稳定性能：动稳定度＝2350次/mm(60℃车辙试验)
低温性能：弯曲破坏应变＝2850με(-10℃弯曲试验)
结论
通过对实施例1～3的测试表明：
矿料表面改性剂裹附均匀，耐高温(分解温度≮210℃)，矿料的表面性能亲油憎水，增强矿料与沥青之间的粘结力。
使用改性矿料的沥青混合料技术指标满足以下要求：
马歇尔稳定度指标：稳定度≥8kN，流值2-4mm。(马歇尔稳定度试验)
浸水马歇尔试验残留稳定度，不小于85％；冻融劈裂试验的残留强度比，不小于80％。
高温稳定性能：动稳定度≥1000次/mm(60℃车辙试验)
低温性能：弯曲破坏应变≥2400με(-10℃弯曲试验)。