冷拌半柔性复合路面材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种冷拌半柔性复合路面材料及其制备方法，由以下重量份的组分组成：75～100份由15～25份粗集料、15～25份细集料、10～20份灰岩矿粉和10～30份沥青组成大空隙基体沥青混合料，25～65份由5～15份水泥、5～15份细砂、3～5份矿物掺合料、2～5份添加剂和10～25份水组成水泥砂浆：该冷拌半柔性复合路面材料的原料来源广泛，制备方法简单，成本低，有利于在路面工程建设领域广泛应用。

Cold Mixed Semi-Flexible Composite Pavement Material and Its Preparation Method

The invention discloses a cold mix semi-flexible composite pavement material and its preparation method, which consists of 75-100 portions of 15-25 portions of coarse aggregate, 15-25 portions of fine aggregate, 10-20 portions of limestone ore powder and 10-30 portions of asphalt, 25-65 portions of which are composed of 5-15 portions of cement, 5-15 portions of fine sand, 3-5 portions of mineral admixtures, 2-5 portions of additives and 10-30 portions of asphalt. Cement mortar composed of 25 phr of water: The Cold-Mixed semi-flexible composite pavement material has a wide range of raw materials, simple preparation method and low cost, which is conducive to wide application in the field of pavement engineering construction.

【技术实现步骤摘要】
冷拌半柔性复合路面材料及其制备方法
本专利技术涉及现代路面工程建设
，具体涉及一种冷拌半柔性复合路面材料及其制备方法。
技术介绍
半柔性复合路面具有与沥青路面相似的柔性，又具有水泥路面的刚性，刚柔并济。可在抗车辙、抗推移、减少伸缩缝、提高路面材料的应力松弛性能等方面改善路面使用性能。传统的半柔性路面材料的基体沥青混合料大都采用热拌热铺工艺，拌和时沥青和骨料都需加热到较高的温度，消耗大量能源且污染环境；另外，对操作人员的身体健康也造成一定程度的危害，同时还存在沥青老化的问题。现有的从承载能力、抗疲劳性能和抗裂性能方面入手制备复合路面材料的方法主要有：专利文献CN201310169974.8中公开了一种半柔性复合路面材料，其组分按质量百分比为：65～75%的碎石或碎石混合料；15～20%的自制干粉水泥砂浆；3～8%的乳化沥青；2～5%的矿粉；5～10%的水。该冷拌半柔性复合路面材料施工工艺简便，无需使用大规模生产的施工机械和设备，常温下拌和、成型无需加热，后续的灌浆工序也在常温下进行，因此可节能环保；其制备方法采用的是在大空隙开级配乳沥青混合料中灌注水泥砂浆。专利文献CN200910272815.4中公开了一种基于界面改性灌注式有机-无机复合路面材料的制备方法，包括如下步骤：1)界面改性剂的制备：①按质量比为硅烷偶联剂：溶剂：催化剂：稳定剂=100：18～32：10～40：2～8，选取；②装有溶剂的容器中加入催化剂，用醋酸调节pH为5.5～6.5，得到乳液，静置，加入硅烷偶联剂，最后在加入稳定剂，搅拌，即得界面改性剂；2)基于界面改性灌注式有机—无机复合路面材料的制备：①基体沥青混合料的制备；②界面改性水泥砂浆的制备；③首先进行基体沥青混合料的摊铺，将界面改性水泥砂浆在基体沥青混合料的上表面进行5～8次浇灌，养护28d，得到基于界面改性灌注式有机—无机复合路面材料。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种冷拌半柔性复合路面材料，以解决传统半柔性路面材料制备及使用中存有消耗能源大且污染环境、危害操作人员的身体健康及沥青易老化的技术问题。本专利技术进一步公开了该冷拌半柔性复合路面材料的制备方法，旨在解决现有此类材料制备方法复杂、成本高的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：设计一种冷拌半柔性复合路面材料，以重量份计，由75～100份大空隙基体沥青混合料和25～65份水泥砂浆组成；大空隙基体沥青混合料由15～25份粒径为5～16mm的粗集料、15～25份粒径为1～5mm的细集料、10～20份灰岩矿粉和10～30份沥青组成；水泥砂浆由5～15份水泥、5～15份细砂、3～5份矿物掺合料、2～5份添加剂和10～25份水组成。优选的：粗集料为粒径为5～16mm的玄武岩、花岗岩或石灰岩中的至少一种；细集料为粒径为1～5mm的玄武岩、花岗岩或石灰岩中的至少一种；水泥为普通硅酸盐水泥或粉煤灰水泥；细砂为粒径为0.08mm～0.63mm的黄砂或河砂；矿物掺合料由粒化高炉矿渣粉、硅灰按1：0.8～1.2的重量比组成。优选的：添加剂由重量比为0.8～1.2：0.8～1.2：0.8～1.2：0.8～1.2的保水剂、粘结剂、膨胀剂和减水剂组成。优选的：保水剂为工业型淀粉醚、甲基纤维素中的至少一种；粘结剂为硅烷偶联剂、复合硅烷偶联剂中的至少一种；膨胀剂为铝酸钙、氧化镁膨胀剂中的至少一种；减水剂为聚羧酸高性能缓凝减水剂、粉状氨基磺酸盐减水剂中的至少一种。一种冷拌半柔性复合路面材料的制备方法，包括以下步骤：（1）大空隙基体沥青混合料的制备：称取大空隙基体沥青混合料，于15～40℃温度下混合搅拌30～120min，且使混合料的空隙率达到20～35%；（2）水泥砂浆的制备：称取水泥、细砂和矿物掺合料，干拌混合5～10min，再加入添加剂和水，于20～30℃温度下搅拌5～30min；（3）将步骤（2）制得的水泥砂浆灌入步骤（1）所得的大空隙基体沥青混合料中，直至完全填满混合料中的空隙，将表面多余水泥砂浆刮除；（4）养护，标准条件下养护24小时。优选的：粗集料为粒径为5～16mm的玄武岩、花岗岩或石灰岩中的至少一种；细集料为粒径为1～5mm的玄武岩、花岗岩或石灰岩中的至少一种。优选的：步骤（1）中，石灰岩矿粉过孔径为0.075mm方孔筛；沥青为SBS改性沥青。优选的：步骤（2）中，水泥为普通硅酸盐水泥；细砂为粒径0.08mm～0.63mm的黄砂或河砂；矿物掺合料由粒化高炉矿渣粉、硅灰、或按1：0.8～1.2的重量比组成。优选的：步骤（2）中，添加剂由重量比为1：1：1：1的保水剂、粘结剂、膨胀剂和减水剂组成。优选的：保水剂为工业型淀粉醚、甲基纤维素中的至少一种；粘结剂为硅烷偶联剂、复合硅烷偶联剂中的至少一种；膨胀剂为铝酸钙、氧化镁膨胀剂中的至少一种；减水剂为聚羧酸高性能缓凝减水剂、粉状氨基磺酸盐减水剂中的至少一种。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果在于：1.本专利技术原料来源广泛，制备方法简单，成本低，有利于在路面工程建设领域广泛应用。2.本专利技术以大空隙基体沥青混合料经冷拌冷铺后形成基体，灌入自制的水泥砂浆而形成的复合路面材料，降低能耗，避免造成环境污染。3.本专利技术采用自制的水泥砂浆的灌入制备的复合路面材料，复合路面材料具有高的强度、良好的韧性、优良的弹性和胶结性能，提高了路面材料的承载力、混合料间的粘结力。具体实施方式下面结合实施例来说明本专利技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本专利技术，并不以任何方式限制本专利技术的范围。在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料；所涉及的加工制作方法，如无特别说明，均为常规方法。实施例1一种冷拌半柔性复合路面材料：称取15kg粒径为5mm的粗集料、15kg粒径为1mm的细集料、10kg的过0.075mm方孔筛的灰岩矿粉和10kg的SBS改性沥青投入反应釜中混合搅拌，搅拌温度15℃，搅拌时间为30min，得空隙率为20%的大空隙基体沥青混合料；称取5kg普通硅酸盐水泥、5kg粒径为0.08mm黄砂和3kg粒化高炉矿渣粉，依次加入到水泥砂浆拌合机中，干拌时间为5min，混合均匀，再加入2kg添加剂和10kg水，搅拌混合温度为20℃，搅拌混合时间为5min，继续搅拌混合，得水泥砂浆；将25kg水泥砂浆灌入75kg大空隙基体沥青混合料中，直至完全填满混合料中的空隙，将表面多余水泥砂浆刮走；养护，标准条件下养生24小时，即得。实施例2一种冷拌半柔性复合路面材料：称取20kg粒径为11mm的粗集料、20kg粒径为3mm的细集料、15kg的过0.075mm方孔筛的灰岩矿粉和20kg的SBS改性沥青投入反应釜中混合搅拌，搅拌温度30℃，搅拌时间为75min，得空隙率为29%的大空隙基体沥青混合料；称取10kg普通硅酸盐水泥、10kg粒径为0.08mm河砂和4kg等量比的粒化高炉矿渣粉和硅灰，依次加入到水泥砂浆拌合机中，干拌时间为8min，混合均匀，再加入4kg添加剂和17kg水，搅拌混合温度为25℃，搅拌混合时间为17min，继续搅拌混合，得水泥砂浆；将45kg水泥砂浆灌入85kg大空隙基体沥青混合料中，直至完全填满混合料中的空隙，将表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷拌半柔性复合路面材料，其特征在于：以重量份计，它由75～100份大空隙基体沥青混合料和25～65份水泥砂浆组成；所述大空隙基体沥青混合料由15～25份粒径为5～16mm的粗集料、15～25份粒径为1～5mm的细集料、10～20份灰岩矿粉和10～30份沥青组成；所述水泥砂浆由5～15份水泥、5～15份细砂、3～5份矿物掺合料、2～5份添加剂和10～25份水组成。

【技术特征摘要】
1.一种冷拌半柔性复合路面材料，其特征在于：以重量份计，它由75～100份大空隙基体沥青混合料和25～65份水泥砂浆组成；所述大空隙基体沥青混合料由15～25份粒径为5～16mm的粗集料、15～25份粒径为1～5mm的细集料、10～20份灰岩矿粉和10～30份沥青组成；所述水泥砂浆由5～15份水泥、5～15份细砂、3～5份矿物掺合料、2～5份添加剂和10～25份水组成。2.根据权利要求1所述的冷拌半柔性复合路面材料，其特征在于：所述粗集料为粒径为5～16mm的玄武岩、花岗岩或石灰岩中的至少一种；所述细集料为粒径为1～5mm的玄武岩、花岗岩或石灰岩的至少一种；所述水泥为普通硅酸盐水泥或粉煤灰水泥；所述细砂为粒径为0.08mm～0.63mm的黄砂或河砂；所述矿物掺合料由粒化高炉矿渣粉、硅灰按1：0.8～1.2的重量比组成。3.根据权利要求1所述的冷拌半柔性复合路面材料，其特征在于：所述添加剂由重量比为0.8～1.2：0.8～1.2：0.8～1.2：0.8～1.2的保水剂、粘结剂、膨胀剂和减水剂组成。4.根据权利要求3所述的冷拌半柔性复合路面材料，其特征在于：所述保水剂为工业型淀粉醚、甲基纤维素中的至少一种；所述粘结剂为硅烷偶联剂、复合硅烷偶联剂中的至少一种；所述膨胀剂为铝酸钙、氧化镁膨胀剂中的至少一种；所述减水剂为聚羧酸高性能缓凝减水剂、粉状氨基磺酸盐减水剂中的至少一种。5.一种权利要求1所述的冷拌半柔性复合路面材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）大空隙基体沥青混合料的制备：称取所述大空隙基体沥青混合料，于15～40℃温度下混合搅拌30～120min，且使混合料...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈渊召，李振霞，王昊，贾敬力，赵大创，郭腾腾，王朝辉，方晓兵，石彦龙，刘科锋，赵艳辉，张军奇，贾得来，张梦晗，冯纪兵，边雪伟，黄飞虎，张明堂，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南,41