一种提升道路抗水损害性能的沥青混合料改性材料及其制备方法和使用方法技术

本发明专利技术属于交通工程技术领域，具体涉及一种提升沥青混凝土道路抗水损害性能的沥青混合料改性材料及其制备方法和使用方法。该沥青混合料改性材料为裹覆沥青养护剂的双级配硬质多孔材料。添加了裹覆着沥青养护剂的双级配硬质多孔材料的沥青混凝土在受到交通荷载作用产生动、静态孔隙水压时，能够为孔隙水提供散逸空间，从而消解孔隙水压，减小孔隙水对沥青与矿料界面粘附力的破坏和剥落作用，显著提高沥青抗水损害性能。

A kind of modified material of asphalt mixture for improving road water resistance and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种提升道路抗水损害性能的沥青混合料改性材料及其制备方法和使用方法
本专利技术属于交通工程
，具体涉及一种提升沥青混凝土道路抗水损害性能的沥青混合料改性材料及其制备方法和使用方法。
技术介绍
我国道路大多数为沥青混凝土道路，然而由于设计、施工、使用等环节的技术经验不足，我国沥青混凝土道路耐久性问题十分严重，很多道路使用三四年便出现裂缝、沉陷、坑洞等情况，破坏形式主要有高温车辙、低温开裂和疲劳破坏等。沥青耐候性尤其是水稳定性(即水损害)是导致我国当前沥青混凝土道路损害破坏的主导因素，同时水损害问题也是世界各国沥青混凝土道路的主要病害之一。然而，由于我国目前重载交通量大，针对沥青混凝土水损害问题未形成系统的设计理论和防治技术，因此这一问题仍十分严重，并带来重大的经济损失。
技术实现思路
针对沥青混凝土道路水损害问题，本专利技术提供一种提升沥青混凝土道路抗水损害性能的沥青混合料改性材料。以及，本专利技术还提供上述沥青混合料改性材料的制备方法。以及，本专利技术还提供上述沥青混合料改性材料的使用方法。为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下技术方案：一种提升道路抗水损害性能的沥青混合料改性材料，所述沥青混合料改性材料为裹覆沥青养护剂的双级配硬质多孔材料；所述双级配硬质多孔材料由细组分硬质多孔材料和粗组分硬质多孔材料组成，所述细组分硬质多孔材料的粒径为0～500μm，所述粗组分硬质多孔材料的粒径为500～5000μm；所述硬质多孔材料的孔隙率为10～90％；所述硬质多孔材料与所述沥青养护剂的体积比为10～15∶1。本专利技术中改性沥青混合料中添加的双级配硬质多孔材料具有微观和细观双尺度孔隙结构，在该改性沥青混凝土受到交通荷载作用产生动、静态孔隙水压时，能够为孔隙水提供散逸空间，从而消解孔隙水压，减小孔隙水对沥青基体以及基质沥青与矿料界面粘附力的破坏和剥落作用，提高沥青混凝土的抗水损害性能。实验发现，将双级配硬质多孔材料与沥青养护剂以及其他成分在上述范围内共同使用，能够发挥协同作用，可大幅提高沥青的抗水损害性能，使该改性沥青用于道路铺设后具有优异的耐久性，可减少道路养护、修复费用。该沥青混合料改性材料适用于普通沥青、高粘沥青、高弹沥青、改性沥青及添加抗剥落剂的沥青等制备的沥青混合料。优选地，所述硬质多孔材料包括沸石、类沸石、珊瑚砂、陶粒颗粒、浮石、稻壳灰、再生骨料、膨胀页岩、珍珠岩和生物轻骨料中的至少一种。优选地，所述硬质多孔结构材料为沸石。沸石不仅能够提高沥青抗水损害性能，还能提高所得改性沥青的温变性能和粘附性能。优选地，所述双级配硬质多孔结构材料为双级配沸石。该双级配沸石细组分的粒径为0～500μm，沸石粗组分粒径为500～5000μm。优选地，所述双级配沸石为改性后的双级配沸石，所述改性的方法为：将所述双级配沸石的粗细组分分别在400～500℃煅烧1～1.5h，以去除沸石中的杂质，改善沸石的微孔表面与孔隙结构。优选地，所述改性的方法还包括将煅烧后的所述双级配沸石的粗细组分分别在0.1mol/L浓度的NaOH溶液中浸泡1～2小时进行碱蚀，以进一步改性其表面吸附性能。优选地，所述改性的方法还包括向碱蚀后的所述双级配沸石的粗细组分分别在搅拌状态下喷入复合偶联剂，所述复合偶联剂为钛酸酯和铝酸酯质量比为(9∶1)～(1∶9)的混合物，所述沸石与所述复合偶联剂的质量比为100∶(1～10)。通过对高温改性、碱蚀改性的沸石进一步进行偶联剂表面改性，可大幅提高沸石的孔隙率和亲水性。优选地，所述沥青养护剂为RA-250沥青养护剂。优选60℃黏度接近27500m2/s，饱和分+芳香分的质量百分含量为73～77％，胶质+沥青质的质量百分含量为23～25％的RA-250沥青养护剂。以及，本专利技术实施例还提供上述沥青混合料改性材料的制备方法，将粒径＜5000μm的硬质多孔材料与所述沥青养护剂混合30～50min，用500μm和5000μm筛网筛分，即得到粒径为0～500μm的所述细组分硬质多孔材料和粒径为500～5000μm的粗组分硬质多孔材料。本制备方法先将硬质多孔材料与沥青养护剂混合，可使硬质多孔材料表面裹覆一层沥青养护剂薄浆，筛分后即可得到与沥青混合料具有良好相容性的、裹覆沥青养护剂的硬质多孔材料，即S1得到的裹覆材料。该制备方法使硬质多孔结构材料与沥青养护剂能够发挥协同作用，从而使所得沥青混合料具有更优异的抗水损害性能。以及，本专利技术实施例还提供上述沥青混合料改性材料的使用方法，用所述粗组分硬质多孔材料取代沥青混合料中的细骨料，质量取代比例5～100％，用所述细组分硬质多孔材料取代沥青混合料中的矿物改性材料，质量取代比例5～100％，按所述取代比例将沥青混合料改性材料与沥青、粗骨料、细骨料和矿粉混合料搅拌，混合均匀。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1本实施例提供了一种提升沥青混凝土道路抗水损害性能的沥青混合料改性材料，其制备方法为：将粒径＜5000μm的沸石在电炉中400℃煅烧1小时，自然冷却后置于0.1mol/L的NaOH溶液中，浸泡2小时；然后与复合偶联剂(钛酸酯:铝酸酯＝1∶1)按100∶1的体积比混合。将改性后的沸石分别与相当于沸石质量1/11.4的RA-250沥青养护剂混合搅拌30分钟，使其涂覆均匀，用500μm和5000μm筛网筛分，即得到粒径为0～500μm的细组分沸石和粒径为500～5000μm的粗组分沸石。实施例2本实施例提供了一种提升沥青混凝土道路抗水损害性能的沥青混合料改性材料，其制备方法为：将粒径＜5000μm的沸石在电炉中450℃煅烧1.5小时，自然冷却后置于0.1mol/L的NaOH溶液中，浸泡2小时；然后与复合偶联剂(钛酸酯:铝酸酯＝2∶6)按100∶10的体积比混合。将改性后的沸石分别与相当于沸石质量1/12的RA-250沥青养护剂混合搅拌45分钟，使其涂覆均匀，用500μm和5000μm筛网筛分，即得到粒径为0～500μm的细组分沸石和粒径为500～5000μm的粗组分沸石。实施例3本实施例提供了一种提升沥青混凝土道路抗水损害性能的沥青混合料改性材料，其制备方法为：将粒径＜5000μm的沸石在电炉中500℃煅烧1小时，自然冷却后置于0.1mol/L的NaOH溶液中，浸泡2小时；然后与复合偶联剂(钛酸酯:铝酸酯＝5∶3)按100∶3的体积比混合。将改性后的沸石分别与相当于沸石质量1/10的RA-250沥青养护剂混合搅拌45分钟，使其涂覆均匀，用500μm和5000μm筛网筛分，即得到粒径为0～500μm的细组分沸石和粒径为500～5000μm的粗组分沸石。实施例4本实施例提供了一种提升沥青混凝土道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提升沥青混凝土道路抗水损害性能的沥青混合料改性材料，所述沥青混合料改性材料为裹覆沥青养护剂的双级配硬质多孔材料；所述双级配硬质多孔材料由细组分硬质多孔材料和粗组分硬质多孔材料组成，所述细组分硬质多孔材料的粒径为0～500μm，所述粗组分硬质多孔材料的粒径为500～5000μm；所述硬质多孔材料的孔隙率为10～90％；/n所述硬质多孔材料与所述沥青养护剂的体积比为10～15∶1。/n

【技术特征摘要】
1.一种提升沥青混凝土道路抗水损害性能的沥青混合料改性材料，所述沥青混合料改性材料为裹覆沥青养护剂的双级配硬质多孔材料；所述双级配硬质多孔材料由细组分硬质多孔材料和粗组分硬质多孔材料组成，所述细组分硬质多孔材料的粒径为0～500μm，所述粗组分硬质多孔材料的粒径为500～5000μm；所述硬质多孔材料的孔隙率为10～90％；
所述硬质多孔材料与所述沥青养护剂的体积比为10～15∶1。


2.根据权利要求1所述的沥青混合料改性材料，其特征在于，所述硬质多孔材料包括沸石、类沸石、珊瑚砂、陶粒颗粒、浮石、稻壳灰、再生骨料、膨胀页岩、珍珠岩和生物轻骨料中的至少一种。


3.根据权利要求2所述的沥青混合料改性材料，其特征在于，所述双级配硬质多孔材料为双级配沸石。


4.根据权利要求3所述的沥青混合料改性材料，其特征在于，所述双级配沸石为改性后的双级配沸石，所述改性的方法为：将所述双级配沸石的粗细组分分别在400～500℃煅烧1～1.5h。


5.根据权利要求4所述的沥青混合料改性材料，其特征在于，所述改性的方法还包括将煅烧后的所述双级配沸石的粗细组分分别在0.1mol/L浓度的NaOH溶液中浸...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯东伟，韩宇栋，孙国辉，孙合平，袁振，刘伟京，许兵，吕新明，刘东升，高文亮，夏喜新，李合营，
申请(专利权)人：河北上善石油机械有限公司，中冶建筑研究总院有限公司，朋智工程科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13