一种填充粉煤灰基地聚合物的半柔性沥青路面材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于路面工程材料技术领域，具体公开了一种填充粉煤灰基地聚合物的半柔性沥青路面材料，它由大孔隙沥青混合料和粉煤灰基地聚合物灌浆料组成，二者所占体积百分比为：大孔隙沥青混合料70

【技术实现步骤摘要】
一种填充粉煤灰基地聚合物的半柔性沥青路面材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于工程材料
，具体涉及一种填充粉煤灰基地聚合物的半柔性沥青路面材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国交通运输事业的不断发展，交通量及交通轴载日益增加，使得对路面材料性能要求日益提高。由于沥青属粘弹性感温材料，夏季高温时，沥青路面在车辆荷载重复作用下，容易引发车辙病害，尤其是在高速公路收费站出入口、路线交叉口、长大纵坡路段等，由于车辆频繁制动、启动操作，路面车辙病害更为严重，极大程度影响行车舒适性与安全性。与沥青路面相比，水泥混凝土路面虽不存在此类问题，但由于其接缝的存在，严重影响行车舒适性；同时水泥混凝土路面存在施工复杂、后期维护困难、开放交通迟等弊端。应路面多元化、功能化的发展要求，一种兼具沥青路面、水泥混凝土路面各自优势的新型半柔性路面应运而生。
[0003]传统半柔性沥青路面材料是在母体沥青混合料中，灌注水泥基灌浆材料，通过母体沥青混合料骨料之间的相互嵌挤作用以及水泥基浆体共同形成材料强度，从而提高路面结构层抵抗荷载作用的能力，同时使路面具备刚柔并济的特点。传统半柔性沥青路面材料虽然其具有极优的高温性能可以抵抗车辆荷载、极大程度减轻路面车辙病害，但是由于其中的灌浆材料属于水泥基材料，在水化反应时会释放大量热能，体积膨胀，在硬化后温度降低而产生温缩、干缩，由于水泥基和沥青类两种材料的温缩、干缩系数差别巨大，这样就容易导致两种材料之间出现粘结力下降、裂缝出现，尽而降低路面的抗低温开裂能力、耐久性和疲劳寿命；同时传统的水泥基灌浆材料通常需要进一步加入标准砂来改善混合料的路用性能，会一定程度增加制备成本并对环境造成一定影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种填充粉煤灰基地聚合物的半柔性沥青路面材料，它具有高温抗车辙性好、水稳定性强、耐久性和疲劳寿命长等优点，且大孔隙沥青混合料与灌浆料结合性好、温缩与干缩裂缝小、节能环保、可实现固体废弃物循环利用，且无需进一步引入砂等细集料，具有良好的经济和环境效益。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种填充粉煤灰基地聚合物的半柔性沥青路面材料，它包括大孔隙沥青混合料和煤灰基地聚合物灌浆料，二者所占体积百分比为：大孔隙沥青混合料70
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80％，煤灰基地聚合物灌浆料20
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30％；其中煤灰基地聚合物灌浆料以粉煤灰、水玻璃、水、氢氧化钠和防沉降性铝酸酯为主要原料制备而成。
[0007]上述方案中，所述大孔隙沥青混合料中各组分及其所占重量份数包括：矿料90
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95份、填料2
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4份、基质沥青2
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5份。
[0008]上述方案中，所述矿料可选用石灰岩、玄武岩、花岗岩或辉绿岩等；填料可选用石灰岩矿粉等；矿料与填料的混合物级配范围为：26.5mm筛孔通过率为100％、19mm筛孔通过率为90
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100％、16mm筛孔通过率为50
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80％、13.2mm筛孔通过率为40
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70％、9.5mm筛孔通过率为15
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60％、4.75mm筛孔通过率为3
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20％、0.075mm筛孔通过率为1
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3％。
[0009]上述方案中，基质沥青可选用50号、70号或90号沥青等。
[0010]上述方案中，所述大孔隙沥青混合料的制备方法包括以下步骤：
[0011]1)分别对矿料、填料和基质沥青进行加热，其中矿料、填料的加热温度为145
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150℃，基质沥青的加热温度为140
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145℃；
[0012]2)按矿料、基质沥青、填料的顺序投放到145
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150℃的拌合锅中持续恒温搅拌，击实得大孔隙沥青混合料。
[0013]上述方案中，所述大孔隙沥青混合料中的连通孔隙率为＞20％、稳定度≥3.5kN。
[0014]上述方案中，所述煤灰基地聚合物灌浆料中各组分及其所占重量份数包括：粉煤灰60
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80份，水玻璃15
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30份，水5
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10份，氢氧化钠3
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10份，防沉降性铝酸酯3
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10份。
[0015]优选的，所述粉煤灰与防沉降性铝酸酯的质量比为(12～15):1
[0016]上述方案中，所述粉煤灰为I级粉煤灰，细度不大于18％，密度为2.5
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2.7g/cm3；水玻璃的模数为3.2
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3.4，固含量为32
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35％；所述氢氧化钠为白色片状颗粒，密度为2.1
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2.3g/cm3；所述防沉降性铝酸酯ASA，熔点为60
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90℃，为白色。
[0017]上述方案中，所述煤灰基地聚合物灌浆料的制备步骤包括以下步骤：
[0018]1)将称取的各原料按水玻璃、水、氢氧化钠的顺序进行加料，搅拌，将配制好的溶液在恒温水浴(室温)中放置1
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2d；
[0019]2)将称取的粉煤灰和防沉降性铝酸酯加入步骤1)所得混合溶液中，搅拌均匀，即得所述煤灰基地聚合物灌浆料。
[0020]上述方案中，所述煤灰基地聚合物灌浆料的初凝时间≥120min，养护7d的抗压强度≥25MPa，养护7d的抗折强度≥3MPa。
[0021]上述一种粉煤灰基地聚物填充半柔性沥青路面材料的制备方法，在振动条件下，将粉煤灰基地聚物灌浆材灌注大孔隙沥青混合料中，其中粉煤灰基地聚物灌浆料所占体积百分比为20
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30％，在养护箱内进行养护，即得所述填充粉煤灰基地聚合物的半柔性沥青路面材料。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0023]1)本专利技术首次提出采用粉煤灰基地聚物灌浆材料替换传统的水泥基灌浆材料，并进一步引入防沉降性铝酸酯，在粉煤灰基地聚物灌浆料和偶联剂防沉降性铝酸酯的作用下，可进一步提高所得灌浆料与大孔隙沥青混合料基体之间的粘结性能，同时有效兼顾所得半柔性沥青路面材料良好的高温抗车辙能力、低温抗裂性能、水稳定性强、耐久性和使用寿命，尤其在无需引入砂等细集料的基础上，可表得到较高的冻融劈裂比，并进一步表现出极强的高温抗车辙性能与水稳性能，远超过相关规范对沥青路面的技术要求，应用性广；
[0024]2)本专利技术采用粉煤灰基地聚物替换水泥基材料，在实现固体废弃物循环利用的基础上，可进一步有效改善所得半柔性沥青路面材料的使用性能，具有重要的经济和环境效益。
具体实施方式
[0025]以下内容，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何形式上的限制；未脱离本专利技术技术方案的内容，只作任何简单的修改、等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。
[0026]以下实施例中，采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种填充粉煤灰基地聚合物的半柔性沥青路面材料，其特征在于，它包括大孔隙沥青混合料和煤灰基地聚合物灌浆料，二者所占体积百分比为：大孔隙沥青混合料70
‑
80％，煤灰基地聚合物灌浆料20
‑
30％；其中煤灰基地聚合物灌浆料以粉煤灰、水玻璃、水、氢氧化钠和防沉降性铝酸酯为主要原料制备而成。2.根据权利要求1所述的半柔性沥青路面材料，其特征在于，所述粉煤灰基地聚合物灌浆料中各组分及其所占重量份数包括：粉煤灰60
‑
80份，水玻璃15
‑
30份，水5
‑
10份，氢氧化钠3
‑
10份，防沉降性铝酸酯3
‑
10份。3.根据权利要求1或2所述的半柔性沥青路面材料，其特征在于，所述粉煤灰为I级粉煤灰；水玻璃的模数为3.2
‑
3.4，固含量为32
‑
35％。4.根据权利要求1所述的半柔性沥青路面材料，其特征在于，所述大孔隙沥青混合料的连通孔隙率为＞20％、稳定度≥3.5kN。5.根据权利要求1所述的半柔性沥青路面材料，其特征在于，所述大孔隙沥青混合料中各组分及其所占重量份数包括：矿料90
‑
95份、填料2
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4份、基质沥青2
‑
5份。6.根据权利要求5所述的半柔性沥青路面材料，其特征在于，所述矿料为石灰岩、玄武岩、花岗岩或辉绿岩；填料为石灰岩矿粉；矿料与填料的混合物级配范围为：26.5mm筛孔通过率为100％、19mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：白桃，李成，李元元，蒋欣，毛春光，窦衍竹，王刚，管世玉，黄正红，
申请(专利权)人：中建三局第一建设工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：