一种透水沥青混合料及其制备方法和应用技术

本申请涉及公路建筑材料领域，具体公开了一种透水沥青混合料及其制备方法和应用。一种透水沥青混合料，包括沥青和矿料，所述沥青质量为所述矿料质量的4.5%～5.5%，所述矿料包括集料和填料，所述矿料的16mm筛孔通过率100%，13.2mm筛孔通过率为95.2%

【技术实现步骤摘要】
一种透水沥青混合料及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及公路建筑材料
，更具体地说，它涉及一种透水沥青混合料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]透水性路面是一种具有优良排水功能的沥青路面，由开级配透水沥青混合料摊铺而成。这种开级配透水沥青混合料主要通过粗集料嵌挤作用形成，空隙率不小于18％，其中的空隙包括连通空隙、半连通空隙和闭口空隙三种。当路面积水时，水分通过连通或半连通空隙进入透水沥青混合料内部，达到排水目的。
[0003]当水分进入半连通空隙时，水分会在透水沥青混合料中滞留一段时间，滞留水分通过沥青自发的乳化作用穿透沥青膜，侵入沥青和矿料的界面，最终取代沥青膜，使透水沥青混合料发生剥落。
[0004]透水性路面的排水功能要求透水沥青混合料具有较高的空隙率，而过高的空隙率会降低透水沥青混合料的抗压强度和水稳定性。根据JTGF40
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2004《公路沥青路面施工技术规范》的技术要求：透水沥青混合料的空隙率为18～25％，马歇尔稳定度不小于3.5kN，浸水马歇尔试验残留稳定度不小于75％，当用于潮湿区和湿润区时，浸水马歇尔试验残留稳定度不小于85％。
[0005]公告号为CN107117871B的中国专利公开了一种透水沥青混合料，包括如下以质量百分比计的组分：SBS改性沥青4.4％～4.7％、短切玄武岩纤维0.274％～0.299％、矿料93.1％～95.3％和HVA高粘剂0.296％～0.4％，对所制备的透水沥青混合料进行标准马歇尔试验和浸水马歇尔试验，得出透水沥青混合料的残留马歇尔稳定度最高为79.7％。
[0006]上述透水沥青混合料用于潮湿区和湿润区时，不能满足水稳定性的技术要求，因此本申请人提出了一种水稳定性更优异的透水沥青混合料。

技术实现思路

[0007]为了解决透水沥青混合料水稳定性较差的问题，本申请提供一种透水沥青混合料及其制备方法和应用。
[0008]第一方面，本申请提供一种透水沥青混合料，采用如下的技术方案：一种透水沥青混合料，包括沥青和矿料，所述沥青质量为所述矿料质量的4.5％～5.5％，所述矿料包括集料和填料，所述矿料的级配范围为：16mm筛孔通过率100％，13.2mm筛孔通过率95.2％～94.4％，9.5mm筛孔通过率72.8％～72.0％，4.75mm筛孔通过率23.8％～23.0％，2.36mm筛孔通过率15.0％～14.2％，1.18mm筛孔通过率11.6％～11.0％，0.6mm筛孔通过率9.6％～9.0％，0.3mm筛孔通过率8.6％～8.1％，0.15mm筛孔通过率6.9％～6.1％，0.075mm筛孔通过率5.5％～4.9％。
[0009]通过采用上述技术方案，透水沥青混合料的骨架结构主要由粒径为9.5～13.2mm的矿料通过嵌挤作用形成，骨架结构之间存在大量空隙，空隙率为19.6％，这些空隙成为排
水通道，使透水沥青混合料具有优异的透水性能；同时，沥青吸附在小粒径矿料表面，形成一层沥青油膜，随小粒径矿料分散在骨架结构之间，沥青油膜与大粒径矿料产生黏附作用，使大粒径矿料形成的骨架结构更稳定，经马歇尔标准试验和浸水马歇尔试验测试，得到透水沥青混合料的马歇尔稳定度为8.33kN，浸水马歇尔残留稳定度为86.9％，透水沥青混合料具有较高的抗压强度和水稳定性。
[0010]优选的，所述集料为玄武岩。
[0011]通过采用上述技术方案，玄武岩组成的骨架结构中含有大量气孔构造，这些气孔构造成为排水通道，使骨架结构具有透水性能，增强了透水沥青混合料的透水性能；同时，玄武岩中的金属离子和沥青中的羧酸反应形成化学键，玄武岩表面的金属离子从空气和水中缔合羟基，这些羟基与沥青中的羧酸形成氢键，玄武岩和沥青之间的化学作用力提高了两者之间的黏附功，从而提高了透水沥青混合料的抗压强度。
[0012]优选的，所述沥青质量为所述矿料质量的4.9％～5.1％。
[0013]通过采用上述技术方案，一方面，大部分沥青被吸收到矿料内部或被吸附在矿料表面，骨架结构之间的游离沥青较少，沥青对空隙的填充作用减小，使透水沥青混合料保持较高的空隙率，从而保持优异的排水性能；另一方面，沥青油膜保持一定厚度，使沥青与矿料之间保持较高的黏附作用力，减少矿料与沥青的剥离，提高透水沥青混合料的抗压强度。
[0014]优选的，所述沥青为橡胶粉改性沥青。
[0015]通过采用上述技术方案，与未改性沥青相比，橡胶粉改性沥青与矿料的黏附作用力增大，透水沥青混合料的骨架结构更加稳定，提高透水沥青混合料的抗压强度和水稳定性。
[0016]优选的，所述透水沥青混合料还包括明胶粉，所述明胶粉质量为所述沥青质量的0.5％～2％。
[0017]通过采用上述技术方案，当水分侵入透水沥青混合料后，明胶粉溶解于水形成明胶液，明胶液黏附在矿料表面形成明胶膜；同时，明胶膜的分子结构中含有许多羟基、羧基和氨基，这些基团与沥青中的羧酸产生氢键作用，明胶膜在矿料和沥青之间起到锚固作用，减少矿料与沥青的剥离，提高了透水沥青混合料的水稳定性。
[0018]优选的，所述透水沥青混合料还包括纤维，所述纤维质量为所述透水沥青混合料质量的0.25％～0.55％。
[0019]通过采用上述技术方案，一方面，纤维在透水沥青混合料中起到桥联作用，当透水沥青混合料受到外力作用时，纤维可以将作用在局部的应力传递至整个透水沥青混合料，避免应力集中；另一方面，纤维均匀分散在透水沥青混合料中，形成纤维网络结构，可以对大粒径矿料形成的骨架结构起到固定作用，减少大粒径矿料之间的相对运动，提高透水沥青混合料的抗压强度。
[0020]第二方面，本申请提供一种透水沥青混合料的制备方法，采用如下的技术方案：一种透水沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：所述沥青和所述矿料加热至170～190℃，将所有组分进行拌和，拌和温度为150～180℃，得到透水沥青混合料。
[0021]通过采用上述技术方案，矿料混合均匀形成骨架结构，沥青与矿料发生黏附，使透水沥青混合料具有满足技术要求的排水性能、抗压强度和水稳定性。
[0022]优选的，所述集料加热前先在硅油中浸渍5min。
[0023]通过采用上述技术方案，硅油吸附在集料表面形成一层硅油膜，一方面，硅油膜可以增强集料与沥青的黏附，提高透水沥青混合料的抗压强度；另一方面，当水分侵入透水沥青混合料后，硅油膜可以减缓水分侵入集料的速度，有助于滞留水分的排出，提高透水沥青混合料的水稳定性。
[0024]优选的，所述硅油经石油醚稀释，所述硅油和所述石油醚的质量比为1：2。
[0025]通过采用上述技术方案，集料表面硅油膜的形成速度适宜，而且，当硅油膜形成后，石油醚从硅油膜中挥发出去，硅油膜的性质保持不变，可以用较少的硅油用量得到性质不变的硅油膜。
[0026]第三方面，本申请提供一种透水沥青混合料的应用，采用如下的技术方案：一种透水沥青混合料的应用，所述透水沥青混合料经摊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透水沥青混合料，其特征在于，包括沥青和矿料，所述沥青质量为所述矿料质量的4.5%～5.5%，所述矿料包括集料和填料，所述矿料的级配范围为：16mm筛孔通过率100%，13.2mm筛孔通过率95.2%～94.4%，9.5mm筛孔通过率72.8%～72.0%，4.75mm筛孔通过率23.8%～23.0%，2.36mm筛孔通过率15.0%～14.2%，1.18mm筛孔通过率11.6%～11.0%，0.6mm筛孔通过率9.6%～9.0%，0.3mm筛孔通过率8.6%～8.1%，0.15mm筛孔通过率6.9%～6.1%，0.075mm筛孔通过率5.5%～4.9%。2.根据权利要求1所述的一种透水沥青混合料，其特征在于：所述集料为玄武岩。3.根据权利要求1所述的一种透水沥青混合料，其特征在于：所述沥青质量为所述矿料质量的4.9%～5.1%。4.根据权利要求1所述的一种透水沥青混合料，其特征在于：所述沥青为橡胶粉改性沥青。5.根据权利要求1所述的一种透水沥青混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹斌，耿德华，蒋志松，刘冬凤，
申请(专利权)人：江苏路邦土木科技有限公司，
类型：发明
国别省市：