一种干湿复合型橡胶沥青混合料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种干湿复合型橡胶沥青混合料制备方法，包括以下步骤：S1、采用定量的橡胶粉、裂解剂制备成全裂解橡胶沥青；S2、将定量的粗橡胶颗粒替换同粒径范围内的一部分矿质集料，然后与剩余集料、矿粉、步骤S1制备的全裂解橡胶沥青拌合制成干湿复合型橡胶沥青混合料。本发明专利技术以全裂解橡胶沥青为结合料，加入已经替换完成的集料颗粒和橡胶颗粒，采用公路工程技术规范中沥青混合料的标准制备方法，得到干湿复合橡胶沥青混合料，经测验其各项技术性能良好，能够改善沥青混合料路用性能的同时达到消耗大量废旧轮胎的双重目的。耗大量废旧轮胎的双重目的。耗大量废旧轮胎的双重目的。

【技术实现步骤摘要】
一种干湿复合型橡胶沥青混合料的制备方法


[0001]本专利技术涉及工程材料
，具体涉及一种干湿复合型橡胶沥青混合料的制备方法。

技术介绍

[0002]废旧轮胎经加工以后制备的橡胶粉和橡胶颗粒应用于沥青路面的技术主要分为湿法和干法两大类,两种工艺各有优缺点。湿法工艺是在合理的加工温度下向沥青结合料中加入定量的橡胶粉，经搅拌发育后形成橡胶改性沥青，然后将其作为结合料加入混合料。干法工艺是将一定粒度的橡胶颗粒，在集料与沥青拌合的时候直接加入其中，与集料及沥青共同拌合形成橡胶颗粒沥青混合料。
[0003]尽管干法工艺在橡胶颗粒尺寸、橡胶用量和拌制设备上占据明显优势，并且破冰效果在很多理论研究和试验中得到了证实，但世界上绝大多数研究都集中在湿法工艺上，其主要原因在于采用干法工艺铺筑的试验路性能不稳定，路面在使用过程中橡胶颗粒受到动水压力和车辆荷载的反复挤压和冲刷，容易与沥青结合料脱落从而引起整个混合料结构的破坏；采用基质沥青作为沥青结合料，粘结性能和低温性能不足，造成路面耐久性差；在寒冷地区，采用SBS作为结合料时，前期投入较大，并且低温下沥青胶结料变硬，容易引起温度裂缝，春融季节水进入裂缝造成唧泥、翻浆等破坏，而采用湿法橡胶改性沥青铺筑的试验路性能表现稳定，获得较为满意的成果。目前工程中常用的胶结充填体主要是由骨料、水泥及水混合配制而成，其价格较高且力学性能尤其是抗拉性能较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种干湿复合型橡胶沥青混合料的制备方法，利用橡胶粉改性沥青优良的低温粘弹性特性改善混合料的粘结性能、低温抗裂性能以及耐久性，以此发挥干法、湿法工艺各自的优势，达到消耗大量废旧轮胎和改善路用性能的双重目的。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供干湿复合型橡胶沥青混合料，按重量百分百包括如下组分：
[0006]60目橡胶粉：10％
‑
20％；
[0007]裂解剂：1
‰‑4‰
；
[0008]橡胶颗粒：1％
‑
4％，粒径1
‑
3mm；
[0009]矿质集料：5％
‑
10％。
[0010]本专利技术还提供一种干湿复合型橡胶沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
[0011]S1、采用定量的橡胶粉、裂解剂制备成全裂解橡胶沥青；
[0012]其中，裂解橡胶沥青制备技术控制要点包括：
[0013]①
一定数量的橡胶粉，以保证改性剂与沥青的正常配伍，使沥青得到最佳改性效果；
[0014]②
橡胶粉在沥青中彻底地混合均匀度，使得改性得以充分；
[0015]③
一定剂量的裂解剂，使橡胶粉能够在高温环境下完全裂解；
[0016]④
由于橡胶粉对沥青改性是一个很复杂的理化过程，需要适宜的温度、必需的加工环境与加工时间，因此改性过程应具备的条件为：始终如一的混合均匀度、环境温度以及反应时间。
[0017]S2、将定量的粗橡胶颗粒替换同粒径范围内的一部分矿质集料，然后与剩余集料、矿粉、步骤S1制备的全裂解橡胶沥青拌合制成干湿复合型橡胶沥青混合料。
[0018]其中，步骤S1的具体操作如下：采用60目橡胶粉在加工温度为190℃、裂解剂剂量为4
‰
、加工时间2h条件下完全裂解于基质沥青，制得全裂解橡胶沥青。
[0019]其中，步骤S2包括如下步骤：
[0020]S2.1、橡胶颗粒与同粒径集料之间替换方式的确定；
[0021]S2.2、橡胶颗粒在混合料中的掺加量的确定。
[0022]进一步，步骤S2.1具体如下：
[0023]S2.1.1、确定橡胶颗粒采用内掺法掺入到混合料中；
[0024]S2.1.2、确定橡胶颗粒与矿质集料替换方式：
[0025]S2.1.2.1、采用2％、3％和4％三种橡胶颗粒掺加量，对每个掺量运用等体积替换法和等质量替换法两种替换方式，分别进行试验，测定体积指标，确定橡胶颗粒与矿质集料的替换方式；
[0026]S2.1.2.2、根据橡胶颗粒、矿质集料的技术性质，利用逐级替换方法确定与橡胶颗粒质量对应粒径的各档矿质集料质量。
[0027]本专利技术上述技术方案的有益效果如下：
[0028]本专利技术采用定量细橡胶粉、部分添加剂制备成具有一定特殊性质的橡胶沥青，然后采用体积替换法将定量粗橡胶颗粒替换部分集料加入混合料中，拌制成干湿复合橡胶沥青混合料，利用橡胶粉改性沥青优良的低温粘弹性特性改善混合料的粘结性能、低温抗裂性能以及耐久性，以此发挥干法、湿法工艺各自的优势，经测验其各项技术性能良好，能够改善沥青混合料路用性能的同时达到消耗大量废旧轮胎的双重目的。
附图说明
[0029]图1为橡胶颗粒掺加量为4％时制备的干湿复合型橡胶沥青混合料的车辙试验轮迹图；
[0030]图2为橡胶颗粒掺加量1％时制备的干湿复合型橡胶沥青混合料的车辙轮迹；
[0031]图3为橡胶颗粒掺加量2％时制备的干湿复合型橡胶沥青混合料的车辙轮迹；
[0032]图4为橡胶颗粒掺加量3％时制备的干湿复合型橡胶沥青混合料的车辙轮迹；
[0033]图5为双对数坐标下不同类型沥青混合料的疲劳曲线；
[0034]图6为本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0036]如图6所示，本专利技术的实施例提供一种干湿复合型橡胶沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
[0037]S1、将粒径为60目的细橡胶粉和剂量为4
‰
的裂解剂加入基质沥青(SK
‑
90)，在加工温度190℃高速搅拌2h后，完全裂解于基质沥青，得到沥青结合料，即全裂解橡胶沥青；
[0038]S2、利用体积替换法将定量粗橡胶颗粒替换部分集料加入步骤S1获得的沥青结合料中，搅拌后得到干湿复合型橡胶沥青混合料。
[0039]本专利技术的技术方案详细阐述如下：
[0040]1、全裂解橡胶沥青的制备
[0041]所谓全裂解橡胶沥青，就是在恒温条件下，分散在沥青中的橡胶粉在裂解剂(硫磺：脂肪酸)的作用下从表面向中心一层一层的剥落裂解，经过一段时间的恒温加热搅拌作用后，最终以极细小的微粒分散于沥青中，形成一个稳定的、不会发生相分离的相容体系，并且形成的橡胶沥青在继续加热搅拌过程中技术性质趋于稳定。
[0042]在整个过程中，既有裂解剂与橡胶粉的化学反应，也有胶粉微粒在较高的温度下在沥青的油相中膨胀形成类似胶体状的物理过程。因此全裂解橡胶沥青无论从组成结构、技术指标及对混合料路用性能的影响等各方面都与普通橡胶沥青有较大的区别。
[0043]经过前期试验研究，采用60目橡胶粉，在加工温度为190℃，裂解剂剂量为4
‰
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干湿复合型橡胶沥青混合料，其特征在于，按重量百分百包括如下组分：60目橡胶粉：10％
‑
20％；裂解剂：1
‰‑4‰
；橡胶颗粒：1％
‑
4％，粒径1
‑
3mm；矿质集料：5％
‑
10％。2.根据权利要求1所述的干湿复合型橡胶沥青混合料，其特征在于，其性能参数为：油石比：5.6％
‑
5.9％；动稳定度DS：2164.5
‑
2912次/mm；弯拉应变：2699
‑
2980με；弯曲劲度模量：3367
‑
3437Pa。3.一种干湿复合型橡胶沥青混合料的制备方法，其特征在于，S1、采用定量的橡胶粉、裂解剂制备成全裂解橡胶沥青；S2、将定量的粗橡胶颗粒替换同粒径范围内的一部分矿质集料，然后与剩余集料、矿粉、步骤S1制备的全裂解橡胶沥青拌合制成干湿复合型橡胶沥青混合料。4.根据权利要求3所述的干湿复合型橡胶沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤S1的具体操作如下：采用60目橡胶粉在加工温度为190℃、裂解剂剂量为4
‰
、加工时间2h条件下完全裂解于基质沥青，制得全裂解橡胶沥青。5.根据权利要求3所述的干湿复合型橡胶沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤S2包括如下步骤：S2.1、橡胶颗粒与同粒径集料之间替换方式的确定；S2.2、橡胶颗粒在混合料中的掺加量的确定。6.根据权利要求5所述的干湿复合型橡胶沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤S2.1具体如下：S2.1.1、确定橡胶颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴生海，吴志强，徐广舒，陈向阳，
申请(专利权)人：南通职业大学，
类型：发明
国别省市：