一种低成本沥青混合料.pdf

本发明一种低成本沥青混合料涉及的是一种使用破碎砾石的沥青混合料，适用于交通领域。包括集料、矿粉、沥青和抗剥落剂；其中集料包括粗集料和细集料，粗集料采用破碎砾石，细集料采用机制砂，所述集料的规格分别为18~23mm、13~18mm、6~13mm、4~6mm和0~4mm，上述各档集料及矿粉之间的质量百分比为8∶30∶22∶8∶27∶5。其制备方法包括：1）制备破碎砾石类集料；2）集料及矿粉拌合；3）加入含抗剥落剂的沥青拌合，得低成本沥青混合料。低成本沥青混合料抗水损害性能及温度稳定性能较好，甚至优于同类型的石灰类沥青混合料，大大节约成本，为集料匮乏地区的公路方案提供了选择。

1.  一种低成本沥青混合料，其特征在于：包括集料、矿粉、沥青和抗剥落剂；其中集料包括粗集料和细集料，粗集料采用破碎砾石，细集料采用机制砂，所述集料的规格分别为18~23mm、13~18mm、6~13mm、4~6mm和0~4mm，上述各档集料及矿粉之间的质量百分比为8：30：22：8：27：5。

2.  根据权利要求1所述的低成本沥青混合料，其特征在于：所述沥青采用90号道路石油沥青。

3.  根据权利要求1所述的低成本沥青混合料，其特征在于：所述抗剥落剂采用PA-1型抗剥落剂。

4.  权利要求1所述的低成本沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）制备破碎砾石类集料；
a）安装振动喂料器，以筛除粒径10cm以下的母材及部分泥土；
b）集料破碎；
在集料破碎过程中，在振动投喂器中传入的石料进行破碎，采用三破即颚破→圆锥破→反击破或者四破即颚破→圆锥破→反击破→整形破的破碎方法；
c）掺抗剥落剂；
将抗剥落剂以沥青质量的0.4%的比例添加至沥青搅拌罐中，开启搅拌装置；
2）将步骤1）中所得的集料运输至拌和楼中，加热至175~185℃，将规格为18~23mm、13~18mm、6~13mm、4~6mm和0~4mm的集料及矿粉按照8：30：22：8：27：5的比例，投入拌和楼的拌缸中干拌8~12秒；
3）以占集料及矿粉总质量的百分比为4.2%的比例，称量所述步骤a）中所得的含有抗剥落剂的沥青，放入拌缸，搅拌40~50秒，即得低成本沥青混合料。

5.  根据权利要求4所述的低成本沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤3）中所述的道路石油沥青采用90号道路石油沥青。

一种低成本沥青混合料
技术领域
本发明一种低成本沥青混合料涉及的是一种使用破碎砾石的沥青混合料，适用于交通领域。
背景技术
根据我国多年公路特别是高速公路建设所取得的理论成果，玄武岩、石灰岩等碎石类集料由于岩性较为均一且具有优良品质，已成为道路特别是沥青路面的主要建设材料，然而总体来说，碎石母岩开采较为困难，开采成本较高，碎石厂占地及补偿费用较大，并且碎石厂爆破、钻取母岩的噪音及生产碎石的粉尘对老百姓的生活存在一定的干扰，爆破所用炸药更易引发安全事故。
新疆地区较好的碎石资源大多分布于北疆及东疆地区，而南疆地区优良的碎石资源十分匮乏，尤其是某些偏远地区，以喀什至伊尔克什坦高速公路项目为例，项目附近几座料场所采母岩岩性为安山岩或苦橄岩，母材密度较小，个别料场成品集料毛体积相对密度甚至在2.6~2.7之间，与当地砾石集料密度相当。加上，项目区域交通十分不便，公路建筑材料运输较为困难，极大地增加了项目建设成本。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种低成本沥青混合料，采用破碎砾石作为集料，特别在缺乏优质集料的地区，可在保证项目质量的同时，有效地降低建设成本，“因地制宜”地应用项目当地的“闲置”资源，以实现交通行业的可持续发展之路。
一种低成本沥青混合料是采取以下技术方案实现的：
一种低成本沥青混合料包括集料、矿粉、沥青和抗剥落剂；其中集料包括粗集料和细集料，粗集料采用破碎砾石，细集料采用机制砂，所述集料的规格分别为18~23mm、13~18mm、6~13mm、4~6mm和0~4mm，上述各档集料及矿粉之间的质量百分比为8：30：22：8：27：5。
所述沥青采用90号道路石油沥青。
所述抗剥落剂采用市售的PA-1型抗剥落剂。
低成本沥青混合料的制备方法包括如下步骤：
1）制备破碎砾石类集料
a）安装振动喂料器，以筛除粒径10cm以下的母材及部分泥土；
b）集料破碎
在集料破碎过程中，在振动投喂器中传入的石料进行破碎，采用三破即颚破→圆锥破→反击破或者四破即颚破→圆锥破→反击破→整形破的破碎方法；
c）掺抗剥落剂
将抗剥落剂以沥青质量的0.4%的比例添加至沥青搅拌罐中，开启搅拌装置；
2）将步骤1）中所得的集料运输至拌和楼中，加热至175~185℃，将规格为18~23mm、13~18mm、6~13mm、4~6mm和0~4mm的集料及矿粉按照8：30：22：8：27：5的比例，投入拌和楼的拌缸中干拌8~12秒；
3）以占集料及矿粉总质量的百分比为4.2%的比例，称量所述步骤a）中所得的含有抗剥落剂的沥青，放入拌缸，搅拌40~50秒，即得低成本沥青混合料。
步骤3）中所述的道路石油沥青采用90号道路石油沥青。
由于砾石多从河道中提取，表面附着较多泥土，且大多砾石中石英含量较高，有的甚至超过90%，呈酸性，沥青黏附性较差。没有采取步骤c）掺抗剥落剂前，破碎砾石沥青黏附性基本为3级，在添加0.4%PA-1型抗剥落剂后，用水浸法及水煮法进行测试，集料沥青黏附性均可达到4级以上，满足高速公路的技术要求。
本发明的优点：一种低成本沥青混合料抗水损害性能及温度稳定性能较好，甚至优于同类型的石灰类沥青混合料，在大大节约成本的同时，满足高速公路的应用要求，为集料匮乏地区的公路方案提供了选择。
以距离项目最近的某料场为例，该料场与项目的平均距离约为160km，成品集料出厂价为75元/吨，运费为0.43元/吨/公里，若采用项目周边丰富的砾石作为集料，集料成本约在36元/吨~40元/吨（含运费）之间，如果喀伊项目高速公路沥青中、下面层采用破碎砾石作为集料，直接节约成本达9458万元以上，经济效益十分显著。
说明书附图
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明低成本沥青混合料的生产级配曲线图。
具体实施方式
参照附图1，本发明为一种低成本沥青混合料包括集料、矿粉、沥青和抗剥落剂；其中集料包括粗集料和细集料，粗集料采用破碎砾石，细集料采用机制砂，所述集料的规格分别为18~23mm、13~18mm、6~13mm、4~6mm和0~4mm，上述各档集料及矿粉之间的比例为8：30：22：8：27：5。
各档集料及矿粉之间的比例见下表所示。
表1集料及矿粉质量比例

所述沥青采用90号道路石油沥青。
所述抗剥落剂采用市售的PA-1型抗剥落剂。
低成本沥青混合料的制备方法包括如下步骤：
1）制备破碎砾石类集料
所述破碎砾石类集料的生产过程包括如下：
a）安装振动喂料器，以筛除粒径小于10cm以下的母材及部分泥土；
b）集料破碎
在集料破碎过程中，在振动投喂器中传入的石料进行破碎，采用三破即颚破→圆锥破→反击破或者四破即颚破→圆锥破→反击破→整形破的破碎方法；
由于砾石存在以下特点：①岩性复杂；②石英含量较高，沥青黏附性较差；③母材较脆，集料压碎值波动较大；④破碎后，集料针片状颗粒状况需增加关注。针对以上特点，步骤b）克服了上述缺陷。以下各表反映了集料的针片状颗粒含量及压碎值磨耗值的变化。从表4和表5数据看出，经三破或四破后，破碎砾石集料的各项指标均能够满足技术要求。
表2针片状颗粒含量检测结果

表3 集料压碎值及磨耗值试验结果

c）掺抗剥落剂
将抗剥落剂以沥青质量0.4%的比例添加至沥青搅拌罐中，开启搅拌装置；
由于砾石多从河道中提取，表面附着较多泥土，且大多砾石中石英含量较高，有的甚至超过90%，呈酸性，沥青黏附性较差。未掺抗剥落剂前，破碎砾石沥青黏附性基本为3级，在添加0.4%PA-1型抗剥落剂后，用水浸法及水煮法进行测试，集料沥青黏附性均可达到4级以上，满足高速公路的技术要求。
2）将步骤1）中所得的集料运输至拌和楼中，加热至175~185℃，按照矿料比例8：30：22：8：27：5，将各档集料及矿粉投入拌和楼的拌缸中干拌8~12秒；
3）以占集料及矿粉总质量的百分数为4.2%的比例称量步骤1）的步骤a）中所得的沥青含有抗剥落剂放入拌缸，搅拌40~50秒，即得低成本沥青混合料。
步骤3）中所述的道路石油沥青采用90号道路石油沥青。
低成本沥青混合料所采用的各类材料规格见表4所示，各档集料及矿粉比例见表5所示。
表4 各种集料和矿粉的筛分试验结果表

表5 生产配合比各热料仓矿料比例

低成本沥青混合料的体积指标性质见表8所示。
表6 沥青混合料体积性质指标

此类沥青混合料浸水马歇尔和双面各击实50次的冻融劈裂强度比，试验结果见表7及表8。
表7  浸水马歇尔稳定度试验结果

表8  冻融劈裂试验结果

此类沥青混合料动稳定度试验结果分别见表9。
表9  动稳定度试验结果

表10 小梁弯曲试验结果

表10是在试验温度-10℃，速率50mm/min的条件下进行低温弯曲试验以检验沥青混合料的低温性能的试验结果。