對冷拌冷鋪改性乳化瀝青混合料性能評價的方法
【專利摘要】本發明屬道路鋪面材料及其加工制備【技術領域】，具體涉及一種對冷拌冷鋪改性乳化瀝青混合料性能評價的方法。該方法包括對冷拌冷鋪改性乳化瀝青混合料的拌和成型，還包括對改性乳化瀝青混合料強度的評價、改性乳化瀝青混合料低溫性能的評價和改性乳化瀝青混合料穩定性能的評價。本發明涉及到的冷拌冷鋪改性乳化瀝青混合料是一種作為道路結構層的新型冷拌冷鋪混合料，通過以上方法對新型冷拌冷鋪瀝青混合料的性能進行評價，可得出相應的試驗指標；該套方法分別從不同路用性能角度對混合料性能進行評價，可以有效全面的評價混合料性能，并給出了各種指標要求建議值，是一套切實有效的冷拌冷鋪混合料評價方法。
【專利說明】對冷拌冷鋪改性乳化瀝青混合料性能評價的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬道路鋪面材料及其加工制備【技術領域】，具體涉及一種對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法。
【背景技術】
[0002]目前，冷拌冷鋪浙青混合料主要分為兩大類:一類是溶劑型冷鋪浙青混合料，由于其多用于道路坑槽修補，因此也常被稱作冷補料，它主要是采用各種有機溶劑來稀釋粘稠浙青，需要加熱浙青稀釋，屬于預拌式冷鋪浙青混合料。另一類是乳劑型冷拌冷鋪浙青混合料，其最常見的應用是稀漿混合料，其大多是普通乳化浙青，作為一種攤鋪到原路面上形成的薄層，主要用于道路的預防性養護領域，起到改善和恢復路面表面功能的作用，而不作為道路的結構層。近年來，為適應高等級公路養護需要，出現了性能優良的改性乳化浙青及改性乳化浙青混合料。
[0003]申請號為200810084402.9的中國發明專利，公開了一種確定乳化浙青再生混合料配比的工作方法，包括進行乳化浙青冷再生混合料性能試驗，其適用于道路的預防性養護領域，并不適用于對冷拌冷鋪浙青混合料作為一種道路結構層的性能評價。
[0004]目前，冷拌冷鋪浙青混合料作為一種道路結構層并不多見，對于其性能評價方法目前尚無研究，其方法與稀漿混合料完全不同，并不通過濕輪磨耗試驗、負荷車輪試驗、粘聚力試驗等方法評價其性能。現有技術中需要一種結合新型冷拌冷鋪混合料的特點，包括試件成型、養生、指標評價及指標要求的一整套評價方法，以促進冷拌冷鋪浙青混合料作為道路結構層方面的發展。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提出一整套對新型冷拌冷鋪浙青混合料性能評價的方法，所評價的性能具體包括:強度；低溫性能；穩定性能。對新型冷拌冷鋪浙青混合料性能評價首先需進行混合料的拌和與成型，然后在一定的條件下養生，最后進行以上三種性能指標的檢測，并給出相應的指標建議值。
[0006]一種對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法，包括對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料的拌和，還包括:(一)對改性乳化浙青混合料強度的評價；(二)對改性乳化浙青混合料低溫性能的評價；(三)對改性乳化浙青混合料穩定性能的評價。所述(一)、(二)、(三)并不分先后順序。
[0007]上述任一方案中優選的是，所述拌和是人工攪拌。
[0008]上述任一方案中優選的是，(一)中所述對改性乳化浙青混合料強度的評價包括如下步驟:
(1)、將拌和后的冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料裝入馬歇爾試模中，用馬歇爾自動擊實儀進行錘擊，制得成型試件；
(2)、按照步驟(I)制得成型試件的方法，分別制備A、B兩組試件，每組3-5個試件；將A組試件橫向置于室溫下47-49h，B組試件置于溫度為100-110°C的強制通風烘箱中養生23.5-24.5h，養生后的試件取出后再立即兩面錘擊各25次，冷卻至室溫；分別將兩組試件脫模后備用；
(3)、將A組試件置于25°C水浴中恒溫30-40min后，立即取出測試其馬歇爾穩定度、流值，計算混合料的密度，以該穩定度的值作為冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料初期強度的評定指標；將B試件置于60°C恒溫水浴中30-40min，測試馬歇爾穩定度和流值，計算混合料的密度，以該穩定度的值作為冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料的最終強度評定指標。
[0009]上述任一方案中優選的是，步驟⑴中所述馬歇爾試模尺寸為Φ 101.6mmX63.5mm，所述用馬歇爾自動擊實儀錘擊是雙面錘擊各50次。
[0010]上述任一方案中優選的是，(二)中所述對改性乳化浙青混合料低溫性能的評價是通過小梁彎曲試驗來實現，具體包括如下步驟:
a、將拌和后的冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料裝入長300mmX寬300mmX高50mm的試模中，按《公路工程浙青及浙青混合料試驗規程》T0703-2011方法先在一個方向碾壓2個往返，卸荷；調轉方向后再碾壓12個往返，至馬歇爾標準密實度99% -101%為止；
b、將壓實后的冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料試件放入強制通風烘箱中養生23.5-24.5h，再立即放至輪碾成型試驗機上復壓7次，冷卻至室溫后脫模，再在強制通風烘箱中養生23.5-24.5h，用切割機切出棱柱體試件備用；
C、按《公路工程浙青及浙青混合料試驗規程》T0715-2011方法對棱柱體試件進行-1o°c試驗溫度的小梁彎曲試驗，以小梁彎曲勁度模量作為評估冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料低溫性能的技術指標。
[0011]上述任一方案中優選的是，步驟b中所述強制通風烘箱溫度為100°C -110°C，所述棱柱體試件尺寸為250mmX寬30mmX高35mm。
[0012]上述任一方案中優選的是，(三)中所述對改性乳化浙青混合料穩定性能的評價是通過旋轉壓實方法制作試件并測定試件的維姆穩定度來實現，具體包括如下步驟:
(I )、將拌和后的冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料裝入Φ100_的圓柱體試模中，按《公路工程浙青及浙青混合料試驗規程》Τ0736-2011方法在加載垂直壓力為582kPa-618kPa，在壓實轉速為29.5-30.5r/min、有效地內旋轉角為1.14° -1.18°條件下，進行旋轉壓實，制得成型試件并脫模備用；
(II )、將脫模后的試件放置于100°C -110°C的強制通風烘箱中養生23.5-24.5h，取出冷卻至室溫后再放入60°C強制通風烘箱中保溫2h，測定其維姆穩定度，以維姆穩定度作為評估改性乳化浙青混合料穩定性能的技術指標。
[0013]上述任一方案中優選的是，步驟(I )中所述旋轉壓實為50次。
[0014]上述任一方案中優選的是，所述對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料的拌和包括準確稱取原材料和將原材料拌和的步驟。
[0015]上述任一方案中優選的是，所述冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料包括級配碎石、水泥、水、添加劑、改性乳化浙青。
[0016]上述任一方案中優選的是，所述級配碎石包括粗集料、細集料、礦粉。
[0017]上述任一方案中優選的是，所述對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料的拌和包括以下步驟:分別將粗集料、細集料、礦粉、水泥、添加劑，按照先后順序倒入拌和容器中進行拌和18-22s,混合均勻，再加入水拌和至集料表面濕潤，最后加入改性乳化浙青以50-70r/min的速度均勻拌和18-22s，密封保存備用。
[0018]上述任一方案中優選的是，所述改性乳化浙青為SBS改性乳化浙青。
[0019]上述任一方案中優選的是，所述冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料包括如下重量份數的原材料:級配碎石100份，SBS改性乳化浙青5-15份，水泥0-5份，水0_7份，添加劑O?0.1 份。
[0020]上述任一方案中優選的是，所述冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料由以下重量份數的原料組成:級配碎石100份，SBS改性乳化浙青5-15份，水泥0-5份，水0_7份，添加劑O?0.1 份。
[0021]上述任一方案中優選的是，所述冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料包括以下重量份數的原料:級配碎石100份，SBS改性乳化浙青9-12份，水泥2-4份，水3_5份，添加劑
0.05-0.08 份。
[0022]上述任一方案中優選的是，所述冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料包括以下重量份數的原料:級配碎石100份，SBS改性乳化浙青10份，水泥3份，水4份，添加劑0.06份。
[0023]上述任一方案中優選的是，所述冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料包括以下重量份數的原料:級配碎石100份，SBS改性乳化浙青9份，水泥4份，水5份，添加劑0.07份。
[0024]上述任一方案中優選的是，所述冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料包括以下重量份數的原料:級配碎石100份，SBS改性乳化浙青10份，水泥0.8份，水3份，添加劑0.04份。
[0025]上述任一方案中優選的是，所述SBS改性乳化浙青包括以下重量份數的原料:SBS改性浙青50?65份，五甲基烷基三亞甲基二季銨鹽類乳化劑0.5?2份，聚乙二醇類乳化劑0.2?0.8份，烷基酚聚氧乙稀烷類乳化劑0.5?1.5份，流變改性劑0.02?0.1份，增塑劑0.005?0.05份，水30?45份。
[0026]上述任一方案中優選的是，所述改性乳化浙青由以下重量份數的原料組成:SBS改性浙青50?65份，五甲基烷基三亞甲基二季銨鹽類乳化劑0.5?2份，聚乙二醇類乳化劑0.2?0.8份，烷基酚聚氧乙稀烷類乳化劑0.5?1.5份，流變改性劑0.02?0.1份，增塑劑0.005?0.05份，水30?45份。
[0027]上述任一方案中優選的是，所述改性乳化浙青包括以下重量份數的原料組成:SBS改性浙青55?60份，五甲基烷基三亞甲基二季銨鹽類乳化劑I?1.5份，聚乙二醇類乳化劑0.4?0.6份，烷基酚聚氧乙稀烷類乳化劑0.8?I份，流變改性劑0.05?0.08份，增塑劑0.01?0.04份，水35?40份。
[0028]上述任一方案中優選的是，所述改性乳化浙青包括以下重量份數的原料組成:SBS改性浙青58份，五甲基烷基三亞甲基二季銨鹽類乳化劑1.2份，聚乙二醇類乳化劑0.5份，烷基酚聚氧乙稀烷類乳化劑0.9份，流變改性劑0.06份，增塑劑0.02份，水38份。
[0029]上述任一方案中優選的是，所述改性乳化浙青包括以下重量份數的原料組成:SBS改性浙青56份，五甲基烷基三亞甲基二季銨鹽類乳化劑1.4份，聚乙二醇類乳化劑0.4份，烷基酚聚氧乙稀烷類乳化劑I份，流變改性劑0.07份，增塑劑0.03份，水36份。
[0030]上述任一方案中優選的是，所述SBS改性浙青的制備方法為:
(A)將基質浙青AH70加熱后，逐漸加入2?5%高分子聚合物線型SBS改性劑，控制溫度在175°C?180°C采用膠體磨研磨，隨后再加入I?6%橡膠軟化油；(B)控制溫度在180°C~185°C攪拌2h，降低溫度至170°C~175 °C后加入0.5~
2.0%。ZY穩定劑再攪拌1.5h。
[0031]上述任一方案中優選的是，步驟(A)中所述加熱是加熱到175~180°C，步驟(A)中所述聚合物線型SBS改性劑為熱塑性丁苯橡膠YH-791。
[0032]上述任一方案中優選的是，所述流變改性劑為聚氨酯類，所述增塑劑為鄰苯二甲
酸二丁酯。
[0033]上述任一方案中優選的是，所述SBS改性乳化浙青的制備方法，包括如下步驟:
(i )將SBS改性浙青加熱備用；
(? )將增塑劑和流變改性劑分先后順序加入20-35°C水中分散均勻，隨后加入五甲基烷基三亞甲基二季銨鹽類乳化劑、聚乙二醇類乳化劑和烷基酚聚氧乙稀烷類乳化劑和適量的水并攪拌均勻，調節溫度，制得混合液；
(iii)向步驟(? )中加入適量的鹽酸調節混合液的PH值，制得皂液備用；
(iv )啟動乳化設備分先后順序輸入步驟(iii )的皂液和步驟(i )中加熱的SBS改性浙青,經過膠體磨高速剪切并研磨后,形成褐色SBS改性乳化浙青；
上述任一方案中 優選的是，步驟(i )中SBS改性浙青加熱至170-175°C，步驟(ii )中所述調節溫度是把溫度調節至55-65°C，步驟(iii )中所述皂液的PH值為1.5-3.0。
[0034]上述任一方案中優選的是，所述添加劑為脂肪族季胺鹽類添加劑。
[0035]上述任一方案中優選的是，所述礦粉選用石灰石礦粉，所述的粗集料、細集料選用玄武巖、輝綠巖和/或石灰巖。
[0036]通過本發明的對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法，對新型冷拌冷鋪浙青混合料的強度、低溫性能和穩定性能三個方面進行性能評價，可得出相應的試驗指標，本發明結合實際工程經驗以及室內對不同配比混合料的測試結果，給出了相應指標要求的建議值，如表1所示。
[0037]表1冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料指標要求建議值
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本發明對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法，是建立在一種新型冷拌冷鋪混合料的基礎上而提出的，包括試件成型、養生、指標評價及指標要求一整套評價方法，其評價的性能包括強度、低溫性能和穩定性能等三個方面。該套方法分別從不同路用性能角度對混合料性能進行評價，可以有效全面的評價混合料性能，并給出了各種指標要求建議值，是一套切實有效的冷拌冷鋪混合料評價方法；該方法有效的拓展了乳化浙青的應用領域，對于冷拌冷鋪混合料在路面結構層中的應用具有重要的推動作用；該方法針對性強，簡便可行，區分度高，彌補了該領域里評價方法的空白。【具體實施方式】
[0038]為了進一步了解本發明，下面結合具體實施例對本發明作更為詳細的描述，實施例只對本發明具有示例性作用，而不具有任何限制性的作用；任何本領域技術人員在本發明的基礎上作出的非實質性修改，都應屬于本發明保護的范圍。
[0039]實施例1
本實施例的概況是:內蒙古某新建重載高速公路工程，水泥混凝土路面面層與水泥穩定碎石基層之間采用冷拌冷鋪浙青混合料防水聯結層，雙向五車道(重載方向3車道，輕載方向2車道)，設計時速120公里/小時。
[0040]采用冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價方法對該冷拌冷鋪浙青混合料進行性能評價，包括對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料的拌和，還包括對改性乳化浙青混合料強度的評價、對改性乳化浙青混合料低溫性能的評價和對改性乳化浙青混合料穩定性能的評價。
[0041 ] 本實施例中，對改性乳化浙青混合料強度的評價包括如下步驟:
(1)按照表2確定的原材料用量重量比例，分別準確稱量粗集料660g、細集料385g、礦粉55g、水泥8.8g、水33g、添加劑0.44g、改性乳化浙青IlOg ;拌和采用人工攪拌方法，首先分別將將粗集料、細集料、礦粉、水泥、添加劑按先后順序倒入拌合容器中拌合20s保證混合均勻，再加入稱量后的水拌和至集料表面濕潤，最后加入改性乳化浙青以60r/min的速度均勻拌和20s密封保存備用；
(2)按照
【發明內容】
中對 冷拌冷鋪浙青混合料強度性能的評價方法，初試稱量1250g混合料，將拌和后的混合料裝入馬歇爾試模中，用馬歇爾自動擊實儀進行錘擊，制得成型試件；
(3)按照上述制得成型試件的方法，分別制備A、B兩組試件，每組4個試件；將A組試件橫向置于室溫下48h，B組試件置于溫度為105°C的強制通風烘箱中養生24h，養生后的試件取出后再立即兩面錘擊各25次，冷卻至室溫；分別將兩組試件脫模后備用；
(4)將A組試件置于25°C水浴中恒溫35min后，立即取出測試其馬歇爾穩定度、流值，計算混合料的密度，以該穩定度的值作為冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料初期強度的評定指標；將B試件置于60°C恒溫水浴中35min，測試馬歇爾穩定度和流值，計算混合料的密度，以該穩定度的值作為冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料的最終強度評定指標，記錄數據于表3。
[0042]本實施例中，步驟(1)中所述馬歇爾試模尺寸為Φ 101.6mmX63.5mm,所述用馬歇爾自動擊實儀錘擊是雙面錘擊各50次。
[0043]表2各種材料組成配比____
【權利要求】
1.一種對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法，包括對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料的拌和，其特征在于，還包括:(一)對改性乳化浙青混合料強度的評價；(二)對改性乳化浙青混合料低溫性能的評價；(三)對改性乳化浙青混合料穩定性能的評價。
2.如權利要求1所述的對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法，其特征在于，所述拌和是人工攪拌。
3.如權利要求1所述的對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法，其特征在于，(一)中所述對改性乳化浙青混合料強度的評價包括如下步驟: (1)、將拌和后的冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料裝入馬歇爾試模中，用馬歇爾自動擊實儀進行錘擊，制得成型試件； (2)、按照步驟(1)制得成型試件的方法，分別制備A、B兩組試件，每組3-5個試件；將A組試件橫向置于室溫下47-49h，B組試件置于溫度為100-110°C的強制通風烘箱中養生23.5-24.5h，養生后的試件取出后再立即兩面錘擊各25次，冷卻至室溫；分別將兩組試件脫模后備用； (3)、將A組試件置于2 5°C水浴中恒溫30-40min后，立即取出測試其馬歇爾穩定度、流值，計算混合料的密度，以該穩定度的值作為冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料初期強度的評定指標；將B試件置于60°C恒溫水浴中30-40min，測試馬歇爾穩定度和流值，計算混合料的密度，以該穩定度的值作為冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料的最終強度評定指標。
4.如權利要求3所述的對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法，其特征在于，步驟(1)中所述馬歇爾試模尺寸為Φ101.6mmX63.5mm,所述用馬歇爾自動擊實儀錘擊是雙面錘擊各50次。
5.如權利要求1所述的對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法，其特征在于，(二)中所述對改性乳化浙青混合料低溫性能的評價是通過小梁彎曲試驗來實現，具體包括如下步驟: a、將拌和后的冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料裝入長300mmX寬300mmX高50mm的試模中，按《公路工程浙青及浙青混合料試驗規程》T0703-2011方法先在一個方向碾壓2個往返，卸荷；調轉方向后再碾壓12個往返，至馬歇爾標準密實度99%-101%為止； b、將壓實后的冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料試件放入強制通風烘箱中養生23.5-24.5h，再立即放至輪碾成型試驗機上復壓7次，冷卻至室溫后脫模，再在強制通風烘箱中養生23.5-24.5h，用切割機切出棱柱體試件備用； C、按《公路工程浙青及浙青混合料試驗規程》T0715-2011方法對棱柱體試件進行-1o°c試驗溫度的小梁彎曲試驗，以小梁彎曲勁度模量作為評估冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料低溫性能的技術指標。
6.如權利要求5所述的對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法，其特征在于，步驟b中所述強制通風烘箱溫度為100°C -110°C，所述棱柱體試件尺寸為250mmX寬30mm X 高 35mm。
7.如權利要求1所述的對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法，其特征在于，(三)中所述對改性乳化浙青混合料穩定性能的評價是通過旋轉壓實方法制作試件并測定試件的維姆穩定度來實現，具體包括如下步驟: (I )、將拌和后的冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料裝入Φ100_的圓柱體試模中，按《公路工程浙青及浙青混合料試驗規程》T0736-2011方法在加載垂直壓力為582kPa-618kPa，在壓實轉速為29.5-30.5 r/min、有效地內旋轉角為1.14° -1.18°條件下，進行旋轉壓實，制得成型試件并脫模備用； (II )、將脫模后的試件放置于100°C -110°C的強制通風烘箱中養生23.5-24.5h，取出冷卻至室溫后再放入60°C強制通風烘箱中保溫2h，測定其維姆穩定度，以維姆穩定度作為評估改性乳化浙青混合料穩定性能的技術指標。
8.如權利要求7所述的對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法，其特征在于，步驟(I )中所述旋轉壓實為50次。
9.如權利要求1所述的對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法，其特征在于，所述對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料的拌和包括準確稱取原材料和將原材料拌和的步驟。
10.如權利要求1所述的對冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料性能評價的方法，其特征在于，所述冷拌冷鋪改性乳化浙青混合料包括級配碎石、水泥、水、添加劑、改性乳化浙青。
【文檔編號】G01N33/42GK104034866SQ201410305087
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】徐世法, 索智, 王曉曉, 許鷹, 陳紹坤 申請人:北京建筑大學