一种采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料及其制备方法

文档序号:500982 发布日期:2021-05-28 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料及其制备方法 (Seamless expansion joint material adopting lime powder modified asphalt mortar and preparation method thereof ) 是由 周文静 程沁灵 迟凤霞 韩博 孙艺涵 于 2021-01-28 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料及其制备方法,按重量份数计包括以下原料:宽温域改性沥青622~753份,石灰粉746~903份,集料7200份。通过对无缝伸缩缝材料的组分、比例及制备工艺进行设计,使其具有良好的高温抗车辙性能、低温抗弯曲性能,可适应高低温环境下变形和荷载复杂工况的需要;采用预拌和分层浇筑方式制备石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料,使其混合料呈悬浮密实结构,集料起骨架作用,沥青胶浆起粘结和伸缩变形的作用,高温抗变形能力和低温抗开裂能力优异,可在中小跨径的桥梁伸缩缝结构中应用。(The invention discloses a seamless expansion joint material adopting lime powder modified asphalt mortar and a preparation method thereof, wherein the material comprises the following raw materials in parts by weight: 622-753 parts of wide-temperature-range modified asphalt, 746-903 parts of lime powder and 7200 parts of aggregate. By designing the components, the proportion and the preparation process of the seamless expansion joint material, the seamless expansion joint material has good high-temperature anti-rutting performance and low-temperature anti-bending performance, and can meet the requirements of deformation and complex load working conditions in high and low temperature environments; the seamless expansion joint material of the lime powder modified asphalt mortar is prepared by adopting a pre-mixing and layered pouring mode, so that the mixture is in a suspended compact structure, the aggregate plays a role of a framework, the asphalt mortar plays a role of bonding and stretching deformation, the high-temperature deformation resistance and the low-temperature cracking resistance are excellent, and the material can be applied to bridge expansion joint structures with medium and small spans.)

一种采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料及其制备 方法

技术领域

本发明涉及道路建筑材料与工程领域,特别是涉及一种无缝伸缩缝材料及其制备方法。

背景技术

桥梁伸缩缝一般设置在桥梁相邻两跨的桥面之间或者桥梁梁端与桥台背墙之间,在温度变化、混凝土收缩徐变、车辆动荷载、桥梁梁端的转动等作用下桥梁能够自由地伸缩变形。现有桥梁伸缩缝结构存在一系列的问题:跳车加剧桥梁损坏、超载加剧沉降、漏水与氯盐腐蚀桥梁混凝土材料、灰尘与垃圾填充伸缩缝、更换成本增加。

无缝伸缩缝可保证桥梁路面的连续性,消除现有伸缩缝结构不连续带来的跳车问题,提高结构的整体性和耐久性,其优越的使用性能和低维护成本,具有广泛的应用和推广价值。桥面无缝伸缩缝服役性能的好坏关键在于混合料的优劣,国内外为无缝伸缩缝开发了多种材料,市面上应用较广泛的无缝伸缩缝材料为改性沥青弹性混凝土和聚氨酯弹性混凝土两种,应用发现目前无缝伸缩缝材料的典型病害为低温开裂、高温推移、以及其与原路面结构粘结性不足。

发明内容

发明目的:本发明的目的之一是提供一种采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料,具有良好的高温抗变形、低温抗开裂性能;本发明的目的之二是提供一种采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料的制备方法。

技术方案:本发明所述的一种采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料,按重量份数计,其包括以下原料:宽温域改性沥青622~753份,石灰粉746~903份,集料7200份。

其中,所述宽温域改性沥青的PG分级为PG88-28,25℃针入度范围为20-40,软化点≥80℃,25℃延度≥20cm。现有技术中,可以满足上述性能要求的宽温域改性沥青均可以满足要求。

其中,所述石灰粉为钙质石灰粉,CaO+MgO含量不小于90%,MgO含量不大于5%,CO2含量不大于4%,SO3含量不大于2%,其粒径大小范围为400-800目,90μm筛余量不大于7%。所述集料的岩性为玄武岩,粒径为10-20mm,密度为2.5-3.0g/cm3,吸水率为0.6-0.8%。

上述采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料,其制备方法包括以下步骤:

(1)取宽温域改性沥青和石灰粉,加热混合搅拌得到石灰粉改性的沥青胶浆;

(2)取质量比为1∶10~15的沥青胶浆与集料,加热混合搅拌得到预拌制的沥青混合料;即取步骤(1)制备得到的石灰粉改性的沥青胶浆与集料按质量比1∶10~15进行混合。

(3)将上述沥青混合料分多层倒入模具中进行浇筑,人工击实,用加热的沥青胶浆灌满沥青混合料的空隙,得到采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料。

其中,步骤(1)包括:将宽温域改性沥青加热到175~185℃温度后加入搅拌锅中,再放入温度为175~185℃的油浴锅中保温30~45min;将石灰粉在175~185℃保温30~45min进行烘干处理后加入搅拌锅;搅拌速度为400-600r/min,搅拌时间为120~150min。

步骤(2)包括:将集料加热至200~220℃,沥青胶浆加热至180~200℃,倒入温度为200~220℃的沥青混合料搅拌锅中,搅拌3~5min得到预拌制的沥青混合料。

步骤(3)中,采用温度为180-200℃的石灰粉改性沥青胶浆灌满沥青混合料的空隙,其中,分层浇筑的沥青混合料与灌缝的沥青胶浆的质量比为8~12.5∶1。

可选的,制备过程具体如下:

(1)预制沥青胶浆:

①按各组分及其质量份数为:宽温域改性改性沥青622-753份,石灰粉746-903份;

②首先将宽温域改性沥青加热到175-185℃温度后,加入到搅拌锅中,放入温度为175-185℃的油浴锅中,保温30min;

③然后将石灰粉放入175-185℃的烘箱中,保温30min,并加入到搅拌锅;

④边加热边用低速搅拌机搅拌,搅拌速度控制在400-600r/min范围内;搅拌时间为120min,得到石灰粉改性沥青胶浆;

(2)预拌:

①按各组分及其质量份数为:石灰粉改性沥青胶浆720份,集料为7200份;

②将集料加热到200-220℃,将石灰粉改性沥青胶浆加热到180-200℃,倒入温度为220℃的沥青混合料搅拌锅中;搅拌时间为3min,得到预拌制的沥青混合料;

(3)分层浇筑灌缝:

将步骤(2)得到的预拌制沥青混合料分三层倒入试验模具中,并使用橡胶锤人工击实1min,用加热到温度为180-200℃的石灰粉改性沥青胶浆灌满沥青混合料的空隙,分层浇筑的石灰粉改性沥青胶浆按质量份数为648-936份;最终制成采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料。

无缝伸缩缝材料主要是由沥青胶结料和集料组成,集料是刚性材料,起到骨架作用,沥青胶结料含量较高,起到粘结及伸缩变形的作用。为了制备具有与路面两端粘结性好、兼具高温抗变形和低温抗开裂的无缝伸缩缝材料,来满足桥梁无缝伸缩缝的使用工况要求,需要保证沥青胶结料兼具优异的高低温性能和粘结性,并保证沥青混合料形成高强度、高弹性的悬浮密实结构,以满足桥梁伸缩缝结构的路用性能及变形要求。

本发明技术方案的技术难点之一是需同时提升沥青混合料中沥青胶结料的高低温性能和粘结性,以保证沥青混合料兼具高温抗变形和低温抗开裂的性能,因此本发明中优选出石灰粉改性沥青并预制成沥青胶浆,满足了沥青胶结料的性能要求及石灰粉的均匀分散;技术难点之二是需保证沥青混合料结构呈悬浮密实状态,本发明中采用了预拌和方式和分层浇筑灌缝,有效保证了沥青胶浆均匀分散并灌注在沥青混合料的空隙中。

本发明的两个关键技术环节分别为材料的配比设计及工艺条件的控制,两者相辅相成。本发明中使用宽温域改性沥青,可有效保证沥青胶结料的高低温性能;采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料,相对于一般沥青混合料中常用的石灰岩矿粉,该石灰粉碱性更强,比表面积更大,能与沥青发生更强的吸附作用与酸碱反应,从而改变沥青胶浆的粘弹性,提升混合料中沥青胶结料的高温稳定性和粘结性,同时保证所制备的无缝伸缩缝材料具有优异的高低温性能;本发明中采用预制沥青胶浆的方式,相对于传统的改性沥青、集料、石灰粉的干法搅拌方式,提升了石灰粉在改性沥青的分散性;采用预拌方式制备沥青混合料可有效保证石灰粉改性沥青胶浆裹附在集料表面;采用分层浇筑的方式保证了沥青胶浆填充在预拌制沥青混合料的孔隙中,形成高强度、高弹性的悬浮密实结构,可有效承载桥梁伸缩缝结构中的车轮荷载及变形。

有益效果:

本发明通过对无缝伸缩缝材料的组分、比例及制备工艺进行设计,使其具有良好的高温抗车辙性能、低温抗弯曲性能,可适应高低温环境下变形和荷载复杂工况的需要;采用预拌和分层浇筑方式制备石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料,使其混合料呈悬浮密实结构,集料起骨架作用,沥青胶浆起粘结和伸缩变形的作用,高温抗变形能力和低温抗开裂能力优异,可在中小跨径的桥梁伸缩缝结构中应用。

本发明相比于现有的无缝伸缩缝材料,使用石灰粉作为填充料对沥青进行改性,提升了沥青胶结料的高温稳定性和黏附性,降低了沥青胶结料的用量,减少了沥青混合料的成本;采用预拌和分层浇筑的制备方法,保证了沥青混合料堆积结构的稳定性,并形成悬浮密实结构,提升沥青混合料的高温抗变形和低温抗开裂的性能。

附图说明

图1是材料成型后的截面照片;其中,图中下方的小图为3倍放大图。

图2是高温车辙试验图片。

图3是低温弯曲试验图片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步地详细描述。

以下实施例中的宽温域改性沥青,购置于为江苏天诺道路材料科技有限公司,具体为该公司生产的型号为BF90的沥青产品。

实施例1:

一种采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料,由以下质量份比例的原料制成:宽温域改性沥青622份,石灰粉746份,集料7200份。

所述宽温域改性沥青的PG分级为PG88-28,25℃针入度范围为20-40,软化点不低于80℃,25℃延度不低于20cm。

石灰粉为钙质石灰粉,CaO+MgO含量不小于90%,MgO含量不大于5%,CO2含量不大于4%,SO3含量不大于2%,其粒径大小范围为800目,90μm筛余量不大于7%。

集料的岩性为玄武岩,粒径为10-20mm,密度为2.5-3.0g/cm3,吸水率为0.6-0.8%。

本实施例中采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料制备方法,包括以下步骤:

(1)预制沥青胶浆:

①按各组分及其质量份数为:宽温域改性沥青622份,石灰粉746份;

②首先将宽温域改性沥青加热到175-185℃温度后加入到搅拌锅中,放入温度为175-185℃的油浴锅中,保温30min;

③然后将石灰粉放入175-185℃的烘箱中,保温30min,并加入到搅拌锅;

④边加热边用低速搅拌机搅拌,搅拌速度控制在400-600r/min范围内;搅拌时间为120min,得到石灰粉改性沥青胶浆;

所述的石灰粉改性沥青胶浆的三大指标分别为:针入度(25℃)15.6,软化点97℃,延度(25℃)3.1cm。

(2)预拌:

①按各组分及其质量份数为:石灰粉改性沥青胶浆720份,集料为7200份;

②将集料加热到200-220℃,将石灰粉改性沥青胶浆加热到180-200℃,倒入温度为220℃的沥青混合料搅拌锅中;搅拌时间为3min,得到预拌制的沥青混合料;

(3)分层浇筑灌缝:

将步骤(2)得到的预拌制沥青混合料分三层倒入试验模具中,并使用橡胶锤人工击实1min,用加热到温度为180-200℃的石灰粉改性沥青胶浆灌满沥青混合料的空隙,灌缝的石灰粉改性沥青胶浆按质量份数为648份;最终制成采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料。

实施例2:

一种采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料,其由以下质量份比例的原料制成:宽温域改性沥青687份,石灰粉825份,集料7200份。

宽温域改性沥青的PG分级为PG88-28,25℃针入度范围为20-40,软化点不低于80℃,25℃延度不低于20cm。

石灰粉为钙质石灰粉,CaO+MgO含量不小于90%,MgO含量不大于5%,CO2含量不大于4%,SO3含量不大于2%,其粒径大小范围为800目,90μm筛余量不大于7%。

集料的岩性为玄武岩,粒径为10-20mm,密度为2.5-3.0g/cm3,吸水率为0.6-0.8%。

本实施例中采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料制备方法,包括以下步骤:

(1)预制沥青胶浆:

①按各组分及其质量份数为:宽温域改性沥青687份,石灰粉825份;

②首先将宽温域改性沥青加热到175-185℃温度后加入到搅拌锅中,放入温度为175-185℃的油浴锅中,保温30min;

③然后将石灰粉放入175-185℃的烘箱中,保温30min,并加入到搅拌锅;

④边加热边用低速搅拌机搅拌,搅拌速度控制在400-600r/min范围内;搅拌时间为120min,得到石灰粉改性沥青胶浆;

所述的石灰粉改性沥青胶浆的三大指标分别为:针入度(25℃)15.6,软化点97℃,延度(25℃)3.1cm。

(2)预拌:

①按各组分及其质量份数为:石灰粉改性沥青胶浆720份,集料为7200份;

②将集料加热到200-220℃,将石灰粉改性沥青胶浆加热到180-200℃,倒入温度为220℃的沥青混合料搅拌锅中;搅拌时间为3min,得到预拌制的沥青混合料;

(3)分层浇筑灌缝:

将步骤(2)得到的预拌制沥青混合料均分三层倒入试验模具中,并使用橡胶锤人工击实1min,用加热到温度为180-200℃的石灰粉改性沥青胶浆灌满沥青混合料的空隙,灌缝的石灰粉改性沥青胶浆按质量份数为792份;最终制成采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料。

实施例3:

一种采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料,其由以下质量份比例的原料制成:宽温域改性沥青753份,石灰粉903份,集料7200份。

宽温域改性沥青的PG分级为PG88-28,25℃针入度范围为20-40,软化点不低于80℃,25℃延度不低于20cm。

石灰粉为钙质石灰粉,CaO+MgO含量不小于90%,MgO含量不大于5%,CO2含量不大于4%,SO3含量不大于2%,其粒径大小范围为800目,90μm筛余量不大于7%。

集料其岩性为玄武岩,粒径为10-20mm,密度为2.5-3.0g/cm3,吸水率为0.6-0.8%。

本实施例中采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料制备方法,包括以下步骤:

(1)预制沥青胶浆:

①按各组分及其质量份数为:宽温域改性沥青753份,石灰粉903份;

②首先将宽温域改性沥青加热到175-185℃温度后加入到搅拌锅中,放入温度为175-185℃的油浴锅中,保温30min;

③然后将石灰粉放入175-185℃的烘箱中,保温30min,并加入到搅拌锅;

④边加热边用低速搅拌机搅拌,搅拌速度控制在400-600r/min范围内;搅拌时间为120min,得到石灰粉改性沥青胶浆;

所述的石灰粉改性沥青胶浆的三大指标分别为:针入度(25℃)15.6,软化点97℃,延度(25℃)3.1cm。

(2)预拌:

①按各组分及其质量份数为:石灰粉改性沥青胶浆720份,集料为7200份;

②将集料加热到200-220℃,将石灰粉改性沥青胶浆加热到180-200℃,倒入温度为220℃的沥青混合料搅拌锅中;搅拌时间为3min,得到预拌制的沥青混合料;

(3)分层浇筑灌缝:

将步骤(2)得到的预拌制沥青混合料分三层倒入试验模具中,并使用橡胶锤人工击实1min,用加热到温度为180-200℃的石灰粉改性沥青胶浆灌满沥青混合料的空隙,灌缝的石灰粉改性沥青胶浆按质量份数为936份;最终制成采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料。

实施例4:

一种采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料,其由以下质量份比例的原料制成:宽温域改性沥青687份,石灰粉825份,集料7200份。

宽温域改性沥青的PG分级为PG88-28,25℃针入度范围为20-40,软化点不低于80℃,25℃延度不低于20cm。

石灰粉为钙质石灰粉,CaO+MgO含量不小于90%,MgO含量不大于5%,CO2含量不大于4%,SO3含量不大于2%,其粒径大小范围为400目,90μm筛余量不大于7%。

集料其岩性为玄武岩,粒径为10-20mm,密度为2.5-3.0g/cm3,吸水率为0.6-0.8%。

本实施例中采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料制备方法,包括以下步骤:

(1)预制沥青胶浆:

①按各组分及其质量份数为:宽温域改性沥青687份,石灰粉825份;

②首先将改性沥青加热到175-185℃温度后加入到搅拌锅中,放入温度为175-185℃的油浴锅中,保温30min;

③然后将石灰粉放入175-185℃的烘箱中,保温30min,并加入到搅拌锅;

④边加热边用低速搅拌机搅拌,搅拌速度控制在400-600r/min范围内;搅拌时间为120min,得到石灰粉改性沥青胶浆;

所述的石灰粉改性沥青胶浆的三大指标分别为:针入度(25℃)15.6,软化点97℃,延度(25℃)3.1cm。

(2)预拌:

①按各组分及其质量份数为:石灰粉改性沥青胶浆720份,集料为7200份;

②将集料加热到200-220℃,将石灰粉改性沥青胶浆加热到180-200℃,倒入温度为220℃的沥青混合料搅拌锅中;搅拌时间为3min,得到预拌制的沥青混合料;

(3)分层浇筑灌缝:

将步骤(2)得到的预拌制沥青混合料均分三层倒入试验模具中,并使用橡胶锤人工击实1min,击实用加热到温度为180-200℃的石灰粉改性沥青胶浆灌满沥青混合料的空隙,灌缝的石灰粉改性沥青胶浆按质量份数为792份;最终制成采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料。

实施例5:

一种采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料,其由以下质量份比例的原料制成:宽温域改性沥青687份,石灰粉825份,集料7200份。

宽温域改性沥青的PG分级为PG88-28,25℃针入度范围为20-40,软化点不低于80℃,25℃延度不低于20cm。

石灰粉为钙质石灰粉,CaO+MgO含量不小于90%,MgO含量不大于5%,CO2含量不大于4%,SO3含量不大于2%,其粒径大小范围为600目,90μm筛余量不大于7%。

集料其岩性为玄武岩,粒径为10-20mm,密度为2.5-3.0g/cm3,吸水率为0.6-0.8%。

本实施例中采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料制备方法,包括以下步骤:

(1)预制沥青胶浆:

①按各组分及其质量份数为:宽温域改性沥青687份,石灰粉825份;

②首先将改性沥青加热到175-185℃温度后加入到搅拌锅中,放入温度为175-185℃的油浴锅中,保温30min;

③然后将石灰粉放入175-185℃的烘箱中,保温30min,并加入到搅拌锅;

④边加热边用低速搅拌机搅拌,搅拌速度控制在400-600r/min范围内;搅拌时间为120min,得到石灰粉改性沥青胶浆;

所述的石灰粉改性沥青胶浆的三大指标分别为:针入度(25℃)15.6,软化点97℃,延度(25℃)3.1cm。

(2)预拌:

①按各组分及其质量份数为:石灰粉改性沥青胶浆720份,集料为7200份;

②将集料加热到200-220℃,将石灰粉改性沥青胶浆加热到180-200℃,倒入温度为220℃的沥青混合料搅拌锅中;搅拌时间为3min,得到预拌制的沥青混合料;

(3)分层浇筑灌缝:

将步骤(2)得到的预拌制沥青混合料均分三层倒入试验模具中,并使用橡胶锤人工击实1min,击实用加热到温度为180-200℃的石灰粉改性沥青胶浆灌满沥青混合料的空隙,灌缝的石灰粉改性沥青胶浆按质量份数为792份;最终制成采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料。

对比例1:

本对比例与实施例2基板相同,不同之处在于,减少宽温域改性沥青和石灰粉的质量份数,其由以下质量份比例的原料制成:宽温域改性沥青524份,石灰粉628份,集料7200份。

本对比例中无缝伸缩缝材料制备方法,包括以下步骤:

(1)预制沥青胶浆:

①按各组分及其质量份数为:宽温域改性沥青524份,石灰粉628份;

②首先将改性沥青加热到175-185℃温度后加入到搅拌锅中,放入温度为175-185℃的油浴锅中,保温30min;

③然后将石灰粉放入175-185℃的烘箱中,保温30min,并加入到搅拌锅;

④边加热边用低速搅拌机搅拌,搅拌速度控制在400-600r/min范围内;搅拌时间为120min,得到石灰粉改性沥青胶浆;

所述的石灰粉改性沥青胶浆的三大指标分别为:针入度(25℃)15.6,软化点97℃,延度(25℃)3.1cm。

(2)预拌:

①按各组分及其质量份数为:石灰粉改性沥青胶浆360份,集料为7200份;

②将集料加热到200-220℃,将石灰粉改性沥青胶浆加热到180-200℃,倒入温度为220℃的沥青混合料搅拌锅中;搅拌时间为3min,得到预拌制的沥青混合料;

(3)分层浇筑灌缝:

将步骤(2)得到的预拌制沥青混合料分三层倒入试验模具中,并使用橡胶锤人工击实1min,用加热到温度为180-200℃的石灰粉改性沥青胶浆灌满沥青混合料的空隙,灌缝的石灰粉改性沥青胶浆按质量份数为792份;最终制成采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料。

对比例2:

本对比例与实施例2基本相同,不同之处在于,用等质量的宽温域改性沥青替换石灰粉改性沥青胶浆,其由以下质量份比例的原料制成:宽温域改性沥青1512份,集料7200份。

所述宽温域改性沥青的PG等级为PG88-28,25℃针入度范围为20-40,软化点不低于80℃,25℃延度不低于20cm。

其制备方法,包括以下步骤:

(1)预拌:

①按各组分及其质量份数为:改性沥青720份,集料为7200份;

②将集料加热到200-220℃,将改性沥青加热到180-200℃,倒入温度为220℃的沥青混合料搅拌锅中;搅拌时间为3min;得到预拌制的沥青混合料;

(2)分层浇筑灌缝:

将步骤(1)得到的预拌制沥青混合料分三层倒入试验模具中,并使用橡胶锤人工击实1min,用加热到温度为180-200℃的宽温域改性沥青灌满沥青混合料的空隙,灌缝的宽温域改性沥青按质量份数为792份;最终制成采用宽温域改性沥青的无缝伸缩缝材料。

对比例3:

本对比例与实施例2基本相同,不同之处在于,制备方法无预拌步骤,所述的采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料制备方法,包括以下步骤:

(1)预制沥青胶浆:

①按各组分及其质量份数为:宽温域改性沥青687份,石灰粉825份;

②首先将改性沥青加热到175-185℃温度后加入到搅拌锅中,放入温度为175-185℃的油浴锅中,保温30min;

③然后将石灰粉放入175-185℃的烘箱中,保温30min,并加入到搅拌锅;

④边加热边用低速搅拌机搅拌,搅拌速度控制在400-600r/min范围内;搅拌时间为120min,得到石灰粉改性沥青胶浆;

所述的石灰粉改性沥青胶浆的三大指标分别为:针入度(25℃)15.6,软化点97℃,延度(25℃)3.1cm。

(2)一次性搅拌:

①按各组分及其质量份数为:石灰粉改性沥青胶浆1152份,集料为7200份;

②将集料加热到200-220℃,将石灰粉改性沥青胶浆加热到180-200℃,倒入温度为220℃的沥青混合料搅拌锅中;搅拌时间为3min,得到沥青混合料;

(3)浇筑:

将步骤(2)得到的沥青混合料全部倒入试验模具中,并使用橡胶锤人工击实1min,最终制成采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料。

对比例4:

本对比例与实施例2相同,不同之处在于,制备方法无分层浇筑灌缝的步骤,所述的采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料制备方法,包括以下步骤:

(1)预制沥青胶浆:

①按各组分及其质量份数为:宽温域改性沥青687份,石灰粉825份;

②首先将宽温域改性沥青加热到175-185℃温度后加入到搅拌锅中,放入温度为175-185℃的油浴锅中,保温30min;

③然后将石灰粉放入175-185℃的烘箱中,保温30min,并加入到搅拌锅;

④边加热边用低速搅拌机搅拌,搅拌速度控制在400-600r/min范围内;搅拌时间为120min,得到石灰粉改性沥青胶浆;

所述的石灰粉改性沥青胶浆的三大指标分别为:针入度(25℃)15.6,软化点97℃,延度(25℃)3.1cm。

(2)预拌:

①按各组分及其质量份数为:石灰粉改性沥青胶浆720份,集料为7200份;

②将集料加热到200-220℃,将石灰粉改性沥青胶浆加热到180-200℃,倒入温度为220℃的沥青混合料搅拌锅中;搅拌时间为3min,得到预拌制的沥青混合料;

(3)浇筑灌缝:

将步骤(2)得到的预拌制沥青混合料全部倒入试验模具中,并使用橡胶锤人工击实1min,用加热到温度为180-200℃的石灰粉改性沥青胶浆灌满沥青混合料的空隙,灌缝的石灰粉改性沥青胶浆按质量份数为792份;最终制成采用石灰粉改性沥青胶浆的无缝伸缩缝材料。

性能检测:

如图1所示为本发明实施例得到的伸缩缝材料照片,可以看到材料成型后截面成型状态,对浇筑成型的材料进行切割,由截面图可以看出,沥青混合料呈悬浮密实结构,其中集料形成骨架,之间填充着沥青胶结料,承担粘结和伸缩变形的作用。

并对上述实施例1-5及对比例1-4的无缝伸缩缝材料的高温稳定性、低温抗裂性进行了测试,分别采用高温车辙试验和低温三点弯曲试验作为控制伸缩缝材料性能的重要指标;测试标准参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011),测试图片如图2、3所示。下表1列出上述实施例1-5及对比例1-4的测试结果。

表1性能测试结果

编号 60℃下动稳定度(次/mm) -10℃弯曲破坏应变(με)
实施例1 2441 1931
实施例2 2725 2189
实施例3 2769 2207
实施例4 1927 1854
实施例5 2393 1937
对比例1 1514 1480
对比例2 198 1670
对比例3 667 887
对比例4 1240 1273

由上表1的结果可得,对比分析实施例1-3,逐步增加沥青胶浆的质量份数,发现对于单一级配、富含沥青胶浆的无缝伸缩缝材料,其高温抗变形和低温抗开裂随着沥青胶浆掺量的增加而增加,其中实施例3的高温动稳定度和低温弯曲破坏应变增长缓慢,实施例2各原材料质量组分比例最佳。对比分析实施例2和实施例4-5,改变石灰粉的粒径大小,发现沥青混合料的高低温性能随着石灰粉粒径的增加而小幅度的增加,但相差不大,说明石灰粉粒径大小对沥青混合料的高低温性能影响较小。

与对比例1相比较,可以发现,将实施例1-2中的沥青胶浆质量份数进一步减少,其高温稳定性和低温抗开裂性能明显降低,说明对于单一级配、富含沥青胶浆的无缝伸缩缝材料,需保证沥青胶浆的质量份数,使沥青混合料成悬浮密实结构,以保证混合料的高低温性能。与对比例2相比较,可以发现,将实施例2中的沥青胶浆换成改性沥青,其高温动稳定度大幅度降低,高温稳定性差,而低温稳定性也有所降低,说明采用石灰粉改性沥青胶浆可以有效提升沥青混合料的高温稳定性,并有效保证沥青混合料的低温抗开裂性能。与对比例3-4相比较,可以发现,将实施例2中的制备方法改变,沥青混合料的高低温性能均有所降低,说明采用预拌和分层浇筑的方式,可保证无缝伸缩缝材料的沥青胶浆均匀分散在沥青混合料的空隙中。综合分析实施例1-5和对比例1-4,发现石灰粉改性沥青胶浆含量对无缝伸缩缝材料的性能影响较大,而石灰粉粒径大小的影响较小,预拌和分层浇筑的方式能保证各组分的分散均匀性和稳定性,其中实施例2的综合性能更优。

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