一种沥青混合料路面的制作方法 [0002]高速公路或者是城市街道公路的路面有浙青路面和水泥路面，浙青路面对车胎的摩擦小，但是到了热天受热软化，汽车碾压过后形成车辙，车胎上粘接浙青，一是容易引起交通事故,而是对车胎损害较大。而水泥路面对车胎的摩擦大,对车胎的磨损大,而且成本较闻。 [0003]因此，现在铺设的路面多采用的是浙青混合料路面，现有的浙青混合料按所用结合料不同，可分为石油浙青的和煤浙青的两大类；有些国家或地区亦有采用或掺用天然浙青拌制的。按所用集料品种不同，可分为碎石的、砾石的、砂质的、矿渣的数类，以碎石采用最为普遍。按混合料最大颗粒尺寸不同，可分为粗粒(35~40毫米以下)、中粒(20~25毫米以下)、细粒(10~15毫米以下)、砂粒(5~7毫米以下)等数类。按混合料的密实程度不同，可分为密级配、半开级配和开级配等数类，开级配混合料也称浙青碎石。其中热拌热铺的密级配碎石混合料经久耐用，强度高，整体性好，是修筑高级浙青路面的代表性材料，应用得最广。各国对浙青混凝土制订有不同的规范，中国制定的热拌热铺浙青混合料技术规范，以空隙率10%及以下者称为浙青混凝土，又细分为I型和II型，I型的孔隙率为3 (或2)~6%，属密级配型；II型为6~10%，属半开级配型；空隙率10%以上者称为浙青碎石，属开级配型。 [0004]现有的浙青混合料主要有以下几种:多碎石浙青混合料(SAC)较大流量的车辆在高速公路上安全、舒适高速地通行，浙青面层必须具有良好的抗滑性能。这就要求浙青面层不但要有较大的磨擦系数，而且要有较深的表面构造深度(构造深度是高速行车减低噪音和减少水KLM3漂、溅水影响司机视线的主要因素)。近年来的研究成果表明:“浙青面层的抗滑性能是由面层结构的微观构造和宏观构造两部分形成。其中宏观构造来源于浙青混合料的配合比，主要由骨料的粗细、级配形式决定”。 [0005]80年代中期我国开始修筑高等级公路，从浙青面层的结构形式来看:I型浙青混凝土，空隙率3%~6%，透水性小，耐久性好，表面层的摩擦系数能达到要求，但表面构造深度较小，远不能达到要求。II型浙青混凝土空隙率6%~10%，表面构造深，抗变形能力较强，但其透水性、耐久性较差。为了解决浙青面层的抗滑性能(特别是表面层在构造深度较大的情况下，又具有良好的防水性的结构形式)，多碎石浙青混凝土面层被加以研究和使用。
[0006]多碎石浙青混合料
多碎石浙青混合料是采用较多的粗碎石形成骨架，浙青砂胶填充骨架中的孔隙并使骨架胶合在一起而形成的浙青混合料形式。具体组成为:粗集料含量69%~78%，矿粉6%~10%，油石比5%左右。经几条高等公路的实践证明，多碎石浙青混凝土面层既能提供较深的表面构造，又具有传统I型浙青混凝土那样的较小空隙及较小透水性，同时又具有较好的抗形变能力(动稳定度较高)。换言之，“多碎石浙青混凝土既具有传统I型浙青混凝土的优点，又具有II型浙青混凝土的优点，同时又避免了两种传统浙青混凝土结构形式的不足。”
浙青玛蹄脂碎石混合料(SMA)
60年代的德国交通十分发达，根据本国的气候特点(夏季气温20°C左右，冬季不太冷)，习惯修筑“浇筑式浙青混凝土”路面。这种结构中浙青含量12%左右，矿粉含量高。使用中发现路面的车辙十分严重，另外当时该国家的汽车为了防滑的需要，经常使用带钉的轮胎(包括欧洲一些国家亦如此)，其结果是路面磨耗十分严重(I年可减薄4cm左右)。为了克服日益严重的车辙，减少路面的磨耗，公路工作者对浙青混合料的配合比进行调整，增大粗集料的比例，添加纤维稳定剂，形成了 SMA结构的初形。1984年德国交通部门正式制定了一个SMA路面的设计及施工规范，SMA路面结构形式基本得以完善。这种新型的路面结构先后在德国、欧洲一些国家逐渐被推广、运用。90年代初，美国公路界认为其公路路面质量不如欧洲国家的路面质量好。经考察发现存在两个方面的差距:①在改性浙青的运用上；
②在路面的结构形式上(即SMA)。 1991、1992年开始加以研究、推广SMA这种结构形式，最典型的是:1995年亚特兰大市为举办奥运会对公路网进行改建和新建，全部采用了 SMA这种结构形式做路面。
[0007]浙青玛蹄脂碎石混合料路面(SMA)
浙青玛蹄脂碎石混合料(SMA)是一种以浙青、矿粉及纤维稳定剂组成的浙青玛蹄脂结合料，填充于间断级配的矿料骨架中，所形成的混合料。其组成特征主要包括两个方面:①含量较多的粗集料互相嵌锁组成高稳定性(抗变形能力强)的结构骨架；②细集料矿粉、浙青和纤维稳定剂组成的浙青玛蹄脂将骨架胶结一起，并填充骨架空隙，使混合料有较好的柔性及耐久性。
[0008]SMA的结构组成可概括为“三多一少，即:粗集料多、矿粉多、浙青多、细集料少”。具体讲:①SMA是一种间断级配的浙青混合料,5mm以上的粗集料比例高达70%~80%,矿粉的用量达7%~13%，( “粉胶比”超出通常值1.2的限制)。由此形成的间断级配，很少使用细集料；②为加入较多的浙青，一方面增加矿粉用量，同时使用纤维作为稳定剂浙青用量较多，高达6.5%~7%，粘结性要求高，并希望选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的浙青(最好采用改性浙青)
SMA的特点:浙青玛蹄脂碎石混合料是当前国际上公认(使用较多)的一种抗变形能力强，耐久性较好的浙青面层混合料。由于粗集料的良好嵌挤，混合料有非常好的高温抗车辙能力，同时由于浙青玛蹄脂的粘结作用，低温变形性能和水稳定性也有较多的改善。添加纤维稳定剂，使浙青结合料保持高粘度，其摊铺和压实效果较好。间断级配在表面形成大孔隙，构造深度大，抗滑性能好。同时混合料的空隙又很小，耐老化性能及耐久性都很好，从而全面提高了浙青混合料的路面性能。
[0009]橡胶浙青(AR)
橡胶浙青是先将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒，再按一定的粗细级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在充分拌合的高温条件下(180°C以上)，与基质浙青充分熔胀反应后形成的改性浙青胶结材料。橡胶浙青具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性等性能，是较为理想的环保型路面材料，目前主要应用于道路结构中的应力吸收层和表面层中。
[0010]橡胶浙青经过50年的应用，形成了两个成熟的级配混合料产品系列。与常规浙青混合料相比，橡胶浙青混合料拥有较高的浙青用量(7.5%左右)。
[0011]开级配混合料(AR-0GFC):由高用量橡胶浙青(9-10%)与单一粒径碎石为主的集料拌合而成。
[0012]特点及应用:开级配混合料具有良好的抗滑、防溅水、降噪音和持久稳定性，是高速公路和城市快速道路的理想表面层材料。同时开级配混合料突出的抗反射裂缝能力，被广泛用于水泥路面超薄罩面。
[0013]间断级配混合料(AR-GAP):由中间粒径间断级配与橡胶浙青拌合而成。动稳定度达到3000以上，冻融劈裂值达到80以上。
[0014]特点及应用:由于具备较好的表面构造、密水性、抗剪切稳定性，间断级配和混合料被普遍用于交叉和变速较多的城市道路面层和补强结构。
[0015]橡胶浙青路面的性能优势:
?优异的抗疲劳性提高路面的耐久性能；
?由于胶结料含量高、弹性好，提高了路面对疲劳裂缝、反射裂缝的抵抗能力； ?较强的低温柔韧性减轻了路面的温度敏感性；
?因为胶结料含量高、油膜厚以及轮胎中含有抗氧化剂，故提高了道路抗老化、抗氧化能力；
?优异的抗车辙、抗永久变形能力；
?由于道路的耐久性得到提高，使得道路的养护费用显著降低；
?大量使用废旧轮胎，既节约了能源，也有利于环境保护；
?橡胶中的炭黑能够使路面黑色长期保存，与标线的对比度高，提高了道路的安全性；
?橡胶浙青用于浙青混合料时，由于施工厚度薄，施工迅速，缩短了施工时间。
[0016]Superpave 浙青混合料(SUP )
Superpave浙青混合料是美国战略公路研究计划(SHRP)的研究成果之一。Superpave是Super1r Performing Asphalt Pavement的缩写，中文意思就是“高性能浙青路面” Superpave浙青混合料设计法是一种全新的浙青混合料设计法,包含浙青结合料规范，浙青混合料体积设计方法，计算机软件及相关的使用设备、试验方法和标准。Sperpave混合料设计分为三个水准:混合料体积设计也称水准I设计，使用旋转压实机(SGC)并根据体积设计要求选择浙青用量。混合料中等路面性能水平设计也称水准II设计，以混合料体积设计为基础，附加一组SST和IDT试验以达到一系列性能预测。混合料最高路面性能水平设计也称水准III设计，以混合料体积设计为基础，附加的SST和IDT试验是在一个较宽温度变化范围内进行试验。由于包含了更广泛的试验范围和结果，完全分析可提供更可靠的性能预测水平。Superpave浙青混合料设计系统是根据项目所在地的气候和设计交通量，把材料选择与混合料设计都集中在体积设计法中，该方法要求在设计浙青路面时，充分考虑在服务期内温度对路面地影响，要求路面在最高设计温度时能满足高温性能地要求，不产生过量地车辙；在路面最低温度时，能满足低温性能地要求，避免或减少低温开裂；在常温范围内控制疲劳开裂。对于浙青结合料，采用旋转薄膜烘箱试验来模拟浙青混合料在拌和和摊铺工程中的老化；采用压力老化容器模拟浙青在路面使用工程中的老化。对于集料，在进行混合料级配设计时，采用控制点和限制区的概念来限定，优选试验级配设计。对于浙青混合料，在拌好后，采用短期老化来模拟浙青混合料在拌和摊铺压实过程中的老化，浙青混合料试件采用旋转压实仪准备。试件压实过程中，记录旋转压实次数与试件高度的关系，从而对浙青混合料体积特性进行评价。所谓Superpave混合料体积设计是根据浙青混合料的空隙率、矿料间隙率、浙青填隙率等体积特性进行热拌浙青混合料设计的,方法主要有设计材料选择、浙青混合料拌和、浙青混合料体积分析以及混合料验证，包括体积性质和水敏感性。浙青混合料体积设计过程主要由四部分组成:①材料选择集料级配选择；
③确定浙青混合料最佳浙青含量；④评估浙青混合料的验证，包括体积性质和水敏感性。Suerpave浙青混合料体积设计法对材料、集料级配、混合料均有严格的规定,并制定了相应的严格规范要求，包括胶结料规范、集料规范、混合料规范。
[0017]SBS改性浙青混凝土( SBS)
SBS改性浙青是在原有基质浙青的基础上，掺加2.5%、3.0%、4.0%的SBS改性剂，改性后的浙青，与原浙青相比，其高温粘度增大，软化点升高。在良好的设计配合比和施工条件下，浙青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。
[0018]改性浙青及其效果评价指标
所谓改性浙青，也包括改性浙青混合料，是指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂)，或采取对浙青轻度氧化加工等措施，使浙青或浙青混合料的性能得以改善而制成的浙青结合料”。改性剂是指“在浙青或浙青混合料中加入的天然的或人工的有机或无机材料，可熔融、分散在浙青中，改善或提高浙青路面性能(与浙青发生反应或裹覆在集料表面上)的材料”。改性效果的好坏，主要用改性浙青指标来进行评价，改性浙青的评价指标为:(I)感温性指标:针入度指数(针入度)。(2)低温性能指标:5°C延度和当量脆点。(3)高温性能指标:60°C粘度、软化点与当量软化点。(4)热稳定性(耐老化)指标:旋转薄膜烘箱试验。(5)浙青粘弹效应指标:弹性恢复。⑥浙青与集料握裹力指标:粘韧性试验。⑦施工及安全指标:闪点、135°C运动粘度。⑧离析指标:软化点差。
[0019]热压式浙青混凝土(HRA)
热压式浙青混凝土路面(Hot Rolled Asphalt Pavement, HRA)作为一种独特的浙青混凝土路面形式，在英国得到了广泛的应用。
[0020]上述现有的浙青混合料都存在以下缺陷:
耐低温和耐高温性能较差，用于北方的低温条件小，路面容易脆化结壳，浙青混合料拱起，失去路面平整度，在用于南方长期处于阳光曝晒的地区，浙青混合料软化，可能出现路面浙青厚度不一，造成路面凹凸不平的缺陷。



[0021]为了克服上述各种浙青混合料路面存在着的耐高温、耐低温性能较差的缺陷，本发明提供了一种浙青混合料，该浙青混合料添加了玄武岩纤维，增强浙青混合料的强度以及耐高温和耐低温的性能，既能长期处于阳光曝晒中，又能用于冰雪天气中，适用范围光，使用寿命长。
[0022]一种浙青混合料路面，其特征在于:包括浙青混合料和加强骨架，加强骨架是用玄武岩纤维复合筋制成的网格状骨架，所述浙青混合料包括如下以重量百分比计的成分: 浙青:15%~32%
碎石:8% 14%
橡胶颗粒:99Tl4%
玄武岩纤维:45%~64%
矿粉:4%~7%。
[0023]所述碎石的粒度为3mnTl2mm,橡胶颗粒粒度为lmnT3mm,玄武岩纤维为玄武岩纤维短纤维，所述矿粉的粒度为0.5mnTl.2mm。
[0024]所述玄武岩纤维复合筋由连续玄武岩纤维和玻璃纤维在预张力作用下通过拉挤成型复合形成，纤维体积比例为5: 2。
[0025]粒度指的是颗粒的大小，通常球体颗粒的粒度用直径表示，立方体颗粒的粒度用边长表示。对不规则的矿物颗粒，可将与矿物颗粒有相同行为的某一球体直径作为该颗粒的等效直径。
[0026]所述碎石为玄武岩石、花岗岩石或者是两种岩石的混合物。
[0027]所述橡胶颗粒为是用废弃轮胎制成的。
[0028]玄武岩纤维短纤维是用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品。纤维上涂有(硅烷)浸润剂。
[0029]连续玄武岩纤维是玄武岩石料在1450°C~150(TC熔融后，通过钼铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。类似于玻璃纤维，其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间，纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有些似金色。
[0030]制备该浙青混合料的工艺:
第一步:制取玄武岩纤维
将连续玄武岩纤维短切成玄武岩纤维短纤维，在纤维上涂上(硅烷)浸润剂，
第二步:制取橡胶颗粒
将废弃轮胎的橡胶切割成颗粒状，颗粒粒度为lmnT3mm，
第三步:制取碎石
用鄂式破碎机或者辊式破碎机将玄武岩石、花岗岩石或者是两种岩石的混合物破碎成粒度为3mnTl2mm的颗粒，
第四步:加热浙青将浙青加热融化成乳状，
第五步:制取矿粉
用鄂式破碎机或者辊式破碎机将矿石破碎成粒度为0.5mm的颗粒，
第六步:混合
在搅拌器内将上述物质按照比例混合在一起。
[0031]本发明具有以下优点:
1、本发明的浙青混合料包括浙青、碎石、橡胶颗粒、玄武岩纤维和矿粉，以重量百分比计:浙青:15%~32%，碎石:8%~?4%，橡胶颗粒:9%~?4%，玄武岩纤维:45%飞4%矿粉:4%~7%。在浙青混合料中加入了玄武岩纤维，来提高浙青混合料的强度、耐高温和耐低温的性能，无论是北方的冰雪天气，还是南方太阳的曝晒，都不会破坏用本发明制成的路面，路面平整度好，也不会留下车辙，消除车辙带来的安全隐患。
[0032]2、本发明碎石的粒度为3mnTl2mm,橡胶颗粒粒度为lmnT3mm,玄武岩纤维为玄武岩纤维短纤维，所述矿粉的粒度为0.5mnTl.2mm。这样制成的浙青混合料柔软度和强度都能达到要求，制成的路面平整度能够得到保障，也便于工人施工。
[0033]3、本发明包括浙青混合料和加强骨架，加强骨架是用玄武岩纤维复合筋制成的网格状骨架加强骨架增加路面的拉扯力，给浙青混合料提供一个骨架，增加路面的强度，防止浙青混合料流动引起的路面凹凸不平。


[0034]实施例1
本实施例包括浙青混合料和加强骨架，加强骨架是用玄武岩纤维复合筋制成的网格状骨架，浙青混合料，包括浙青、碎石、橡胶颗粒、玄武岩纤维和矿粉，以重量百分比计:
浙青:32%
碎石:8%
橡胶颗粒:10%
玄武岩纤维:46%
矿粉:4%。
[0035]所述碎石的粒度为3mm，橡胶颗粒粒度为3mm，玄武岩纤维为玄武岩纤维短纤维，所述矿粉的粒度为0.5mm。
[0036]所述玄武岩纤维复合筋由连续玄武岩纤维和玻璃纤维在预张力作用下通过拉挤成型复合形成，纤维体积比例为5: 2。
[0037]粒度指的是颗粒的大小，通常球体颗粒的粒度用直径表示，立方体颗粒的粒度用边长表示。对不规则的矿物颗粒，可将与矿物颗粒有相同行为的某一球体直径作为该颗粒的等效直径。
[0038]所述碎石为玄武岩石、花岗岩石或者是两种岩石的混合物。
[0039]所述橡胶颗粒为是用废弃轮胎制成的。
[0040]玄武岩纤维短纤维是用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品。纤维上涂有(硅烷)浸润剂。
[0041]连续玄武岩纤维是玄武岩石料在1450°C~150(TC熔融后，通过钼铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。类似于玻璃纤维，其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间，纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有些似金色。
[0042]本发明还提供了该浙青混合料的制备工艺:
第一步:制取玄武岩纤维
将连续玄武岩纤维短切成玄武岩纤维短纤维，在纤维上涂上(硅烷)浸润剂，
第二步:制取橡胶颗粒
将废弃轮胎的橡胶切割成颗粒状，颗粒粒度为3mm，
第三步:制取碎石
用鄂式破碎机或者辊式破碎机将玄武岩石、花岗岩石或者是两种岩石的混合物破碎成粒度为3mm的颗粒，第四步:加热浙青将浙青加热融化成乳状，
第五步:制取矿粉
用鄂式破碎机或者辊式破碎机将矿石破碎成粒度为0.5mm的颗粒，
第六步:混合
在搅拌器内将上述物质按照比例混合在一起。
[0043]实施例2
本实施例包括浙青混合料和加强骨架，加强骨架是用玄武岩纤维复合筋制成的网格状骨架，包括浙青、碎石、橡胶颗粒、玄武岩纤维和矿粉，以重量百分比计:
浙青:15%
碎石:8%
橡胶颗粒:9%
玄武岩纤维:64%
矿粉:4%。
[0044]所述碎石的粒度为8mm，橡胶颗粒粒度为2mm，玄武岩纤维为玄武岩纤维短纤维，所述矿粉的粒度为0.8mm。
[0045]所述玄武岩纤维复合筋由连续玄武岩纤维和玻璃纤维在预张力作用下通过拉挤成型复合形成，纤维体积比例为5: 2。
[0046]粒度指的是颗粒的大小，通常球体颗粒的粒度用直径表示，立方体颗粒的粒度用边长表示。对不规则的矿物颗粒，可将与矿物颗粒有相同行为的某一球体直径作为该颗粒的等效直径。
[0047]所述碎石为玄武岩石、花岗岩石或者是两种岩石的混合物。
[0048]所述橡胶颗粒为是用废弃轮胎制成的。
[0049]玄武岩纤维短纤维是用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品。纤维上涂有(硅烷)浸润剂。
[0050] 连续玄武岩纤维是玄武岩石料在1450°C~150(TC熔融后，通过钼铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。类似于玻璃纤维，其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间，纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有些似金色。
[0051]本发明还提供了该浙青混合料的制备工艺:
第一步:制取玄武岩纤维
将连续玄武岩纤维短切成玄武岩纤维短纤维，在纤维上涂上(硅烷)浸润剂，
第二步:制取橡胶颗粒
将废弃轮胎的橡胶切割成颗粒状，颗粒粒度为2mm，
第三步:制取碎石
用鄂式破碎机或者辊式破碎机将玄武岩石、花岗岩石或者是两种岩石的混合物破碎成粒度为8mm的颗粒，
第四步:加热浙青第五步:制取矿粉
用鄂式破碎机或者辊式破碎机将矿石破碎成粒度为0.8mm的颗粒，第六步:混合
在搅拌器内将上述物质按照比例混合在一起。
[0052]实施例3
本实施例包括浙青混合料和加强骨架，加强骨架是用玄武岩纤维复合筋制成的网格状骨架，包括浙青、碎石、橡胶颗粒、玄武岩纤维和矿粉，以重量百分比计:
浙青:27%
碎石:14%
橡胶颗粒:14%
玄武岩纤维:48%
矿粉:7%。
[0053]所述碎石的粒度为12mm，橡胶颗粒粒度为3mm，玄武岩纤维为玄武岩纤维短纤维，所述矿粉的粒度为1.2mm。
[0054]所述玄武岩纤维复合筋由连续玄武岩纤维和玻璃纤维在预张力作用下通过拉挤成型复合形成，纤维体积比例为5: 2。
[0055]粒度指的是颗粒的大小，通常球体颗粒的粒度用直径表示，立方体颗粒的粒度用边长表示。对不规则的矿物颗粒，可将与矿物颗粒有相同行为的某一球体直径作为该颗粒的等效直径。
[0056]所述碎石为玄武岩石、花岗岩石或者是两种岩石的混合物。
[0057]所述橡胶颗粒为是用废弃轮胎制成的。
[0058]玄武岩纤维短纤维是用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品。纤维上涂有(硅烷)浸润剂。
[0059]连续玄武岩纤维是玄武岩石料在1450°C~150(TC熔融后，通过钼铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。类似于玻璃纤维，其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间，纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有些似金色。
[0060]本发明还提供了该浙青混合料的制备工艺:
第一步:制取玄武岩纤维
将连续玄武岩纤维短切成玄武岩纤维短纤维，在纤维上涂上(硅烷)浸润剂，
第二步:制取橡胶颗粒
将废弃轮胎的橡胶切割成颗粒状，颗粒粒度为3mm，
第三步:制取碎石
用鄂式破碎机或者辊式破碎机将玄武岩石、花岗岩石或者是两种岩石的混合物破碎成粒度为12mm的颗粒，
第四步:加热浙青将浙青加热融化成乳状，
第五步:制取矿粉
用鄂式破碎机或者辊式破碎机将矿石破碎成粒度为1.2mm的颗粒，
第六步:混合
在搅拌器内将上述物质按照比例混合在一起。