一种路面超薄橡胶沥青磨耗层
技术领域
本发明涉及沥青磨耗层材料领域，尤其涉及一种路面超薄橡胶沥青磨耗层。
背景技术
公路养护，是指在结合区域公路实践的具体情况后，对局部破损、坍塌等问题进行修缮和调整，它作为公路环境优化的主要手段，在城市发展中起到了助推性作用；结合国内当前道路养护的基本情况来看，国内70%～80%的地区都需要依靠公路养护工作来维护道路的平整性及遏制病害的延续，它在区域建设中起到了较重要的助推作用；但由于我国道路建设实践工作处于转型阶段，此时的公路养护实践中依旧存在着诸多问题。比如，公路养护技术不到位、养护费用不足、养护管理不科学等问题，都是当前国省道公路养护中存在的缺失。
当前公路多采用橡胶沥青磨耗层来对公路进行保护，但是橡胶沥青在制作和施工过程中，质量难以得到保证，导致质量参差不齐，在后期公路使用中，易出现病害现象，影响公路正常交通行驶。
基于上述问题，本发明提出了一种超薄橡胶沥青磨耗层，通过合理的配比，改善沥青路面面层的抗滑性能，并能增强道路安全性能的路面材料，改善道路行车舒适性；使用橡胶沥青路面建设可消耗大量废轮胎橡胶粉,实现废轮胎资源化利用,降低黑色污染,同时又可降低交通噪声。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种超薄橡胶沥青磨耗层 ，在路面出现抗滑能力不足等病害的时候，要采用加铺超薄沥青磨耗层的方式，以提升行车舒适度，保障安全，同时降低行车噪音。
本发明提供如下技术方案：
一种路面超薄橡胶沥青磨耗层，该磨耗层包括以下组分：矿质混合料、橡胶沥青；所述矿质混合料包括粗集料、细集料、矿粉；所述粗集料为玄武岩碎石，粒径包括4-7mm，7-11mm两种范围的玄武岩碎石；细集料为为石灰岩碎石，粒径范围0-4mm；所述矿粉为石灰岩矿粉。
优选的，所述矿质混合料和橡胶沥青的质量比为100：6.5-8.5。
优选的，所述矿质混合料和橡胶沥青的质量比为100：7.4-7.6。
优选的，所述7-11mm粗集料、4-7粗集料、0-4细集料和矿粉的质量比为53-55：21-23：19-21：3-5。
优选的，所述7-11mm粗集料、4-7粗集料、0-4细集料和矿粉的质量比为54：22：20：4。
优选的，所述橡胶沥青包括基质沥青和橡胶粉，所述橡胶粉与基质沥青的质量比为20-24：100；所述橡胶粉的粒径范围为30-40目；所述橡胶沥青的针入度46，软化点63.8℃，弹性恢复率为79.5%。
优选的，所述7-11mm粗集料表观密度为3.045t/m3，压碎值为13.9%，磨耗值17.2%，磨光值为52BPN。
优选的，所述4-7mm粗集料表观密度为3.028t/m3，压碎值为13.9%，磨耗值17.2%，磨光值为48BPN。
优选的，所述0-4mm细集料砂当量63%,表观密度2.712 t/m3，含水量0.6%。
优选的，所述矿粉的视密度2.731 t/m3，塑性指数3.7，亲水指数0.6。
优选的，所述橡胶粉为利用废旧轮胎橡胶粉；利用废旧轮胎橡胶粉并辅以少量其它助剂,粉碎，压制，在260℃条件下制备新型橡塑过程以物理作用为主,通过加入橡胶粉显示出良好的熔融共混特性,进一步改变橡胶沥青的弹性模量，使其与橡胶轮胎的弹性模量接近，有利于减小行车噪音；同时使用橡胶沥青路面建设可消耗大量废轮胎橡胶粉,实现废轮胎资源化利用,降低黑色污染。
在施工作业中，磨耗层是摊铺和洒布粘油层同时进行，一方面不存在施工过程中粘层被破坏和污染的情况，另一方面沥青混合料和粘油层能够紧密结合，且粘油层在高温碾压下能够充分渗入到沥青混合料的下层空隙中，补填下层空隙，进一步提升了其抗裂性和抗松散性能。
优选的，磨耗层利用矿质混合料与橡胶沥青混合制成，橡胶粉的粒径r1和矿质混合料的粒径r2经过合理的配比，更利于骨料之间的嵌挤，橡胶粉粒径比表面积S1，矿质混合料的比表面积S2，其满足下列关系式：
S1=α·（r1r2/r1+r2）1/2；
S2=β·（r1r2/r1+r2）1/2
其中，α为粒径系数，取值范围为0.56-4.72；α为粒径系数，取值范围为0.327-5.634。
本发明中采用的粗集料性能指标如下表：
本发明中采用的细集料性能指标如下表：
本发明中采用的细集料性能指标如下表：
本发明中采用的橡胶沥青性能指标如下表：
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明一种路面超薄橡胶沥青磨耗层，利用废旧轮胎橡胶粉并辅以少量其它助剂,粉碎，压制，在260℃条件下制备新型橡塑过程以物理作用为主,通过加入橡胶粉显示出良好的熔融共混特性,增加磨耗层的高温稳定性，增强坑老化能力；同时使用橡胶沥青路面建设可消耗大量废轮胎橡胶粉,实现废轮胎资源化利用,降低黑色污染。
（2）本发明一种路面超薄橡胶沥青磨耗层，在施工作业中，磨耗层是摊铺和洒布粘油层同时进行，一方面不存在施工过程中粘层被破坏和污染的情况，另一方面沥青混合料和粘油层能够紧密结合，且粘油层在高温碾压下能够充分渗入到沥青混合料的下层空隙中，补填下层空隙，进一步提升了其抗裂性和抗松散性能。
（3）本发明一种路面超薄橡胶沥青磨耗层，磨耗层利用矿质混合料与橡胶沥青混合制成，橡胶粉的粒径r1和矿质混合料的粒径r2经过合理的配比，更利于骨料之间的嵌挤，进一步提抗裂和大变形能力，进一步提高稳定性。
（4）本发明一种路面超薄橡胶沥青磨耗层，通过橡胶沥青混合的磨耗层，并通过限定r1、r1、S1、S2之间的关系，使磨耗层具有较好的空隙率，路面空隙连通，使其与轮胎具有相近的弹性模量，进一步增加行车的舒适性和减少噪音。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明的沥青磨耗层合成级配。
图2是本发明的沥青磨耗层合成曲线。
图3是本发明的沥青磨耗层6.5油石比马歇尔试验结果。
图4是本发明的沥青磨耗层7.0油石比马歇尔试验结果。
图5是本发明沥青磨耗层7.5油石比马歇尔试验结果。
图6是本发明沥青磨耗层8.0油石比马歇尔试验结果。
图7是本发明沥青磨耗层8.5油石比马歇尔试验结果。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种路面超薄橡胶沥青磨耗层，该磨耗层包括以下组分：矿质混合料、橡胶沥青；所述矿质混合料包括粗集料、细集料、矿粉；所述粗集料为玄武岩碎石，粒径包括4-7mm，7-11mm两种范围的玄武岩碎石；细集料为为石灰岩碎石，粒径范围0-4mm；所述矿粉为石灰岩矿粉。
所述矿质混合料和橡胶沥青的质量比为100：6.5-8.5。
所述7-11mm粗集料、4-7粗集料、0-4细集料和矿粉的质量比为53-55：21-23：19-21：3-5。
所述7-11mm粗集料、4-7粗集料、0-4细集料和矿粉的质量比为54：22：20：4。
所述橡胶沥青包括基质沥青和橡胶粉，所述橡胶粉与基质沥青的质量比为20-24：100；所述橡胶粉的粒径范围为30-40目；所述橡胶沥青的针入度46，软化点63.8℃，弹性恢复率为79.5%。
所述7-11mm粗集料表观密度为3.045t/m3，压碎值为13.9%，磨耗值17.2%，磨光值为52BPN。
所述4-7mm粗集料表观密度为3.028t/m3，压碎值为13.9%，磨耗值17.2%，磨光值为48BPN。
所述0-4mm细集料砂当量63%,表观密度2.712 t/m3，含水量0.6%。
所述矿粉的视密度2.731 t/m3，塑性指数3.7，亲水指数0.6。
所述橡胶粉为利用废旧轮胎橡胶粉；利用废旧轮胎橡胶粉并辅以少量其它助剂,粉碎，压制，在260℃条件下制备新型橡塑过程以物理作用为主,通过加入橡胶粉显示出良好的熔融共混特性,进一步改变橡胶沥青的弹性模量，使其与橡胶轮胎的弹性模量接近，有利于减小行车噪音；同时使用橡胶沥青路面建设可消耗大量废轮胎橡胶粉,实现废轮胎资源化利用,降低黑色污染。
在施工作业中，磨耗层是摊铺和洒布粘油层同时进行，一方面不存在施工过程中粘层被破坏和污染的情况，另一方面沥青混合料和粘油层能够紧密结合，且粘油层在高温碾压下能够充分渗入到沥青混合料的下层空隙中，补填下层空隙，进一步提升了其抗裂性和抗松散性能。
实施例二
在实施例一的基础上，磨耗层利用矿质混合料与橡胶沥青混合制成，橡胶粉的粒径r1和矿质混合料的粒径r2经过合理的配比，更利于骨料之间的嵌挤，橡胶粉粒径比表面积S1，矿质混合料的比表面积S2，其满足下列关系式：
S1=α·（r1r2/r1+r2）1/2；
S2=β·（r1r2/r1+r2）1/2
其中，α为粒径系数，取值范围为0.56-4.72；α为粒径系数，取值范围为0.327-5.634。
本方案中采用的粗集料性能指标如下表：
本方案中采用的细集料性能指标如下表：
本方案中采用的细集料性能指标如下表：
本方案中采用的橡胶沥青性能指标如下表：
实施例三
在实施例一、二的基础上，如图1、2所示，本技术方案中超薄磨耗层合成级配及其合成曲线。
实施例四
在实施例一、二、三的基础上，如图3-7所示，采用 T0709-2000 沥青混合料马歇 尔稳定度试验方法对橡胶沥青超薄磨耗层进行残留马歇尔稳定度的测试；在60℃条件下测定磨耗层的马歇尔流只，马歇尔稳定度，根据二者的数值分别计算试件的马歇尔模数，确定最佳的油石比为：
OAC1=(8.0+7.0+7.5+7.5)/4=7.5；
OAC2=(7.0+8.0)/2=7.5；
OAC=(OAC1+OAC2)/2=7.5。
通过本发明的上述设计得到的是一种路面超薄橡胶沥青磨耗层，利用废旧轮胎橡胶粉并辅以少量其它助剂,粉碎，压制，在260℃条件下制备新型橡塑过程以物理作用为主,通过加入橡胶粉显示出良好的熔融共混特性,增加磨耗层的高温稳定性，增强坑老化能力；同时使用橡胶沥青路面建设可消耗大量废轮胎橡胶粉,实现废轮胎资源化利用,降低黑色污染；在施工作业中，磨耗层是摊铺和洒布粘油层同时进行，一方面不存在施工过程中粘层被破坏和污染的情况，另一方面沥青混合料和粘油层能够紧密结合，且粘油层在高温碾压下能够充分渗入到沥青混合料的下层空隙中，补填下层空隙，进一步提升了其抗裂性和抗松散性能；磨耗层利用矿质混合料与橡胶沥青混合制成，橡胶粉的粒径r1和矿质混合料的粒径r2经过合理的配比，更利于骨料之间的嵌挤，进一步提抗裂和大变形能力，进一步提高稳定性；通过橡胶沥青混合的磨耗层，使磨耗层具有较好的空隙率，路面空隙连通，使其与轮胎具有相近的弹性模量，进一步增加行车的舒适性和减少噪音。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
