[發明專利]一種水玻璃改性瀝青混合料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011104802.9
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112358235A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 何秄僷;何曉鳴;程英偉
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;C04B20/10
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 吳靜

本發明屬于路面建設技術領域，具體涉及一種水玻璃改性瀝青混合料的制備方法，包括如下步驟：1）采用液體水玻璃沖洗或者浸漬礦質集料；2）將沖洗或者浸漬后的礦質集料置于空氣中凝結硬化；3）將凝結硬化后的礦質集料與瀝青通過熱拌或溫拌得到水玻璃改性瀝青混合料。本發明還提供一種水玻璃改性瀝青混合料，是采用上述的制備方法制備而成。本發明還提供上述的水玻璃改性瀝青混合料在路面建設中的應用。本發明采用液體水玻璃沖洗或者浸漬礦質集料，不僅可以洗干凈礦質集料，且水玻璃溶液能滲入礦質集料的縫隙和孔隙中，經凝結硬化形成的硅凝膠能堵塞毛細孔通道，能夠提高材料的密實度、強度、抗滲性、抗凍性、及耐水性、抗風化能力。

技術領域

本發明屬于路面建設技術領域，具體涉及一種水玻璃改性瀝青混合料及其制備方法和應用。

背景技術

瀝青混合料是瀝青與不同組成的礦質集料的混合物。瀝青混合料經拌和、攤鋪、碾壓密實后，形成瀝青混合料路面。瀝青混合料路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪聲低、施工期短、養護維修便捷等優點，而被廣泛的應用于道路工程之中。

瀝青因固有特性使其在作為瀝青混合料膠結材料時，對混合料中的礦質集料有較強的選擇性，表現為：瀝青與堿性集料（鈣質石料）具有較強的結合力，而與酸性集料（硅質石料）結合力差。當石料中的二氧化硅含量大于65%時為酸性石料，二氧化硅含量小于52%時為堿性石料，二氧化硅含量在52-65%之間則為中性石料，石料的酸堿性決定其強度、抗磨耗性和耐久性等品質。然而，在瀝青路面中，瀝青混合料的結合力決定其強度與剛度、穩定性與耐久性、抗磨耗性與行車安全性等。

現代高等級路面為保證高速行車的安全，對抗滑性提出更高要求。為保持抗滑層經行車后，摩擦系數不致很快衰降，必須采用高強耐磨的巖石軋制的集料，這類巖石中多為酸性石料，因此，提高瀝青與酸性石料的粘附性就成為當前一個更為突出的問題。目前，改善瀝青與集料的粘附性的一般方法有：①摻加無機類材料，活化集料表面；②摻加有機酸類，提高瀝青活性；③摻加重金屬皂類，降低瀝青與集料的界面張力；以上這些方法都能在一定程度上提高瀝青和集料的粘附性，但是只能應用于輕、中交通量路面。

現有的瀝青混合料路面也存在著許多的不足，如其路面結構強度較低，耐老化性較差，抵抗水害能力差，設計使用年限較短等。特別是瀝青路面的慎水性，表現在兩個方面：其一是瀝青混合料遇水易產生石料與瀝青膠結料的剝離現象，進而造成瀝青路面的裂縫、松散、坑槽，以致破壞；其二是瀝青混合料的凍融性，在滲水的條件下，冬天瀝青混合料中的水分將結冰而膨脹，春天將融化而破壞。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種水玻璃改性瀝青混合料及其制備方法和應用，能夠有效地提高瀝青混合料的粘結力，增加瀝青混合料的強度、剛度、整體性、抗磨耗性和耐久性，以及提高瀝青混合料抗水害能力，可以用于重交通道路和特重交通道路。

為實現上述目的，本發明的技術方案為一種水玻璃改性瀝青混合料的制備方法，包括如下步驟：

1）采用液體水玻璃沖洗或者浸漬礦質集料；

2）將沖洗或者浸漬后的礦質集料置于空氣中凝結硬化；

3）將凝結硬化后的礦質集料與瀝青通過熱拌或溫拌得到水玻璃改性瀝青混合料。

進一步地，步驟1）中采用的液體水玻璃的模數為2.2～3.0，密度為1.3～1.5g/cm³。

進一步地，步驟1）中采用的液體水玻璃中加入有12%～15%的固化劑。

更進一步地，所述固化劑為氟硅酸鈉。

進一步地，所述礦質集料包括石灰巖、玄武巖、安山巖、片麻巖、砂巖、花崗巖、石英巖中的至少一種。

進一步地，步驟3）中瀝青與凝結硬化后的礦質集料的油石比為4～6%。