專利名稱：一種瀝青路面施工機械試驗用的代用料及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及瀝青路面施工機械試驗用的代用料及其生產(chǎn)工藝，特別是涉及瀝青混合料攪拌設(shè)備的攪拌器、轉(zhuǎn)運車中的螺旋攪料器、攤鋪機的螺旋布料器等熱態(tài)瀝青混合料接觸的工作裝置試驗代用料及生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
由于瀝青路面存在著諸多優(yōu)點，因而獲得越來越廣泛的應用，是高等級公路路面結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。但是，現(xiàn)行瀝青路面施工設(shè)備性能以及施工工藝還不夠完善以致已竣工的瀝青路面道路還存在返工、道路壽命達不到設(shè)計要求、以及過早出現(xiàn)滲水、翻漿、擁包、車轍、開裂、局部坑洞等病害；導致瀝青路面維護工程量大，維護費用高。所以提高路面質(zhì)量、延長瀝青混合料路面使用壽命是一個迫切的課題。要提高瀝青路面的施工質(zhì)量以達到更高的使用性能要求，應從影響路面質(zhì)量的各環(huán)節(jié)著手，采取相應措施，其中瀝青路面施工機械的作業(yè)性能好壞影響重大，對路面施工機械工作裝置進行研發(fā)改進是一條行之有效的途徑。通過對路面施工機械工作裝置進行試驗研究，獲取工作裝置的最佳參數(shù)組合，改善瀝青混合料離析問題，提高瀝青混合拌和均勻性，使熱拌瀝青混合料中粗骨料和細骨料分配均勻并且符合設(shè)計規(guī)范，提高路面質(zhì)量，延長瀝青混合料路面使用壽命，大大地減少道路維護費用，將帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
權(quán)威部門統(tǒng)計表明，采用轉(zhuǎn)運車進行攤鋪施工的瀝青路面可使長期維修費用節(jié)省95％、瀝青路面壽命延長40％，同時大大提高道路的使用率，由此而創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟和社會效益！由此可見，僅就對瀝青轉(zhuǎn)運車這一機械產(chǎn)品的研發(fā)就可產(chǎn)生如此可觀的經(jīng)濟社會效益。因此，開展對路面施工機械的研發(fā)工作，來指導國產(chǎn)工程機械的研究方向和生產(chǎn)設(shè)計，是我國筑路機械行業(yè)發(fā)展的當務(wù)之急。
目前進行路面施工機械工作裝置試驗時只能用熱態(tài)瀝青混合料或干料代用料(即集料)，但它們都存在各自致命的不足。
在進行路面施工機械工作裝置試驗時，若使用熱態(tài)瀝青混合料進行試驗，則存在以下幾點不足之處(1)熱態(tài)瀝青混合料不可循環(huán)利用，試驗的重復性受到極大的限制。另外，熱態(tài)瀝青混合料做完一次實驗后，由于溫度下降而變?yōu)楣虘B(tài)，無法再用于第二次實驗中，造成大量瀝青混合料的浪費，同時大大增加了試驗的實際工作量(試驗完畢后需處理大量的固態(tài)瀝青混合料)。
(2)溫度控制困難。由于瀝青混合料各項性能與溫度息息相關(guān)，實驗過程要求溫度維持恒定，給具體試驗操作帶來不便，延緩試驗進程。
(3)試驗場地受到限制。由于熱態(tài)瀝青混合料的不可循環(huán)利用和混合料溫度的要求，所以試驗時需要大量的熱態(tài)瀝青混合料，試驗場地只能局限于瀝青攪拌站附近。
在進行路面施工機械工作裝置試驗時，若使用干料代替熱態(tài)瀝青混合料進行試驗，雖然較好地解決了熱態(tài)瀝青混合料所遇到的試驗重復性及溫度的難題，但它將面臨如下問題(1)試驗結(jié)果偏差較大。干料的流動性無法完全真實地反映熱態(tài)瀝青混合料的流動性，試驗結(jié)果與真實結(jié)果存在較大的偏差。
(2)由于干料的流動性遠不比及熱態(tài)瀝青混合料的流動性，試驗過程中容易出現(xiàn)“卡死”現(xiàn)象。
(3)礦粉損失嚴重，且污染環(huán)境。用干料進行試驗時礦粉飛揚，造成試驗環(huán)境污染嚴重。
綜上所述，在進行路面施工機械工作裝置試驗時，不管是熱態(tài)瀝青混合料，還是干料代用料，都存在著各自致命的問題。所以研制一種即能完全真實地類同于熱態(tài)瀝青混合料又能克服其致命問題的試驗代用料，是一項非常迫切的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種瀝青路面施工機械試驗用的代用料及其生產(chǎn)工藝，所述代用料在常溫下其流動性完全真實地類同于熱態(tài)瀝青混合料，即在瀝青路面施工機械工作裝置中的流動情況完全真實地類同于熱態(tài)瀝青混合料在其中的流動情況，試驗結(jié)果可真實地反映用熱態(tài)瀝青混合料進行試驗時的結(jié)果；同時該代用料又可以重復使用，無需考慮溫度控制問題，試驗場地不受局限；試驗過程中不會出現(xiàn)“卡死”現(xiàn)象，礦粉損失少，對試驗環(huán)境污染?。磺页杀镜?，容易清洗。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案之一是，所述瀝青路面施工機械試驗用的代用料生產(chǎn)工藝為a.用料礦石集料采用與符合標準的瀝青混合料所用礦料級配相同的礦料級配；潤滑油采用在規(guī)定的階段溫度條件下與符合標準的相應標號瀝青粘度值相同或不低于該值5％的機械潤滑油；b.制料按油石質(zhì)量比為2.5％～3.5％將上述潤滑油和礦石集料混合均勻，成為潤滑油混合料；c.在15℃～35℃條件下，對所述潤滑油混合料進行準坍落度試驗，并通過調(diào)整石油比，使坍落度值達到實際瀝青混合料的目標坍落度值，此時的物料即為所述代用料。
在所述c項的油石比調(diào)整中，還可加入能使所述潤滑油混合料的坍落度值達到目標坍落度值的增粘劑。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案之二是，所述瀝青路面施工機械試驗用的代用料由與符合標準的瀝青混合料所用礦料級配相同礦料和潤滑油按油石質(zhì)量比為2.5％～3.5％的比例均勻混合而成，所述潤滑油為在規(guī)定的階段溫度條件下與符合標準的相應標號瀝青粘度值相同或不低于該粘度值5％的機械潤滑油。還可在物料(混合料)中加入增粘劑。
以下對本發(fā)明做出進一步說明。
本發(fā)明的技術(shù)方案中所述“符合標準的瀝青混合料所用礦料級配”是指符合國家標準GBJ-92-86或交通部標準公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ032-94)的規(guī)定，即本發(fā)明所述礦料級配是指在該二個標準規(guī)定范圍內(nèi)的級配。例如GBJ-92-86中規(guī)定的瀝青混凝土混合料的礦料級配類型LH-35、LH-30、LH-25、LH-20、LH-15、LH-10、LH-5等；GBJ-92-86中規(guī)定的瀝青碎石混合料的礦料級配類型LS-35、LS-30、LS-25、LS-20、LS-15、LS-10、等；交通部標準公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ032-94)針對圓孔篩而規(guī)定的LH-40I、LH-40II、LH-35I、LH-35II、LH-30I、LH-30II、LH-25I、LH-25II、LH-20I、LH-20II、LH-15I、LH-15II、LH-10I、LH-10II、LH-5I、LS-50、LS-40、LS-35、LS-30、LS-25、LS-20、LS-15、LS-10、LK-15A、LK-15B、LK-20等；交通部標準公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ032-94)針對方孔篩而規(guī)定的AC-30I、AC-30II、AC-20I、AC-20II、AC-16I、AC-16II、AC-13I、AC-13II、AC-10I、AC-10II、AC-5I、AM-40、AM-30、AM-25、AM-20、AM-16、AM-16、AM-13、AM-10、AK-13A、AK-13B、AK-16等等。
本發(fā)明所述“符合標準的相應標號瀝青”中的標準(即瀝青標號標準)是指國家標準GBJ-92-86及國家交通部標準公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ032-94)；即所述瀝青標號從符合這些標準規(guī)定的技術(shù)要求的標號中選取，也可從其它一些國家的標準中選取。例如，選用我國重交通量石油瀝青的技術(shù)要求(GBJ-92-86)中規(guī)定的AH-160、AH-120、AH-90、AH-70和AH-50等，中輕交通量道路石油瀝青的技術(shù)要求(JTJ032-94)中規(guī)定的A-200、A-180、A-140、A-100甲、A-100乙、A-60甲和A-60乙等；美國路面建筑用針入度級粘稠瀝青標準(ANST/ASTM D946-74)中規(guī)定的45～50、60～70、85～100、120～150、200～300等；聯(lián)邦德國道路石油瀝青技術(shù)標準(DIN 1995-1980)中規(guī)定的B300、B200、B80、B65、B45、B25、B15等；英國粘稠道路瀝青技術(shù)標準(BS 3690-1970)中規(guī)定的15pen、25pen、35pen、70pen、100pen、200pen、300pen、500pen等；法國粘稠瀝青技術(shù)標準(NF T65-001-1979)中規(guī)定的180/220、80/100、60/70、40/50、20/30等等。
本發(fā)明所述“規(guī)定的階段溫度”是指熱瀝青混合料溫度按照交通部標準公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ032-94)規(guī)定的瀝青混合料各階段溫度控制(見表1)進行取值。例如，若進行AH-70瀝青混合料攪拌設(shè)備的攪拌器研發(fā)試驗，則從溫度范圍150℃～170℃中取值；若進行AH-70瀝青混合料轉(zhuǎn)運車中的螺旋攪料器研發(fā)試驗，則取從溫度范圍130℃～165℃中取值；若進行瀝青混凝土攤鋪機中的螺旋布料器研發(fā)試驗，則取從溫度范圍120℃～150℃中取值。
表1 熱拌瀝青混合料的各階段溫度控制(單位℃)


注施工溫度與瀝青品種及標號有關(guān)，較稠的瀝青使用靠近高限，較稀的瀝青可靠近低限；本發(fā)明所述潤滑油包括中負荷工業(yè)齒輪油(符合GB 5903-86)、QB汽油機潤滑油(符合GB 485-84)、CA柴油機油(符合GB5323-85)、普通車輛齒輪油(符合ZBE 34006-87)、工業(yè)齒輪油(符合SY 1172-80)、導軌油(符合SY1228-82)。
本發(fā)明所述增粘劑包括符合標準SH0389-92的增粘劑T601聚乙烯基正丁基醚、T602聚甲基丙烯酸酯、T603聚異丁烯、T603A聚異丁烯、T603B聚異丁烯、T603C聚異丁烯、T603D聚異丁烯、T611乙丙共聚物、T612乙丙共聚物(6.5％濃度)、T612A乙丙共聚物(8.5％濃度)、T613乙丙共聚物(11.5％濃度)、T614乙丙共聚物(13.5％濃度)、T631聚丙烯酸酯。
本發(fā)明所述準坍落度試驗和坍落度試驗按照國家標準GBJ80-85的規(guī)范進行。
本發(fā)明經(jīng)過深入理論分析確定初步技術(shù)方案，尋找出在常溫下可替代熱態(tài)瀝青混合料的材料，并進行反復的真實模擬路面施工機械工作裝置的優(yōu)化試驗，得以實現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明依據(jù)材料流變學原理，確定熱態(tài)瀝青的最佳代替材料為機械潤滑油，并適當時采用增粘劑；依據(jù)瀝青混合料的流動性指標，確定最佳熱態(tài)瀝青混合料代用料。
由以上可知，本發(fā)明為一種瀝青路面施工機械試驗用的代用料及其生產(chǎn)工藝，該工藝生產(chǎn)的代用料在常溫下其流動性完全真實地類同于熱態(tài)瀝青混合料，即在瀝青路面施工機械工作裝置中的流動情況完全真實地類同于熱態(tài)瀝青混合料在其中的流動情況，試驗結(jié)果可真實地反映用熱態(tài)瀝青混合料進行試驗時的結(jié)果；同時該代用料又可以重復使用，無需考慮溫度控制問題，試驗場地不受局限；試驗過程中不會出現(xiàn)“卡死”現(xiàn)象，礦粉損失少，對試驗環(huán)境污染??；且成本低，容易清洗。本發(fā)明代用料的應用可大大地加快瀝青路面施工機械工作裝置試驗進程，盡早獲得瀝青路面施工機械工作裝置的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)組合，縮短瀝青路面施工機械的產(chǎn)品更新?lián)Q代周期，使得瀝青混合料離析問題獲得盡早地改善或解決，從而使許多瀝青路面病害盡早地減少或消除，大大地減少了道路維護費用，將帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
具體實施例方式
實施例1制備135℃瀝青混合料(瀝青標號為東海牌AH-70，礦料級配為AC-20I)的常溫(25℃)試驗代用料。
從相關(guān)標準得到東海牌AH-70瀝青在135℃下的粘度值為0.44Pa·s。故把0.44Pa·s作為目標粘度值。
通過對135℃熱瀝青混合料做準坍落度實驗，獲得目標坍落度值為189mm。
依照目標粘度值0.44Pa·s，選定一種25℃時粘度與之最為接近的潤滑油，即從GB 5903-1995中選定代號為N220(即ISO粘度等級為220)的中負荷工業(yè)閉式齒輪油(即L-CKC220)。實際上選定的潤滑油只要是粘度略小于0.44Pa·s的所有潤滑油皆可。
把潤滑油L-CKC220與級配為AC-20I的礦料按油石比為3％攪拌均勻，構(gòu)成潤滑油混合料。
往潤滑油混合料中添加占潤滑油質(zhì)量1％的粘度指數(shù)改進劑(增粘劑)T602聚甲基丙烯酸酯依照目標坍落度值189mm，在25℃氣溫下通過調(diào)整油石比對潤滑油混合料進行多次準坍落度實驗，直到實驗結(jié)果的坍落度值達到目標坍落度值189mm為止，此時的油石比(1∶18)即為最終代用料的油石比。
由此獲得的135℃東海牌AH-70瀝青混合料(AC-20I)的一種常溫(25℃)試驗代用料為T602聚甲基丙烯酸酯+L-CKC220+礦料(AC-20I)，它們的質(zhì)量比為1∶100∶1800。
實施例2準坍落度實驗。
1、目的及使用范圍1)測定混合料的坍落度，用以評定混合料的施工和易性。必要是，也可用于評定混合料和易性隨拌和物停置時間的變化。
2)適用于骨料最大粒徑不超過40mm，坍落度10mm～230mm的塑性和流動性混合料。
2、儀器設(shè)備1)坍落度筒用2mm～3mm厚的鐵皮制成，筒內(nèi)壁必須光滑；2)300mm鋼尺2把、40mm孔徑篩、裝料漏斗、鏝刀、小鐵鏟、溫度計等。
3、實驗步驟1)將混合料拌制均勻。若骨料粒徑超過40mm，應采用濕篩法剔除，亦可用人工剔除。
2)將坍落度筒沖洗干凈并保持濕潤，放在測量用的鋼板上，雙腳踏緊踏板。
3)將混合料用小鐵鏟通過裝料漏斗裝入筒內(nèi)，待裝入的混合料略高于筒口時，取下裝料漏斗，用鏝刀將混合料沿筒口抹平，并清除筒外周圍的混合料。
4)將坍落度筒徐徐豎直提起，輕放于試樣旁邊。當試樣不再繼續(xù)坍落時，用鋼尺量出試樣頂部中心點與坍落度桶高度之差，即為坍落度值，準至1mm。
5)整個準坍落度實驗應連續(xù)進行，并應在2分鐘至3分鐘內(nèi)完成。
6)若混合料試樣發(fā)生一邊坍陷或剪切，則該次實驗作廢，應取另一部分試樣重作實驗。
權(quán)利要求
1.一種瀝青路面施工機械試驗用的代用料生產(chǎn)工藝，其特征是，該工藝為a.用料礦石集料采用與符合標準的瀝青混合料所用礦料級配相同的礦料級配；潤滑油采用在規(guī)定的階段溫度條件下與符合標準的相應標號瀝青粘度值相同或不低于該值5％的機械潤滑油；b.制料按油石質(zhì)量比為2.5％～3.5％將上述潤滑油和礦石集料混合均勻，成為潤滑油混合料；c.在15℃～35℃條件下，對所述潤滑油混合料進行準坍落度實驗，并通過調(diào)整石油比，使坍落度值達到實際瀝青混合料的目標坍落度值，此時的物料即為所述代用料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青路面施工機械試驗用的代用料生產(chǎn)工藝，其特征是，在所述c項的油石比調(diào)整中，加入能使所述潤滑油混合料的坍落度值達到目標坍落度值的增粘劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青路面施工機械試驗用的代用料生產(chǎn)工藝，其特征是，所用礦料級配標準為國家標準GBJ-92-86或交通部標準公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ032-94)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青路面施工機械試驗用的代用料生產(chǎn)工藝，其特征是，所用瀝青標號標準為國家標準GBJ-92-86及國家交通部標準公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ032-94)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青路面施工機械試驗用的代用料生產(chǎn)工藝，其特征是，所述規(guī)定的階段溫度是指國家交通部標準JTJ032-94規(guī)定的階段溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青路面施工機械試驗用的代用料生產(chǎn)工藝，其特征是，所述機械潤滑油包括中負荷工業(yè)齒輪油(符合GB 5903-86)、QB汽油機潤滑油(符合GB 485-84)、CA柴油機油(符合GB 5323-85)、普通車輛齒輪油(符合ZBE 34006-87)、工業(yè)齒輪油(符合SY 1172-80)、導軌油(符合SY1228-82)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的瀝青路面施工機械試驗用的代用料生產(chǎn)工藝，其特征是，所述增粘劑包括符合標準SH0389-92的增粘劑T601聚乙烯基正丁基醚、T602聚甲基丙烯酸酯、T603聚異丁烯、T603A聚異丁烯、T603B聚異丁烯、T603C聚異丁烯、T603D聚異丁烯、T611乙丙共聚物、T612乙丙共聚物(6.5％濃度)、T612A乙丙共聚物(8.5％濃度)、T613乙丙共聚物(11.5％濃度)、T614乙丙共聚物(13.5％濃度)、T631聚丙烯酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青路面施工機械試驗用的代用料生產(chǎn)工藝，其特征是，所述準坍落度試驗和坍落度試驗按照國家標準GBJ80-85的規(guī)范進行。
9.一種瀝青路面施工機械試驗用的代用料，其特征是，該代用料由與符合標準的瀝青混合料所用礦料級配相同礦料和潤滑油按油石質(zhì)量比為2.5％～3.5％的比例均勻混合而成，所述潤滑油為在規(guī)定的階段溫度條件下與符合標準的相應標號瀝青粘度值相同或不低于該粘度值5％的機械潤滑油。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青路面施工機械試驗用的代用料，其特征是，在物料中加入增粘劑。
全文摘要
一種用于瀝青路面施工機械試驗的代用料及生產(chǎn)工藝，該工藝是，礦石集料采用與符合標準的瀝青混合料所用礦料級配相同的礦料級配；采用在規(guī)定的階段溫度條件下與符合標準的相應標號瀝青粘度值相同或不低于該值5％的機械潤滑油；按油石質(zhì)量比為2.5％～3.5％將上述潤滑油和礦石集料混合均勻，成為潤滑油混合料；在15℃～35℃條件下，對所述潤滑油混合料進行準坍落度實驗，并通過調(diào)整石油比，使坍落度值達到實際瀝青混合料的目標坍落度值，即為所述代用料。本發(fā)明的代用料常溫下可真實模擬熱瀝青混合料的流動性，且可重復使用，無需考慮溫度控制問題，試驗場地不受局限；不會出現(xiàn)“卡死”現(xiàn)象，礦粉損失少，對試驗環(huán)境污染小；且成本低，容易清洗。
文檔編號E01C7/08GK1563585SQ20041002306
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者李自光, 游張平, 何志勇, 李萬莉, 朱福民, 顏榮慶, 周小峰 申請人:長沙理工大學