油页岩电厂灰沥青混合料路面材料制造技术

本发明专利技术提供一种采用油页岩电厂灰代替石灰岩矿粉用于沥青混合料的路面材料，将油页岩电厂灰按照一定比例代替石灰岩矿粉，在一定温度条件下进行马歇尔击实、高温车辙、低温弯曲和水稳定性试验，其各项指标均能满足公路路面的使用要求，满足相应规范的要求。将油页岩电厂灰变废为宝，解决了油页岩电厂灰对河流、土壤和大气的严重污染问题，节约了占地，降低了公路工程造价，具有较大的经济效益、社会效益和环保效益。通过实际工程及后期检测，本发明专利技术的油页岩电厂灰沥青混合料路面材料能够满足规范的各项要求，具有良好的路用性能。且各项指标与传统的沥青混合料相当，说明本发明专利技术路面材料完全可以在实际工程中推广应用。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及一种油页岩小颗粒燃烧发电产生的飞灰的再利用，提供一种采用油页岩电厂灰代替石灰岩矿粉用于沥青混合料的路面材料，适用于各等级公路的路面面层和柔性基层，属于道路建设材料

技术介绍
：油页岩是一种固体可燃有机岩，与油砂、煤层气等资源统称为非常规油气资源，油页岩资源的主要利用方式是提炼页岩油和直接燃烧发电。21世纪随着全球油价持续高涨，油页岩资源的开发利用逐渐提升到各国能源发展规划的议程中。美国、爱沙尼亚、巴西、澳大利亚和俄罗斯等国纷纷出台政府扶持、减免相关税收等优惠政策吸引外资和国内经济力量进行油页岩资源的开发。我国油页岩资源丰富，居世界第四位，可回收页岩油资源量为120亿吨，主要分布在吉林省农安，广东茂名、辽宁抚顺等地。吉林省油页岩资源量丰富，居全国第一位。油页岩产地比较集中，主要分布在农安、桦甸、汪清罗子沟三个地区。农安油页岩资源十分丰富，占全省查明资源储量的54.5%，具有较大的资源优势。桦甸市油页岩查明资源储量5.7亿吨，潜在资源储量1.34亿吨。汪清县罗子沟油页岩储量范围为60平方公里，查明资源储量2.3亿吨，潜在资源储量8.6亿吨。目前世界各国在纷纷上马开展油页岩资源的开发、油页岩炼油和油页岩发电，但不同国家对油页岩的主要用途不同。在爱沙尼亚，油页岩主要用来发电和提炼页岩油；在巴西，油页岩主要用作运输燃料；在德国，油页岩主要用于制造水泥和建筑材料；在中国和澳大利亚，油页岩主要用于提炼页岩油和用作燃料；在俄罗斯和以色列，油页岩主要用于发电。油页岩发电会产生一定量的飞灰，即油页岩电厂灰，会造成环境污染，制约了油页岩产业的健康发展。因此，清洁、高效地利用油页岩电厂灰成为油页岩产业健康发展亟待解决的重大科技问题。油页岩电厂灰具有一定的综合利用价值，如在建材方面，可以用于制造水泥、制砖、建筑陶粒、陶瓷等；在化工方面，可以提取氧化铝、白炭黑、铁红、稀贵金属元素等；在农业方面，可以改良土壤等；在环保方面，可以做分子筛吸附剂等。但目前油页岩的综合利用途径，对油页岩的消耗量太小，不能解决油页岩生产带来的环境污染等问题，急需开展油页岩电厂灰应用量大的、新的应用方向的研究。
技术实现思路
：本专利技术提供一种油页岩电厂灰沥青混合料路面材料，该油页岩电厂灰的主要化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO，将油页岩电厂灰应用于公路路面，可消耗大量油页岩电厂灰，减少其堆放产生的污染，变废为宝，具有一定的社会效益和环境效益。本专利技术的技术解决方案如下：将油页岩电厂灰按照一定比例代替石灰岩矿粉，在一定温度条件下进行马歇尔击实、高温车辙、低温弯曲和水稳定性试验，其各项指标均能满足公路路面的使用要求，满足相应规范的要求。本专利技术的油页岩电厂灰沥青混合料路面材料，其特征是有以下物质按重量份数比制成的：油页岩电厂灰3-12、消石灰0-5、石灰岩矿粉0-6、沥青（或改性沥青）3-7、石料70-94。本专利技术油页岩电厂灰沥青混合料路面材料的制备方法，包括以下步骤：将3-12份的油页岩电厂灰、0-5份的消石灰、0-6份的石灰岩矿粉混合（油页岩电厂灰、石灰岩矿粉均满足公路相关规范对沥青混合料矿粉的技术指标要求），与70-94份的石料、3-7份的沥青（或改性沥青）同时放入160-180℃的干燥器中加热，满足加热时间后，放入可控温的搅拌锅拌和均匀。在马歇尔试验机上击实成型。按照公路相关规范要求成型，分别进行高温车辙、低温弯曲和水稳定性试验，满足规范要求的性能指标即可。以下实验表明本专利技术的使用效果：油页岩电厂灰沥青混合料路面结构，经过在鹤大高速公路小沟岭至抚松段C设计段露水河连接线上的应用，采用电厂灰：消石灰：矿粉：沥青：石料=2.03:0.22:2.25:4.9:90.6的比例，完全满足公路工程路面的技术指标要求，且各项路用性能均略优于传统的沥青混合料，修筑后相应的检测报告如下表：检测报告：油页岩电厂灰沥青混合料AC-20的油石比为4.9，高温车辙性能为2863次/mm，低温弯曲梁应变为2639με，其残留稳定度为93.87%，冻融劈裂比为91.33%，说明该沥青混合料各项技术指标均可满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ F40-2004）中对沥青路面材料的技术要求；结论：油页岩电厂灰主要成分为SiO2，高达60%左右，其活性可有效吸附沥青的油分，可以对沥青中的饱和分和芳香分有效的吸收。通过对油页岩沥青混合料进行扫描电镜、红外光谱和差示扫描热量分析，结合灰分测定、化学组分分析、紫外分光光度分析和吸光度分析，表明油页岩电厂灰中的SiO2对沥青中的轻组分有较强的吸收作用，可形成具有较好粘结性能和力学性能的沥青胶浆，防止沥青路面使用过程中轻组分的散失，抗老化性能增强，提高沥青混合料路面材料的高温性能和水稳定性，延长沥青路面的使用寿命。本专利技术的积极效果在于：将油页岩电厂灰变废为宝，解决了油页岩电厂灰对河流、土壤和大气的严重污染问题，节约了占地，降低了公路工程造价，具有较大的经济效益、社会效益和环保效益。通过实际工程及后期检测，本专利技术的油页岩电厂灰沥青混合料路面材料能够满足规范的各项要求，具有良好的路用性能。且各项指标与传统的沥青混合料相当，说明本专利技术路面材料完全可以在实际工程中推广应用。具体实施方式通过以下实施例进一步举例描述本专利技术，并不以任何方式限制本专利技术，在不背离本专利技术的技术解决方案的前提下，对本专利技术所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本专利技术的权利要求范围之内。实施例1：采用油页岩电厂灰27kg，消石灰3kg，矿粉90kg，沥青65kg，石料815kg的比例成型SMA-13路面面层沥青混合料；将油页岩电厂灰、消石灰与石灰岩矿粉混合均匀后，与石料、沥青（或改性沥青）同时放入160-180℃的干燥加热，满足加热时间后，搅拌均匀。高温车辙性能为3146次/mm，低温弯曲梁应变为3168με，残留稳定度为93.93%，冻融劈裂比为91.67%，各项指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ F40-2004）中对沥青路面材料的技术要求。实施例2：采用油页岩电厂灰87kg，消石灰3kg，矿粉30kg，沥青66kg，石料814kg的比例成型SMA-13路面面层沥青混合料。将油页岩电厂灰、消石灰与石灰岩矿粉混合均匀后，与石料、沥青（或改性沥青）同时放入160-180℃的干燥加热，满足加热时间后，搅拌均匀。检测测试结果：高温车辙性能为3026次/mm，低温弯曲梁应变为3038με，残留稳定度为92.48%，冻融劈裂比为90.28%，各项指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ F40-2004）中对沥青路面材料的技术要求。实施例3：采用油页岩电厂灰60kg，矿粉60kg，沥青49kg，石料831kg的比例成型AC-20路面面层沥青混合料。将油页岩电厂灰、消石灰与石灰岩矿粉混合均匀后，与石料、沥青（或改性沥青）同时放入160-180℃的干燥加热，满足加热时间后，搅拌均匀。检测测试结果：高温车辙性能为2063次/mm，低温弯曲梁应变为3056με，残留稳定度为89.87%，冻融劈裂比为80.33%，各项指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ F40-2004）中对沥青路面材料的技术要求。实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油页岩电厂灰沥青混合料路面材料，其特征是有以下物质按重量份数比制成的：油页岩电厂灰3‑12、消石灰0‑5、石灰岩矿粉0‑6、沥青（或改性沥青）3‑7、石料70‑94。

【技术特征摘要】
1.一种油页岩电厂灰沥青混合料路面材料，其特征是有以下物质按重量份数比制成的：油页岩电厂灰3-12、消石灰0-5、石灰岩矿粉0-6、沥青（或改性沥青）3-7、石料70-94。2. 根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：时成林，闫秋波，孙福申，邹海峰，郑克岩，史光绪，徐学纯，叶静辉，
申请(专利权)人：吉林省交通科学研究所，吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22