一种高强度高耐磨的沥青混凝土及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及路面材料领域，具体公开了一种高强度高耐磨的沥青混凝土及其制备方法和应用。本发明专利技术所述的沥青混凝土包括如下质量份数的原料组分：木质素碳改性赤泥基沥青15

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高耐磨的沥青混凝土及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及路面材料领域，具体公开了一种高强度高耐磨的沥青混凝土及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着我国城市建设的高速发展，修筑公路，桥梁成为我国基建发展的重要一环，作为路面材料，不仅需要有优异的力学性能和长使用寿命，还需要有更好的耐磨性能。传统的沥青路面力学性能差，抗压强度和抗折强度低，疲劳寿命短，无法满足道路需求，且在经历一段时间服役后，在一系列恶劣的环境（紫外光照射、极端低温、连续超重行车载荷）的作用下，会出现裂缝和老化的路面问题，且随着长时间的车辆荷载的作用，路面表层会产生变形。
[0003]有报道采用沥青混凝土代替沥青作为路面材料，沥青混凝土俗称沥青砼，人工选配具有一定级配组成的矿料，碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等，与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料，沥青混凝土兼具了沥青和混凝土的优点，力学性能更强，抗压能力更好，且不会轻易出现裂缝，耐候性更好。但是，目前现有技术中沥青混凝土的稳定性不佳，在使用一段时间后粘结性变差，在长时间重压负载下，沥青混凝土的表面容易变得坑坑洼洼，容易形成积水，降低其力学性能以及耐磨性能，进而大大降低沥青混凝土整体的使用寿命。因此，研发一种高强度高耐磨的沥青混凝土对于路面材料的发展具有重要意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中，路面所用沥青混凝土稳定性不佳，在长时间使用后力学性能以及耐磨性能变差从而导致整体使用寿命降低的问题，本专利技术提供了一种高强度高耐磨的沥青混凝土及其制备方法和应用。
[0005]为达到上述专利技术目的，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术第一方面提供了一种高强度高耐磨的沥青混凝土，包括如下质量份数的原料组分：木质素碳改性赤泥基沥青15
‑
20份，玻璃钢
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橡胶复合材料10
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15份，硅藻土20
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30份，石英砂15
‑
20份，高炉钢渣10
‑
15份，碎石80
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90份和水20
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40份。
[0006]相比于现有技术，本专利技术提供了一种高强度高耐磨的沥青混凝土，本专利技术以木质素碳改性赤泥基沥青为沥青原料，在普通沥青的基础上添加赤泥，提高了沥青的软化点，降低了沥青的针入度，二者共混所得赤泥基沥青具有高温度敏感性和高温稳定性能，而木质素碳的引入，则赋予了赤泥基沥青高温抗车辙能力，避免了在高温以及车辆负载的反复作用下，沥青混凝土表层压密变形问题的出现，从而进一步提高了沥青混凝土的高温稳定性能；且木质素碳的引入，更有利于沥青原料与硅藻土的结合，有利于提高沥青混凝土的耐疲劳寿命以及抗压强度，对于沥青混凝土的耐低温性能也有所改善。
[0007]为进一步提高沥青混凝土的稳定性，本专利技术还采用了玻璃钢
‑
橡胶复合材料。相比
于现有技术中所用粘结剂或单一胶凝材料，本专利技术将废弃玻璃钢纤维与废胶粉结合，利用废胶粉包裹玻璃钢，来增强所述沥青混凝土的强度和韧性，且二者都为废弃物，可大大缓解固废处理压力。而高炉钢渣的添加在增强沥青混凝土力学性能的同时，也提高了其耐磨性能，避免了因长时间使用而导致的路面变滑问题的出现。本专利技术通过多种原料组分的复配，制备得到一种高强度高耐磨的沥青混凝土，有效解决了现有技术中路面所用沥青混凝土稳定性不佳，在长时间使用后力学性能以及耐磨性能变差，从而导致整体使用寿命降低的问题。
[0008]优选的，所述石英砂的粒径为1
‑
2mm。
[0009]优选的，所述碎石的粒径≤50目。
[0010]优选的，所述木质素碳改性赤泥基沥青的制备方法，包括如下步骤：S1、将木质素于500℃
‑
700℃的温度下碳化1.5h
‑
2h，得木质素碳；S2、将沥青加热至110℃
‑
120℃，保温20min
‑
30min，向其中加入赤泥和海藻酸盐，搅拌0.5h
‑
1h，得赤泥基沥青；S3、将所述木质素碳加入所述赤泥基沥青中，混合均匀，加热至145℃
‑
150℃，保温1h
‑
2h，得所述木质素碳改性赤泥基沥青。
[0011]本专利技术以木质素碳改性赤泥基沥青为沥青原料，在普通沥青的基础上添加赤泥，提高了沥青的软化点，降低了沥青的针入度，二者共混所得赤泥基沥青具有高温度敏感性和高温稳定性能，再经木质素碳改性，赋予了赤泥基沥青高温抗车辙能力，进一步提高了沥青混凝土的高温稳定性能，且木质素碳的引入，更有利于沥青原料与硅藻土的结合，从而提高沥青混凝土的耐疲劳寿命以及抗压强度，对于沥青混凝土的耐低温性能也有所改善。
[0012]进一步优选的，所述海藻酸盐为海藻酸钠。
[0013]进一步优选的，所述赤泥为拜耳法赤泥。
[0014]进一步优选的，S2中，所述沥青、赤泥和海藻酸盐的质量比为1:1
‑
1.2:0.05
‑
0.1。
[0015]进一步优选的，S3中，所述木质素碳和所述赤泥基沥青的质量比为1:10
‑
15。
[0016]优选的，所述玻璃钢
‑
橡胶复合材料包括质量比为1:1
‑
2的废玻璃钢纤维和废胶粉。
[0017]优选的，所述玻璃钢
‑
橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：将所述废胶粉溶于氧化液中，加入硅烷偶联剂和所述废玻璃钢纤维，混合均匀，得所述玻璃钢
‑
橡胶复合材料。
[0018]本专利技术将废弃玻璃钢纤维与废胶粉结合，利用废胶粉包裹玻璃钢，来增强所述沥青混凝土的强度和韧性，且二者都为废弃物，可大大缓解固废处理压力。
[0019]进一步优选的，所述废玻璃钢纤维的粒径≤1mm。
[0020]废玻璃钢纤维具有良好的拉伸强度和耐腐蚀性，且富有弹性，是一种力学性能优异的材料，可以为沥青混凝土提高韧性和耐腐蚀性能。
[0021]进一步优选的，所述氧化液为质量浓度30%
‑
50%的过氧化氢溶液。
[0022]进一步优选的，所述硅烷偶联剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
巯丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种或两种。
[0023]进一步优选的，所述废胶粉与氧化液的质量比为1:3
‑
5。
[0024]进一步优选的，所述废胶粉、硅烷偶联剂和废玻璃钢纤维的质量比为1:0.1
‑
0.2:
1。
[0025]优选的，所述高炉钢渣包括如下质量百分含量的组分：SiO2：25%
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32%，CaO：20%
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25%，MgO：14%
‑
21%，M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度高耐磨的沥青混凝土，其特征在于：包括如下质量份数的原料组分：木质素碳改性赤泥基沥青15
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20份，玻璃钢
‑
橡胶复合材料10
‑
15份，硅藻土20
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30份，石英砂15
‑
20份，高炉钢渣10
‑
15份，碎石80
‑
90份和水20
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40份。2.如权利要求1所述的高强度高耐磨的沥青混凝土，其特征在于：所述木质素碳改性赤泥基沥青的制备方法，包括如下步骤：S1、将木质素于500℃
‑
700℃的温度下碳化1.5h
‑
2h，得木质素碳；S2、将沥青加热至110℃
‑
120℃，保温20min
‑
30min，向其中加入赤泥和海藻酸盐，搅拌0.5h
‑
1h，得赤泥基沥青；S3、将所述木质素碳加入所述赤泥基沥青中，混合均匀，加热至145℃
‑
150℃，保温1h
‑
2h，得所述木质素碳改性赤泥基沥青。3.如权利要求2所述的高强度高耐磨的沥青混凝土，其特征在于：S2中，所述沥青、赤泥和海藻酸盐的质量比为1:1
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1.2:0.05
‑
0.1；和/或S3中，所述木质素碳和所述赤泥基沥青的质量比为1:10
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15。4.如权利要求1所述的高强度高耐磨的沥青混凝土，其特征在于：所述玻璃钢
‑
橡胶复合材料包括质量比为1:1
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2的废玻璃钢纤维和废胶粉。5.如权利要求4所述的高强度高耐磨的沥青混凝土，其特征在于：所述玻璃钢
‑
橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：将所述废胶粉溶于氧化液中，加入硅烷偶联剂和所述废玻璃钢纤维，混合均匀，得所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂敬柴，赵艺爽，
申请(专利权)人：河北磊得新型建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：