專利名稱：人行道鋪筑用木質(zhì)瀝青混合料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及一種以回收木材為原料，經(jīng)破碎、預(yù)處理后作為混合料集料，制備的新 型人行道路面材料，并涉及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)的木材加工和木制品制造行業(yè)，每年都有大量的邊角料和木屑產(chǎn)生，大部分 都作為廢棄物傾倒或焚燒作為能源，既浪費(fèi)資源也不利于環(huán)境保護(hù)?！皬U棄物”是“放錯(cuò)了 地方的資源”，只要我們合理利用，仍是一種“資源”，木質(zhì)廢棄物亦不例外。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每 年產(chǎn)生的廢棄木材約為6000萬(wàn)t，折合木材8500萬(wàn)m3。因此，如何利用好木質(zhì)廢棄物成為 擺在我們面前的重要課題，具有重要意義。早在19世紀(jì)早期，美國(guó)和加拿大曾大規(guī)模采用原生木砌塊修筑路面，砌塊經(jīng)過(guò)浙 青浸漬處理，具有一定的防腐、阻燃效果。日本資源短缺，而森林資源相對(duì)豐富，在對(duì)木材的回收利用方面，取得了令人矚目 的成果。他們?cè)谀举|(zhì)鋪面方面的探索應(yīng)用，尤其值得借鑒。這種路面形式材料一般采用材質(zhì) 均勻，有一定強(qiáng)度的松木，加工的粒徑小于1cm，平面呈片狀。根據(jù)是否有車輛荷載，路面結(jié) 構(gòu)形式分為兩種對(duì)于無(wú)車輛荷載的路面，直接在碎石基層上鋪筑木質(zhì)罩面；有車輛荷載 時(shí)，在碎石基層上加鋪一層厚度40 50cm的浙青混合料，以提高其承載能力。施工時(shí)，將 木塊加入拌合鍋，加入結(jié)合料(聚氨酯及固化劑)，攪拌均勻，由專用工具載至現(xiàn)場(chǎng)，攤鋪， 振動(dòng)壓實(shí)成型。目前，由于尺寸、應(yīng)用、成本等原因，沒(méi)有得到推廣和持久應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種自重輕，變形性能和熱力學(xué)性能良好， 高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性高的人行道鋪筑用木質(zhì)浙青混合料。解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案由下述質(zhì)量份配比的原料制成
基質(zhì)浙青5. 0 9. 0份
粗木質(zhì)集料10. 0 18. 0 份
細(xì)木質(zhì)集料5. 0 15. 0 份
礦粉8. 0 15. 0 份
TPS改性劑0. 5 1. 5份
上述的粗木質(zhì)集料是粒徑為大于4.75mm小于等于16mm的破碎松木，其中粒徑大于4. 75mm小于等于9. 5mm的粗木質(zhì)集料與粒徑大于9. 5mm小于等于13. 2mm的粗木質(zhì)集料、
粒徑大于13. 2mm小于等于16mm的粗木質(zhì)集料的質(zhì)量比為8 9 3 ；細(xì)木質(zhì)集料是粒徑 大于0. 6mm小于等于4. 75mm的破碎刨花板木屑，其中粒徑大于0. 6mm小于等于1. 18mm的 細(xì)木質(zhì)集料與粒徑大于1. 18mm小于等于2. 36mm的細(xì)木質(zhì)集料、粒徑大于2. 36mm小于等于 4. 75mm的細(xì)木質(zhì)集料的質(zhì)量比為9 23 56 ；礦粉是由石灰?guī)r經(jīng)磨細(xì)加工成粒徑小于等 于0. 6mm的礦物質(zhì)粉末；TPS改性由西安華澤道路材料有限公司提供。
本發(fā)明的木質(zhì)浙青混合料最佳由下述質(zhì)量份配比的原料制成基質(zhì)浙青7.0份粗木質(zhì)集料16.0份細(xì)木質(zhì)集料8. 8份礦粉10. 5 份TPS 改性劑1.05 份上述人行道鋪筑用木質(zhì)浙青混合料的制備方法為1、木材的破碎將家具加工廠回收的松木塊用刨片機(jī)破碎成粒徑大于4. 75mm小于等于16mm的木 屑，得到粗木質(zhì)集料，刨花板用破碎機(jī)破碎成粒徑大于0. 6mm小于等于4. 75mm的木屑，得到 細(xì)木質(zhì)集料。2、破碎木質(zhì)集料的預(yù)處理在真空度為0. 2 0. 3kPa、溫度為25 70°C條件下，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% 40% 的酚醛樹脂溶液浸泡破碎的細(xì)木質(zhì)集料和粗木質(zhì)集料各30 120分鐘，撈出置于恒溫干燥 箱中180°C干燥12小時(shí)以上，待用。3、混合料的拌合取上述質(zhì)量份配比的原料，將基質(zhì)浙青加熱至160°C，拌合鍋升溫至180°C，加入 TPS改性劑，加熱2 3分鐘，依次加入粗木質(zhì)集料、細(xì)木質(zhì)集料、基質(zhì)浙青、礦粉，180°C拌合 3 5分鐘。本發(fā)明的破碎木質(zhì)集料的預(yù)處理步驟2中，最佳在真空度為0. 2 0. 3kPa、溫度 為25°C條件下，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的酚醛樹脂溶液浸泡破碎的細(xì)木質(zhì)集料和粗木質(zhì)集料 各30分鐘，撈出置于恒溫干燥箱中180°C干燥12小時(shí)以上，待用。本發(fā)明的木質(zhì)浙青混合料，以回收木材為原料，經(jīng)破碎、預(yù)處理后作為混合料集 料，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證可以滿足交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)中 對(duì)于行人及非機(jī)動(dòng)車道路的要求，且具有質(zhì)量輕，彈性恢復(fù)能力強(qiáng)，保溫隔熱，行走舒適的 優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于荷載較輕，對(duì)變形及行走舒適性有一定要求的鋪面，如人行道以及公園、 步行街。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1
以制備本發(fā)明人行道鋪筑用木質(zhì)浙 混合料IOOOg為例所用原料及其用量為
SK-70#基質(zhì)浙青161. 5g
粗木質(zhì)集料369.Ig
細(xì)木質(zhì)集料203g
礦粉242. 2g
TPS改性劑24. 2g
上述原料的質(zhì)量份如下
SK-70#基質(zhì)浙青7.0份
4
粗木質(zhì)集料16. 0份細(xì)木質(zhì)集料8. 8份礦粉10. 5 份TPS 改性劑1.05 份上述的SK_70#基質(zhì)浙青由陜西文同道路材料有限公司提供；粗木質(zhì)集料是粒徑 大于4. 75mm小于等于16mm的破碎松木，其中粒徑大于4. 75mm小于等于9. 5mm的粗木質(zhì)集 料與粒徑大于9. 5mm小于等于13. 2mm的粗木質(zhì)集料、粒徑大于13. 2mm小于等于16mm的 粗木質(zhì)集料的質(zhì)量比為8 9 3 ；細(xì)木質(zhì)集料是粒徑大于0.6mm小于等于4. 75mm的破碎 刨花板木屑，其中粒徑大于0. 6mm小于等于1. 18mm的細(xì)木質(zhì)集料與粒徑大于1. 18mm小于 等于2. 36mm的細(xì)木質(zhì)集料、粒徑大于2. 36mm小于等于4. 75mm的細(xì)木質(zhì)集料的質(zhì)量比為 9 23 56;礦粉是由石灰?guī)r經(jīng)磨細(xì)加工成粒徑小于等于0.6mm的礦物質(zhì)粉末；TPS改性 劑由西安華澤道路材料有限公司提供。其制備方法為1、木材的破碎將家具加工廠回收的松木塊用BX456鼓式刨片機(jī)破碎成粒徑大于4. 75mm小于等 于16mm的木屑，得到粗木質(zhì)集料，刨花板用JST03-320錘式破碎機(jī)破碎成粒徑大于0. 6mm 小于等于4. 75mm的木屑，得到細(xì)木質(zhì)集料。2、破碎木質(zhì)集料的預(yù)處理在真空度為0. 2kPa、溫度為25°C條件下，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的酚醛樹脂溶液浸泡 破碎的細(xì)木質(zhì)集料和粗木質(zhì)集料各30分鐘，撈出置于恒溫干燥箱中180°C干燥12小時(shí)以 上，待用。3、混合料的拌合取上述質(zhì)量配比的原料，將SK_70#基質(zhì)浙青加熱至160°C，拌合鍋升溫至180°C， 加入TPS改性劑，加熱2 3分鐘，依次加入粗木質(zhì)集料、細(xì)木質(zhì)集料、SK-70#基質(zhì)浙青、礦 粉，180°C拌合3 5分鐘。實(shí)施例2
以制備本發(fā)明人行道鋪筑用木質(zhì)浙青混合料IOOOg為例所用原料及其用量為
SK-70#基質(zhì)浙青175. 4g
粗木質(zhì)集料350. 9g
細(xì)木質(zhì)集料175. 4g
礦粉280. 8g
TPS改性劑17. 5g
上述原料的質(zhì)量份如下
SK-70#基質(zhì)浙青5.0份
粗木質(zhì)集料10. 0 份
細(xì)木質(zhì)集料5.0份
礦粉8.0份
TPS改性劑0.5份
上述原料的各項(xiàng)指標(biāo)與實(shí)施例1相同O
其制備方法與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3以制備本發(fā)明人行道鋪筑用木質(zhì)浙青混合料IOOOg為例所用原料及其用量為SK-70#基質(zhì)浙青粗木質(zhì)集料細(xì)木質(zhì)集料礦粉TPS改性劑上述原料的質(zhì)量份如下SK-70#基質(zhì)浙青
153. 8g 307. 8g 256. 4g 256. 4g 25. 6g
份份份份份 O O O O 5 9.18.瓜15.1.
粗木質(zhì)集料 細(xì)木質(zhì)集料 礦粉
TPS改性劑
上述原料的各項(xiàng)指標(biāo)與實(shí)施例1相同。 其制備方法與實(shí)施例1相同。 實(shí)施例4在實(shí)施例1 3的破碎木質(zhì)集料的預(yù)處理步驟2中，在真空度為0. 3kPa、溫度為 40°C條件下，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的酚醛樹脂溶液浸泡破碎的細(xì)木質(zhì)集料和粗木質(zhì)集料各 60分鐘，撈出置于恒溫干燥箱中180°C干燥12小時(shí)以上，待用。其他步驟與實(shí)施例1相同。所用原料及其質(zhì)量配比與相應(yīng)實(shí)施例相同。實(shí)施例5在實(shí)施例1 3的破碎木質(zhì)集料的預(yù)處理步驟2中，在真空度為0. 2kPa、溫度為 70°C條件下，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的酚醛樹脂溶液浸泡破碎的細(xì)木質(zhì)集料和粗木質(zhì)集料各 120分鐘，撈出置于恒溫干燥箱中180°C干燥12小時(shí)以上，待用。其他步驟與實(shí)施例1相同。所用原料及其質(zhì)量配比與相應(yīng)實(shí)施例相同。為了確定本發(fā)明的最佳原料配比和工藝條件，發(fā)明人進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)室研究試 驗(yàn)，各種試驗(yàn)情況如下實(shí)驗(yàn)儀器LC-127D路面材料強(qiáng)度儀，由河北省虹宇儀器設(shè)備有限公司提供； ZMJ-2型浙青混合料自動(dòng)擊實(shí)儀、LMS-7型全自動(dòng)馬歇爾試驗(yàn)儀，均由西安亞星土木儀器有 限公司研制；LHPL-6型浙青混合料低溫劈裂實(shí)驗(yàn)儀，由滄州恒德建筑儀器器材有限公司提{共。1、確定粗木質(zhì)集料不同級(jí)配用量將粗木質(zhì)集料根據(jù)方孔篩篩分結(jié)果分為三檔大于13. 2小于等于16mm、大于9. 5 小于等于13. 2mm、大于4. 75小于等于9. 5mm，分別記為Cl、C2、C3，采用逐級(jí)填充加利福尼 亞州承載比(簡(jiǎn)稱CBR)試驗(yàn)方法確定粗木質(zhì)集料的最佳配比。CBR試驗(yàn)所采用的儀器為 LC-127D路面材料強(qiáng)度儀。粗木質(zhì)集料一級(jí)填充CBR結(jié)果見(jiàn)表1，二級(jí)填充CBR結(jié)果見(jiàn)表2。表1粗木質(zhì)集料一級(jí)填充CBR值配比CBR (% )80% Cl+20% C25. 160% C1+40% C25. 440% Cl+60% C26. 425% Cl+75% C27. 920% Cl+80% C27. 0100% C25. 9由表1可見(jiàn)，對(duì)于
明集料的整體穩(wěn)定性最好。表2粗木質(zhì)集料二
■木質(zhì)集料一級(jí)填充，配比為25% Cl+75% C2時(shí)CBR值最大，說(shuō)
.級(jí)填充CBR值
配比CBR (% )80% (25% Cl+75% C2)+20% C36. 960% (25% Cl+75% C2)+40% C38. 940% (25% Cl+75% C2)+60% C37. 125% (25% Cl+75% C2)+75% C36. 820% (25% Cl+75% C2)+80% C36. 6100% C36. 1由表2可見(jiàn)，對(duì)于粗木質(zhì)集料二級(jí)填充，配比為60% (25% Cl+75% C2)+40% C3 時(shí)CBR值最大。綜合表1和表2的試驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明粗木質(zhì)集料中Cl、C2、C3的最佳質(zhì)量配比為 (60% X25% ) (60% X75% ) 40 % = 3 9 8，即粒徑為大于 4. 75mm 小于等于 9. 5mm的粗木質(zhì)集料與粒徑大于9. 5mm小于等于13. 2mm的粗木質(zhì)集料、粒徑大于13. 2mm小 于等于16mm的粗木質(zhì)集料的質(zhì)量比為8 9 3。2、細(xì)木質(zhì)集料不同級(jí)配用量將細(xì)木質(zhì)集料根據(jù)方孔篩篩分結(jié)果分為三檔大于2. 36小于等于4. 75mm、大于 1. 18小于等于2. 36mm、大于0.6小于等于1. 18mm，分別記為XI、X2、X3，采用實(shí)驗(yàn)1中逐級(jí) 填充粗集料空隙方法進(jìn)行細(xì)集料填充，第一級(jí)細(xì)集料填充粗集料骨架空隙，在此基礎(chǔ)上產(chǎn) 生的空隙由下一級(jí)細(xì)集料填充。各檔細(xì)集料的搗實(shí)密度見(jiàn)表3。表3各檔細(xì)木質(zhì)集料搗實(shí)密度
權(quán)利要求
一種人行道鋪筑用木質(zhì)瀝青混合料，其特征在于由下述質(zhì)量份配比的原料制成基質(zhì)瀝青5.0～9.0份粗木質(zhì)集料 10.0～18.0份細(xì)木質(zhì)集料 5.0～15.0份礦粉8.0～15.0份TPS改性劑 0.5～1.5份上述的粗木質(zhì)集料是粒徑為大于4.75mm小于等于16mm的破碎松木，其中粒徑大于4.75mm小于等于9.5mm的粗木質(zhì)集料與粒徑大于9.5mm小于等于13.2mm的粗木質(zhì)集料、粒徑大于13.2mm小于等于16mm的粗木質(zhì)集料的質(zhì)量比為8∶9∶3；細(xì)木質(zhì)集料是粒徑大于0.6mm小于等于4.75mm的破碎刨花板木屑，其中粒徑大于0.6mm小于等于1.18mm的細(xì)木質(zhì)集料與粒徑大于1.18mm小于等于2.36mm的細(xì)木質(zhì)集料、粒徑大于2.36mm小于等于4.75mm的細(xì)木質(zhì)集料的質(zhì)量比為9∶23∶56；礦粉是由石灰?guī)r經(jīng)磨細(xì)加工成粒徑小于等于0.6mm的礦物質(zhì)粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木質(zhì)浙青混合料，其特征在于由下述質(zhì)量份配比的原料制成基質(zhì)浙青7. 0份粗木質(zhì)集料16. 0份細(xì)木質(zhì)集料8. 8份礦粉10. 5份TPS改性劑1. 05份。
3.—種權(quán)利要求1所述人行道鋪筑用木質(zhì)浙青混合料的制備方法，其特征在于由下述 步驟組成(1)木材的破碎將家具加工廠回收的松木塊用刨片機(jī)破碎成粒徑大于4. 75mm小于等于16mm的木屑， 得到粗木質(zhì)集料，刨花板用破碎機(jī)破碎成粒徑大于0. 6mm小于等于4. 75mm的木屑，得到細(xì) 木質(zhì)集料；(2)破碎木質(zhì)集料的預(yù)處理在真空度為0. 2 0. 3kPa、溫度為25 70°C條件下，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% 40%的酚 醛樹脂溶液浸泡破碎的細(xì)木質(zhì)集料和粗木質(zhì)集料各30 120分鐘，撈出置于恒溫干燥箱中 180°C干燥12小時(shí)以上，待用；(3)混合料的拌合取上述質(zhì)量份配比的原料，將基質(zhì)浙青加熱至160°C，拌合鍋升溫至180°C，加入TPS改 性劑，加熱2 3分鐘，依次加入粗木質(zhì)集料、細(xì)木質(zhì)集料、基質(zhì)浙青、礦粉，180°C拌合3 5分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人行道鋪筑用木質(zhì)浙青混合料的制備方法，其特征在于在 破碎木質(zhì)集料的預(yù)處理步驟(2)中，在真空度為0.2 0. 3kPa、溫度為25°C條件下，用質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為40%的酚醛樹脂溶液浸泡破碎的細(xì)木質(zhì)集料和粗木質(zhì)集料各30分鐘，撈出置于恒 溫干燥箱中180°C干燥12小時(shí)以上，待用。
全文摘要
一種人行道鋪筑用木質(zhì)瀝青混合料，按基質(zhì)瀝青5.0～9.0份、粗木質(zhì)集料10.0～18.0份、細(xì)木質(zhì)集料5.0～15.0份、礦粉8.0～15.0份、TPS改性劑0.5～1.5份的質(zhì)量份制成。本發(fā)明以回收木材為原料，經(jīng)破碎、預(yù)處理后作為混合料集料，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證可以滿足交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)中對(duì)于行人及非機(jī)動(dòng)車道路的要求，且具有質(zhì)量輕，彈性恢復(fù)能力強(qiáng)，保溫隔熱，行走舒適的優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于荷載較輕，對(duì)變形及行走舒適性有一定要求的鋪面，如人行道以及公園、步行街。
文檔編號(hào)C04B26/26GK101962278SQ20101028561
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者姜超平, 李利利, 裴建中, 郭經(jīng)緯 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)