本發(fā)明涉及公路路面工程的，具體涉及一種環(huán)保高性能瀝青混合料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、公路建設(shè)是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點(diǎn)，公路里程逐年上升，截至2022年底全國公路總里程達(dá)535.48萬，高速公路達(dá)17.7萬公里，由于瀝青路面具有施工工期短、結(jié)構(gòu)整體連續(xù)無接縫、行車環(huán)境平穩(wěn)、維系養(yǎng)護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)，90％以上的高速公路路面都采用了瀝青混合料結(jié)構(gòu)。

2、礦粉是瀝青混合料不可或缺的組分之一，憑借其細(xì)膩的顆粒特性和高度的活性，礦粉在瀝青混合料中扮演著重要的角色，強(qiáng)化了道路的密實(shí)度、抗?jié)B性和抗裂性，從而有效提升了道路的服役壽命。然而，在過去數(shù)十年全球大規(guī)模的道路建設(shè)進(jìn)程中，特別是高速公路的迅猛發(fā)展，對(duì)礦粉的需求量激增，導(dǎo)致了礦粉資源的大量消耗。礦粉主要來源于金屬礦石加工過程中的尾礦或特定礦物的磨細(xì)產(chǎn)物，如石灰石、花崗巖、輝綠巖等，其供應(yīng)狀況直接影響著瀝青混合料生產(chǎn)的穩(wěn)定性和道路工程的質(zhì)量。

3、用于瀝青混合料的優(yōu)質(zhì)礦粉，如高鈣石灰石粉、硅灰石粉等，由于其優(yōu)異的活性和與瀝青的良好反應(yīng)性，備受青睞。但這些礦粉資源同樣屬于不可再生資源，隨著開采量的持續(xù)攀升，優(yōu)質(zhì)礦粉的儲(chǔ)量逐漸減少，市場(chǎng)供應(yīng)出現(xiàn)緊張態(tài)勢(shì)。這一問題不僅推高了礦粉的價(jià)格，還可能引發(fā)道路建設(shè)項(xiàng)目原材料供應(yīng)鏈的不穩(wěn)定，進(jìn)而影響工程進(jìn)度、成本控制乃至整個(gè)交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的實(shí)施。

4、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)和文獻(xiàn)中，有關(guān)瀝青混合料的記載都需要使用大量的優(yōu)質(zhì)礦粉，不利于緩解資源壓力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何減少傳統(tǒng)礦粉的使用同時(shí)提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和安全性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種環(huán)保高性能瀝青混合料，是將瀝青、粗細(xì)骨料和表面有機(jī)化大修渣加熱后于瀝青混合料攪拌機(jī)中進(jìn)行拌合得到；所述表面有機(jī)化大修渣是將大修渣經(jīng)殼聚糖和海藻酸鈉化學(xué)改性后得到。

4、優(yōu)選地，所述瀝青、粗細(xì)骨料和表面有機(jī)化大修渣的質(zhì)量比為5:96:4；所述殼聚糖、海藻酸鈉和大修渣的質(zhì)量比為1:2:50。

5、優(yōu)選地，所述瀝青為道路石油瀝青70號(hào)。

6、優(yōu)選地，所述粗細(xì)骨料為輝綠巖。

7、優(yōu)選地，所述大修渣為采用振篩機(jī)經(jīng)磨細(xì)得到，大修渣的粒度同時(shí)滿足小于0.6mm的比例為100％，小于0.15mm的比例為90～100％，小于0.075mm的比例為75～100％。

8、所述的一種環(huán)保高性能瀝青混合料的制備方法，包括以下步驟：

9、s1.表面有機(jī)化大修渣的制備：

10、①將殼聚糖加入醋酸溶液中，于60℃下強(qiáng)力攪拌2h使其充分溶解，得到殼聚糖溶液；

11、②向殼聚糖溶液中加入大修渣，強(qiáng)力攪拌使其充分分散后，繼續(xù)攪拌反應(yīng)120min后抽濾；

12、③將步驟②中得到的濾餅反復(fù)洗滌直至濾液呈ph為4～5，取出濾餅于60℃真空干燥箱中烘干24h，然后進(jìn)行粉碎過200目篩得到固體粉末備用；

13、④取海藻酸鈉加入到去離子水中，于60℃下強(qiáng)力攪拌2h至海藻酸鈉完全溶解，配制成質(zhì)量濃度為1％的海藻酸鈉溶液；

14、⑤將步驟③中得到的固體粉末分散在去離子水中，制備成渾濁液，將海藻酸鈉溶液滴入渾濁液中，海藻酸鈉與大修渣中的鈣離子迅速發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)生成球狀顆粒，滴加海藻酸鈉溶液的同時(shí)緩慢攪拌渾濁液，交聯(lián)30min形成均勻球形顆粒，交聯(lián)完成的球形顆粒用去離子水反復(fù)沖洗，再放入60℃烘箱中干燥，即得到表面有機(jī)化大修渣備用；

15、s2.將瀝青、粗細(xì)骨料和表面有機(jī)化大修渣置于160℃烘箱中加熱2h，然后置于瀝青混合料攪拌機(jī)中進(jìn)行拌合，拌合2min后即制得一種環(huán)保高性能瀝青混合料。

16、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：

17、(1)本發(fā)明的環(huán)保稿性能瀝青混合料具有較高的高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，且保證其安全性。

18、(2)本發(fā)明采用表面有機(jī)化大修渣代替石灰石礦粉，能極大減少優(yōu)質(zhì)石灰石礦粉的消耗，緩解礦產(chǎn)資源匱乏問題，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，并且表面有機(jī)化大修渣呈堿性，其表面與瀝青黏附效果好，抗水剝離能力強(qiáng)；大修渣屬于固體廢棄物，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年大修渣排放量高達(dá)110萬噸，本發(fā)明利用大修渣制備表面有機(jī)化大修渣大量應(yīng)用于瀝青混合料中，有利于環(huán)境治理，節(jié)約資源，變廢為寶。

19、(3)本發(fā)明中大修渣經(jīng)殼聚糖和海藻酸鈉進(jìn)行改性，賦予了大修渣非極性端基，與瀝青具有優(yōu)異的粘附性能，有效控制了大修渣本身毒性的滲出，保證其安全性，同時(shí)顯著提高了瀝青混合料的抗水損害和高溫穩(wěn)定性能，具有顯著的社會(huì)效益和環(huán)保效益。

技術(shù)特征：

1.一種環(huán)保高性能瀝青混合料，其特征在于，是將瀝青、粗細(xì)骨料和表面有機(jī)化大修渣加熱后于瀝青混合料攪拌機(jī)中進(jìn)行拌合得到；所述表面有機(jī)化大修渣是將大修渣經(jīng)殼聚糖和海藻酸鈉化學(xué)改性后得到。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保高性能瀝青混合料，其特征在于，所述瀝青、粗細(xì)骨料和表面有機(jī)化大修渣的質(zhì)量比為5:96:4；所述殼聚糖、海藻酸鈉和大修渣的質(zhì)量比為1:2:50。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保高性能瀝青混合料，其特征在于，所述瀝青為道路石油瀝青70號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保高性能瀝青混合料，其特征在于，所述粗細(xì)骨料為輝綠巖。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保高性能瀝青混合料，其特征在于，所述大修渣為采用振篩機(jī)經(jīng)磨細(xì)得到，大修渣的粒度同時(shí)滿足小于0.6mm的比例為100％，小于0.15mm的比例為90～100％，小于0.075mm的比例為75～100％。

6.權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保高性能瀝青混合料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種環(huán)保高性能瀝青混合料，是將瀝青、粗細(xì)骨料和表面有機(jī)化大修渣加熱后于瀝青混合料攪拌機(jī)中進(jìn)行拌合得到；所述表面有機(jī)化大修渣是將大修渣經(jīng)殼聚糖和海藻酸鈉化學(xué)改性后得到。本發(fā)明減少了傳統(tǒng)礦粉的使用同時(shí)提高了瀝青混合料高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，且保證其安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：孟勇軍,陳錦斌,顏添毅,延柯宇,彭董凡,李楚瀅,張家盛,陸禮華,林宏飛,朱琦
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10