本發(fā)明申請涉及道路工程材料，具體涉及一種由青川巖瀝青-蓖麻油-稻殼灰復(fù)合改性的瀝青混合料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在眾多道路材料中，瀝青因具有優(yōu)良的膠結(jié)能力、良好的抗滑性能、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于路面建設(shè)領(lǐng)域。瀝青路面屬于柔性路面，是構(gòu)成路面結(jié)構(gòu)最主要的形式，在我國公路運(yùn)輸體系中占有主導(dǎo)地位。伴隨著高等級公路的不斷發(fā)展，現(xiàn)代公路網(wǎng)絡(luò)變得日益密集，交通量日益增多，超載重載化現(xiàn)象也逐漸加劇，傳統(tǒng)瀝青路面隨之出現(xiàn)車轍、推移、坑槽、松散、裂縫等道路病害與損壞現(xiàn)象。這對新時(shí)期瀝青路面的質(zhì)量建設(shè)提出了更高的要求，因此需對傳統(tǒng)瀝青路面進(jìn)行改性處理，研發(fā)更高性能的改性瀝青材料，以增強(qiáng)瀝青路面的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性、安全性以及路用性能等各項(xiàng)性能，以滿足對瀝青路面日益嚴(yán)苛要求的需要。

2、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅用于加深對本公開的背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N由青川巖瀝青-蓖麻油-稻殼灰復(fù)合改性的瀝青混合料及其制備方法，旨在解決瀝青混合料的路用性能（高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、耐疲勞性能、抗老化性能等）不足的技術(shù)問題。

2、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種瀝青混合料，由以下重量份的原料制成：礦料100份，瀝青4～6份，青川巖瀝青0.5～0.75份，蓖麻油0.4～0.6份，稻殼灰0.45～0.7份，處理劑0.35～2份，增容劑0.01～0.015份。

3、在本公開的一些實(shí)施例中，所述的瀝青混合料，由以下重量份的原料制成：礦料100份，瀝青5.0份，青川巖瀝青0.63份，蓖麻油0.5份，稻殼灰0.58份，處理劑1.175份，增容劑0.025份。

4、在本公開的一些實(shí)施例中，所述增容劑為馬來酸酐。

5、在本公開的一些實(shí)施例中，所述瀝青為道路石油瀝青、煤瀝青、sbs改性瀝青、pe改性瀝青、sbr改性瀝青中的至少一種。

6、在本公開的一些實(shí)施例中，所述改性劑為0.8～1.2mol/l稀鹽酸和/或0.01～0.03mol/l乙酸錳溶液。

7、在本公開的一些實(shí)施例中，所述礦料由粗集料、細(xì)集料和礦粉組成。

8、根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，提供一種瀝青混合料的制備方法，包括如下步驟：

9、（1）按照上述原料配比配置各原料，備用；

10、（2）稻殼灰改性劑制備：將稻殼與稀鹽酸以1:1.7～1.8質(zhì)量比均勻混合后浸泡40～50min，過濾后在50～70℃下烘干，得到初步預(yù)處理稻殼；再將所述初步預(yù)處理稻殼與二價(jià)錳離子溶液以1:1.7～1.8的質(zhì)量比混勻浸泡55～65min并攪拌，再在50～70℃下干燥得預(yù)處理稻殼；將所述預(yù)處理稻殼在400～600℃下燃燒，冷卻后取稻殼灰濕磨，得稻殼灰改性劑；

11、（3）青川巖瀝青與蓖麻油改性劑制備：將青川巖瀝青與蓖麻油分別在150～160℃下干燥30～50min備用；

12、（4）復(fù)合改性瀝青制備：將所述瀝青在溫度為170～190℃的條件下加熱熔融，先加入稻殼灰改性劑，剪切后再加入青川巖瀝青與蓖麻油改性劑，并添加增容劑，攪拌50～70min后將其放置于170～180℃的環(huán)境中溶脹發(fā)育20～40min；

13、（5）復(fù)合改性瀝青混合料制備：將礦料加熱至170℃～175℃，與所述復(fù)合改性瀝青混合攪拌均勻，即得。

14、在本公開的一些實(shí)施例中，在所述步驟（4）中，加入稻殼灰后以2500～3500r/min的剪切速率剪切25～35min，再依次加入青川巖瀝青、蓖麻油以5000～6000r/min的剪切速率剪切40～50min。

15、本申請實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下任一技術(shù)效果：

16、1.?以青川巖瀝青、蓖麻油、稻殼灰配合改性瀝青混合料時(shí)具有協(xié)同增效作用：共同提升瀝青混合料的物理力學(xué)特性、路用性能以及耐久性，通過合理的配比設(shè)計(jì)進(jìn)一步發(fā)揮各種改性劑的優(yōu)點(diǎn)，避免單一改性劑所帶來的不利影響，利用稻殼灰等農(nóng)業(yè)廢棄物作為改性劑之一，可以降低瀝青混合料的生產(chǎn)成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

17、2.?本申請中青川巖瀝青所含極性官能團(tuán)能增強(qiáng)瀝青與集料的粘附性，提高瀝青混合料的抗剝落性能，所含多種能促進(jìn)石油瀝青中活性基團(tuán)交聯(lián)聚合的有機(jī)鏈，能夠改善瀝青分子的排列方式和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)瀝青的內(nèi)聚力和感溫性，尤其是抗車轍性能；蓖麻油有助于瀝青在集料表面的均勻分布和滲透，增強(qiáng)瀝青與集料的結(jié)合力，進(jìn)而改善瀝青的低溫性能和延展性，軟化瀝青并降低其稠度，提高瀝青的低溫柔韌性；稻殼灰所含二氧化硅可提高混合料的穩(wěn)定性和耐久性，同時(shí)其顆粒結(jié)構(gòu)有助于提高瀝青混合料的抗水損害能力和抗裂性，其多孔結(jié)構(gòu)在一定程度上改善瀝青的儲存穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。將三種材料復(fù)配，青川巖瀝青的高分子結(jié)構(gòu)和極性官能團(tuán)可以與蓖麻油和稻殼灰中的組分相互作用，形成更加穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步優(yōu)化瀝青的流變性能，使其在高溫下仍保持良好的性能；青川巖瀝青中的極性官能團(tuán)可以增強(qiáng)瀝青與集料的粘附力，而蓖麻油通過其油脂成分改善界面粘附性，共同作用于提高混合料的整體粘附性；蓖麻油還可以降低瀝青的稠度，提高其在低溫條件下的延展性和柔韌性，從而提高瀝青混合料的低溫抗裂性；稻殼灰的加入可以提高混合料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進(jìn)一步增強(qiáng)其在低溫條件下的抗裂性。

18、2.?本申請中通過稀鹽酸與乙酸錳溶液對稻殼進(jìn)行表面預(yù)處理，使得燃燒后得到的稻殼灰活性增強(qiáng)，疏松多孔，這種特性能夠與比表面積巨大的青川巖瀝青在瀝青混合料內(nèi)部聯(lián)結(jié)形成網(wǎng)狀聯(lián)接結(jié)構(gòu)，全面增強(qiáng)瀝青路面的高溫抗變形能力。在蓖麻油作用下，瀝青混合料柔韌性得到提升，另一方面，稻殼灰與青川巖瀝青也更加充分地融于瀝青中，三者緊密結(jié)合，進(jìn)一步增強(qiáng)瀝青混合料的機(jī)械強(qiáng)度、抗沖擊性和穩(wěn)定性。由青川巖瀝青-蓖麻油-稻殼灰復(fù)合改性的瀝青料的黏度更高，能均勻的包裹在集料表面，提高了集料之間嵌鎖力；同時(shí)其具有更強(qiáng)的形變恢復(fù)能力，顯著提高瀝青混合料的高低溫性能、抗水損害和抗疲勞破壞能力。

19、3.?本申請復(fù)合改性瀝青混合料屬于環(huán)保無毒無腐蝕類復(fù)合瀝青混合料，路用性能優(yōu)良，可以增強(qiáng)瀝青路面高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性，對延長瀝青路面使用壽命具有重大意義；其原料來源廣泛、無毒無害，生產(chǎn)過程無污染且價(jià)格低廉；制備工藝簡單，成本低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)特征：

1.一種由青川巖瀝青-蓖麻油-稻殼灰復(fù)合改性的瀝青混合料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：礦料100份，瀝青4～6份，青川巖瀝青0.5～0.75份，蓖麻油0.4～0.6份，稻殼灰0.45～0.7份，處理劑0.35～2.00份，增容劑0.01～0.015份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青混合料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：礦料100份，瀝青5.0份，青川巖瀝青0.63份，蓖麻油0.5份，稻殼灰0.58份，處理劑1.175份，增容劑0.025份。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青混合料，其特征在于，所述增容劑為馬來酸酐。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青混合料，其特征在于，所述瀝青為道路石油瀝青、煤瀝青、sbs改性瀝青、pe改性瀝青、sbr改性瀝青中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青混合料，其特征在于，所述處理劑為0.8～1.2mol/l稀鹽酸和/或0.01～0.03mol/l乙酸錳溶液。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青混合料，其特征在于，所述礦料由粗集料、細(xì)集料和礦粉組成。

7.一種權(quán)利要求1所述的瀝青混合料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟（4）中，加入稻殼灰后以2500～3500r/min的剪切速率剪切25～35min，再依次加入青川巖瀝青、蓖麻油以5000～6000r/min的剪切速率剪切40～50min。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N由青川巖瀝青?蓖麻油?稻殼灰復(fù)合改性的瀝青混合料及其制備方法，旨在解決瀝青混合料的路用性能不足技術(shù)問題。該瀝青混合料由以下重量份的原料制成：礦料100份，瀝青4～6份，青川巖瀝青0.5～0.75份，蓖麻油0.4～0.6份，稻殼灰0.45～0.7份，處理劑0.35～2份，增容劑0.01～0.015份。該瀝青混合料路用性能優(yōu)良，制備工藝簡單、原料無毒無害，可以增強(qiáng)瀝青路面高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、韌性及延展性，延長瀝青路面使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：李振霞,陳淵召,郭滕滕,房辰澤,李高鵬,趙翀,孫保軍,吳方旭,尚巖,楊新勝,郭玉潔,郭淑君,白冰,江曉曉,路曉耀,李春生,劉偉,孟林超,魯哲,張青杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華北水利水電大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23