[发明专利]一种部分利用钢渣作粗集料的橡胶沥青混合料

说明书

技术领域

本发明属于道路工程中所用的建筑材料技术领域，具体涉及一种部分利用钢渣作粗集料的高强耐磨橡胶沥青混合料。

背景技术

我国是钢铁生产大国，钢铁产量连续多年保持世界第一，并摇摇领先于其他国家，钢渣是伴随着炼钢过程而产生的主要的工业固体废弃物，钢渣排放量近0.6亿吨/年，累积堆放量近2亿吨。钢渣的堆放占据了城市宝贵的土地，造成大量的资源浪费。另外由于钢渣中含有游离氧化钙，经雨水大量冲刷，氧化钙溶解于水中，造成附近的土壤碱化，附近水域PH值也随之升高，对整个城市生态环境污染严重。因此，我国每年均有大量的钢渣需要处治。

钢渣力学性能较好，且具有耐磨、颗粒级配形状好，破碎钢渣呈多棱角，具有较高的内摩擦嵌锁力。与沥青有良好的粘附性，仅稳定处治后的钢渣具有良好的稳定性，可作为沥青混凝土的骨料用于路面工程，拓宽了钢渣综合利用的途径，提高钢渣资源化利用的附加值。国外冶金工业比较发达的国家，利用钢渣较早，对西方二十多个发达国家钢渣利用状况调查表明，这些国家的钢渣有50％用于道路工程。因此，在我国钢产量较大，钢渣利用率较低，合理利用钢渣不仅可以减少对环境造成的污染，还可减少对天然矿料资源的开采，利于水土保持与环境保护，还可降低工程建设综合成本。

此外，我国是橡胶消耗与汽车大国，目前，我国废旧轮胎产生量在1亿条以上，随着汽车工业的快速发展，废旧轮胎的产生量还将不断增加。废旧轮胎是国际公认的有害垃圾，大量废旧轮胎的长期露天堆放，不仅占用了大量土地资源，而且不能自然降解，易滋生病菌，产生自燃着火，酿成大的火灾。世界各废旧轮胎主要产生国经多年实践，得出制备橡胶沥青是减少废旧轮胎污染的有效办法之一。它主要通过一定的生产加工工艺将橡胶粉加入沥青中，形成以橡胶粉作为改性剂的改性沥青结合料，而后应用至公路工程中去。

橡胶沥青是目前被国际上广泛认可能大量处治利用废旧橡胶轮胎，改善沥青路面施工性能的一项技术，该专利技术产生于二十世纪六十年代的美国，按照美国材料与测试协会标准(ASTM 6114-97)的定义，橡胶沥青是指含量15％以上的轮胎橡胶粉在高温和充分拌和条件下(180℃)与沥青溶胀反应得到的改性沥青胶结料。因橡胶沥青路面具有良好的稳定性、耐久性及降噪性能，因而得到道路工程技术人员的广泛关注。

然而，现有技术中，路面施工材料中只有分别掺入钢渣或废旧橡胶粉粒的记载，并没有将二者均掺入形成混合钢渣、橡胶沥青的路面施工建筑材料。现有技术的掺入钢渣的专利文献有CN101158141A、CN1544377A、CN1350093A等。这些掺入钢渣的路面材料具有造价低、环保节约的优点，但钢渣材料表面孔隙率大，但其脆性较大抵抗车辆冲击能力差，使用耐久性难以满足要求。因而需要经常维护维修，不但增加了使用成本，也给道路的正常通行带来了不便。

而回收利用废旧轮胎，制造橡胶沥青混合料可增加沥青路面的稳定性、耐久性等性能的同时，还具有降低道路交通噪声的功效，大量研究表明橡胶沥青用于沥青路面可增加路面柔韧性、阻尼特性，可减轻行驶车辆对路面的冲击力，利于路面使用寿命的延长。

针对现有技术的不足与各自特点，申请人研究出部分利用钢渣作粗集料的高强耐磨橡胶沥青混合料，可最大限度地利用废旧材料，达到减少排放、节约资源，同时具备良好的耐磨性能以及环保降噪兼顾的目的。

发明内容

本发明为最大限度的处治和利用钢渣、废旧轮胎，减轻道路工程建设对天然资源的需求，提出一种部分利用钢渣作粗集料高强耐磨橡胶沥青混合料，具有良好的高温稳定、低温抗裂、常温耐疲劳等性能，适用于各类交通道路工程。

本发明的钢渣作粗集料的橡胶沥青混合料，由钢渣粗集料、天然石材粗集料、细集料、填料及橡胶沥青组成。该混合料最大公称粒径为9.5mm，用于沥青路面结构层厚度为2.0cm～4.0cm。

本发明的橡胶沥青混合料的矿料最大公称粒径为9.5mm，由粗集料、细集料以及填料组成，粗集料为粒径2.36mm～4.75mm、4.75mm～9.5mm两种规格或粒径2.36mm～9.5mm的钢渣集料与天然石材粗集料的混合料(钢渣粗集料与天然石材粗集料重量比为1.5∶1～1∶1.5)，天然石材粗集料为玄武岩、辉绿岩或石灰岩集料，细集料为0mm～2.36mm的石灰岩、辉绿岩或玄武岩集料；填料为水泥、或石灰石矿粉与消石灰的混合物(灰石矿粉与消石灰重量比为1∶1)；