[发明专利]一种沥青混凝土组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种沥青混凝土组合物及其制备方法，其包括按重量百分数计的如下组分：粗集料：60～80％；细集料：10～30％；复合填料：3～8％；沥青：3～6％；橡胶粉：0.4～1.5％。本发明可得到一种抗老化、抗疲劳裂缝、高温抗车辙、抗水损害等性能优异的高耐久、低噪声沥青混凝土，并将烧结脱硫灰、废旧轮胎等固废，减少资源占用与生态环境污染，节约石材资源，降低沥青混凝土制备成本。本发明采用干法工艺制备该种改性沥青混凝土，相对于湿法工艺，操作简单、对胶粉要求低且用量大，而橡胶粉与集料在加入沥青之前进行干拌，可使橡胶粉在沥青混凝土结构体系中分散更加均匀，也无须增加其他特殊设备，更加满足实际施工需要。

技术领域

本发明涉及一种沥青混凝土组合物及其制备方法，属于道路工程材料及制备技术领域。

背景技术

21世纪以来，耐久性长寿命路面及路面材料逐渐成为国内外道路行业研究的热点方向。目前沥青路面结构是我国高等级公路的主要路面形式，而随着国民经济的发展和道路交通运输网的完善，车辆荷载中大型载货车辆所占比重不断增大，同时车辆超载、超限等现象愈发严重，造成沥青路面车辙、坑槽、疲劳等早期损坏，严重影响了沥青路面的服役寿命与服务水平。因此研发一种适用于长期繁重交通荷载作用下的高耐久、低成本、使用性能优异的沥青路面材料是目前道路行业亟待解决的一个重要问题。

烧结脱硫灰是钢铁企业烧结系统干法脱硫产生的一种高硫高钙型副产物。烧结脱硫灰其粒径小而规则、比表面积大、且含有大量的亚硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙等碱性活性成分。烧结脱硫灰由于成分复杂而导致利用途径受限，仅宝钢股份宝山基地每年产生超过3万吨烧结脱硫灰；若不加以有效利用，势必消耗大量的场地和人力、财力资源去处置脱硫灰，同时不可避免的会给当地的生态环境带来严重的负面影响。若将脱硫灰对沥青混凝土进行改性应用，则可有效提高沥青混凝土中结构沥青含量，改善沥青混凝土的高温、水稳、抗疲劳等路用性能，但对其抗老化、行车舒适性等方面无法进行优化。废旧轮胎数量与日俱增这一现象也不容忽视，经过计算研究，3.5亿条废旧轮胎可以转化为1300万吨橡胶粉。而橡胶由于具有较大的弹性和弹性恢复能力，因此应用橡胶粉对其进一步复合改性，可显著改善沥青混凝土抗变形、抗疲劳开裂、抗老化的能力，并降低行车噪声，改善行驶舒适性。

因此，基于资源再生的理念，李萃斌等(“脱硫灰与石灰石粉复合制备沥青填料研究”，《青岛理工大学学报》，2010年第31卷第1期。)将脱硫灰作为一种复合填料的制备成分，该方法制备的沥青混合料仅仅在水稳定性方面有所提高；魏颖(“改性沥青及其流变学性能研究”，《福建交通科技》，2018年第4期。)报道了一种采用脱硫灰与胶粉对沥青的改性方法，该方法中仅对改性后的沥青的流变学性能进行了测试，并未对改性后混合料的相关性能做相关研究分析，如路用性能、噪声特性、抗老化、抗疲劳裂缝等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，通过一种制备工艺，采用烧结脱硫灰与橡胶粉复合改性得到一种高耐久、低噪声沥青混凝土。本发明通过采用烧结脱硫灰与橡胶粉对沥青混凝土进行复合改性，可有效提高其抗老化、高温抗车辙、水稳定性、抗疲劳裂缝等耐久性能，改善沥青路面行驶舒适性等功能型性能，降低车辆行驶产生的噪声污染，有利于提高目前繁重交通荷载环境下沥青路面的服役寿命与使用性能。此外还可以降低沥青混凝土制备成本，节约石材资源，资源化利用烧结脱硫灰和废弃橡胶轮胎，变废为宝，减少资源占用和生态环境污染的目的。

本发明提供的一种沥青混凝土组合物，其包括按重量百分数计的如下组分：

粗集料是指粒径大于2.36mm的碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等，细集料是指粒径不超过2.36mm的天然砂、人工砂(包括机制砂)及石屑等。

所述复合填料为天然石灰石矿粉和烧结脱硫灰的混合物。