CN101100360A - 公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土及其制备方法，所述疏浚泥陶粒沥青混凝土的原料包括沥青、碎石、疏浚泥陶粒、砂及填料，按照一定重量比例混合制得。一种制备上述疏浚泥陶粒沥青混凝土的方法，包括下述步骤：首先将疏浚泥陶粒进行预热处理；然后将符合配比关系的各原料在拌和设备中按一定工序混合，拌和；最后将拌和好的沥青混合料装入摊铺设备中，并按照一定工艺摊铺、碾压。本发明解决了现有沥青混凝土性能的不足及消耗大量不可再生资源的缺点，提供了一种性能优良的疏浚泥陶粒沥青混凝土，能够实现环境保护、节约资源、降低生产成本。

Description

公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种公路建筑材料，具体地说，是涉及一种公路用的疏浚泥陶粒沥青混凝土及其制备方法。
背景技术
沥青混凝土路面开放交通快、行驶舒适，是公路面层的主要类型之一。但是，沥青混凝土路面存在一些缺点：首先，高温抗车辙能力难以提高，高温时，在轮迹处形成车辙，是沥青混凝土路面最常见的病害；其次，耐久性差，其中碎石与沥青的剥落现象已经很普遍，由于耐久性差，沥青路面的寿命很难达到设计寿命；再次，水稳定性不好；再其次，沥青路面的抗滑性能一般，而且雨后抗滑性能较差；最后，沥青混凝土路面吸声效果一般。如上所述，需要进一步改善沥青混凝土的路用性能。
不仅如此，沥青混凝土的主要成分是碎石，碎石的开采需要消耗大量天然资源。沿海平原少山地区道路建设量较大，而修建道路所用的碎石运距往往在百公里以上，成本较高。同时，开山采石不仅能耗高、污染大，而且破坏天然植被，造成水土流失，引发山区地质灾害，破坏区域生态，威胁文化古迹，造成恶劣的社会影响，国家对其限制力度正在不断加大。
为了保护自然资源，我们提出利用疏浚泥陶粒代替碎石制作陶粒沥青混凝土。而目前使用的陶粒中绝大多数是粘土陶粒和页岩陶粒，这些陶粒的生产消耗大量不可再生的天然资源，其环境成本、社会成本和经济成本较高。
疏浚泥是港口、航道疏浚产生的一种废弃物。我国每年港口建设和航道疏浚都产生上亿立方米的疏浚泥，这些疏浚泥多为陆地地表流失的黏土，是宝贵的天然资源。由于工程需要将其开挖并异地倾倒，造成了极大的资源浪费和能源消耗，破坏海洋生态环境，其减量化和资源化的研究工作已经引起国家的重视。目前已有利用海洋疏浚泥制作轻质陶粒的相关专利技术，如何利用这种新型绿色疏浚泥陶粒，将是本发明所要研究的内容。
发明内容
本发明针对现有沥青混凝土路面存在的上述性能较差、消耗大量不可再生资源的缺点，提供一种公路用的疏浚泥陶粒沥青混凝土及其制备方法，所述疏浚泥陶粒沥青混凝土具有比现有沥青混凝土更为优良的路用性能，能够实现环境保护，节约资源，并降低生产成本。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土，其特征在于所述疏浚泥陶粒沥青混凝土采用下述重量份比例的原料制备而成：
沥青         40-80份
碎石         300-700份
疏浚泥陶粒   150-350份
砂           100-170份
填料         32-88份
所述原料之一的疏浚泥陶粒要满足一定的性能指标，即：筒压强度＞6MPa，吸水率＜5％，密度等级＞700，粒径为5-16mm，粒型系数≤1.15，软化系数≥0.85，坚固性(按质量损失计)＜5％，煮沸质量损失≤4％，烧失量≤4％，硫化物和硫酸盐含量(按三氧化硫计)＜0.5％，含泥量＜1.0％，有机物含量不深于标准色，洛杉矶磨耗损失＜28％，磨光值(BPN)＜55，与沥青粘附性≥3级，且疏浚泥陶粒表面纹理较粗，与沥青结合紧密。
所述砂为天然砂，其表观密度≥2500kg/m3，坚固性≤11％，砂当量≥60％。
另一种原料填料至少采用磨细的矿粉、水泥、粉煤灰中的一种，且小于0.075mm的颗粒含量占填料重量的70％以上。
所述沥青为石油沥青，采用AH-50、AH-70和AH-90中的一种，含蜡量小于3％。
作为本发明的另一方面，一种制备上述公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土的方法，其特征在于所述制备方法包括下述步骤：
(1)按重量比例计，将沥青40-80份，碎石300-700份，疏浚泥陶粒150-350份，砂100-170份，填料32-88份混合，并在拌和设备中进行拌和；
(2)将上述拌和好的沥青混合料装入摊铺设备中，进行摊铺、碾压。
其中，上述原料混合时的油石比为0.04-0.08。
进一步地，上述疏浚泥陶粒在混合拌和前需要预热，预热温度与沥青加热温度相同，沥青加热温度为150-170℃。所述碎石和砂也需要预热，其预热温度为160-200℃。
作为本发明的另一个技术方案，在步骤(1)的原料混合拌和过程中，加料顺序和拌和时间非常关键，具体为：将加热到指定温度的碎石、砂和填料在拌和设备中干拌5-10s，然后与加热后的沥青拌和20-25s，然后将加热后的疏浚泥陶粒与上述的沥青拌和物继续拌和20-25s，而且拌和设备采用干法除尘。
再进一步地，在上述拌和好的沥青混合料出厂后的1.5h内完成摊铺，如果是夏季施工，运输过程中不需要进行保温。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
(1)所述疏浚泥陶粒沥青混凝土完全满足现有公路用沥青混凝土的性能要求，包括高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、耐久性、抗滑性和施工和易性。而且抗车辙能力、低温抗裂性、水稳定性、抗滑性能、尤其雨后抗滑性能和车辆行驶噪音比现有沥青混凝土性能优良7-25％。
(2)利用疏浚泥陶粒代替部分碎石制备疏浚泥陶粒沥青混凝土，得到一种新型绿色建筑材料，减少了碎石的消耗，也不占用天然黏土和页岩资源，实现废物利用、节约资源，并降低生产成本。
(3)制备疏浚泥陶粒沥青混凝土的生产工艺简单，操作方便，对生产设备要求较低，采用现有路用沥青混凝土加热、拌和、运输、摊铺、碾压设备即可完成。
附图说明
图1是本发明制备公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：各原料按重量比例计，取沥青AH-90 52份，碎石522份，疏浚泥陶粒218份，砂155份，石灰岩矿粉53份。
其中，疏浚泥陶粒满足下述性能：筒压强度＞6MPa，吸水率＜5％，密度等级＞700，粒径为5-16mm，粒型系数≤1.15，软化系数≥0.85，坚固性(按质量损失计)＜5％，煮沸质量损失≤4％，烧失量≤4％，硫化物和硫酸盐含量(按三氧化硫计)＜0.5％，含泥量＜1.0％，有机物含量不深于标准色，洛杉矶磨耗损失＜28％，磨光值(BPN)＜55，与沥青粘附性≥3级，疏浚泥陶粒表面纹理较粗，与沥青结合紧密。
首先，对原材料进行预处理，主要指疏浚泥陶粒的预热处理，其预热温度与沥青加热温度相同，沥青加热温度为150-170℃。碎石和砂也进行预热，预热温度控制在160-200℃之间。
将加热到指定温度的碎石、砂和填料在拌和设备中干拌5-10s，然后与加热后的沥青拌和20-25s，然后将加热后的疏浚泥陶粒与上述的沥青拌和物继续拌和20-25s，而且拌和设备采用干法除尘。
将上述拌和好的沥青混合料装入摊铺设备中，进行摊铺、碾压。碾压时，初压采用6～10t的双钢轮压路机，复压采用每个轮胎压力不小于15KN的轮胎压路机，终压采用6～8t的双钢轮压路机。
另外，在上述拌和好的沥青混合料出厂后的1.5h内完成摊铺，夏季施工时运输过程中不需要采取保温措施。
实施例二：各原料按重量比例计，取石油沥青AH-90 54份，碎石511份，
疏浚泥陶粒254份，砂126份，石灰岩矿粉47份，水泥8份。
按照实施例一的步骤进行陶粒沥青混凝土的制备。
实施例三：各原料按重量比例计，取石油沥青AH-90 58份，碎石456份，
疏浚泥陶粒268份，砂160份，石灰岩矿粉58份。
按照实施例一的步骤进行陶粒沥青混凝土的制备。
上述三个实施例制备的疏浚泥陶粒混凝土的各项性能指标参数如下表所示。
    性能指标     方案1     方案2     方案3
理论密度(kg/m3)     2260     2130     2102
空隙率VV(％)     3.6     4.1     3.0
沥青饱和度VFA(％)     70.2     72.1     74.3
矿料间隙率VMA(％)     15.89     15.56     15.31
稳定度(KN)     11.3     12.1     13.5
流值(mm)     2.9     2.4     3.2
浸水残留稳定度MS0(％)     82     85     83
冻融劈裂强度比TSR(％)     75.0     77.0     75.9
低温弯曲最大破坏应变(*10-6) 2231 2146 2218
动稳定度DS(次/mm)     1230     1295     1303
由上表沥青混凝土的各项性能指标可以看出，所述疏浚泥陶粒沥青混凝土性能优良，完全满足路用性能要求，实现了废物利用，节约了天然资源，绿色环保，能带来很大的经济效益和社会效益。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土，其特征在于所述疏浚泥陶粒沥青混凝土采用下述重量份比例的原料制备而成：
沥青          40-80份
碎石          300-700份
疏浚泥陶粒    150-350份
砂            100-170份
填料          32-88份
2、根据权利要求1所述的公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土，其特征在于所述疏浚泥陶粒性能指标为：筒压强度＞6MPa，吸水率＜5％，密度等级＞700，粒径为5-16mm，粒型系数≤1.15，软化系数≥0.85，坚固性(按质量损失计)＜5％，煮沸质量损失≤4％，烧失量≤4％，硫化物和硫酸盐含量(按三氧化硫计)＜0.5％，含泥量＜1.0％，有机物含量不深于标准色，洛杉矶磨耗损失＜28％，磨光值(BPN)＜55，与沥青粘附性≥3级。
3、根据权利要求1或2所述的公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土，其特征在于所述砂为天然砂，其表观密度≥2500kg/m3，坚固性≤11％，砂当量≥60％。
4、根据权利要求1或2所述的公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土，其特征在于所述填料至少为磨细的矿粉、水泥、粉煤灰中的一种，且小于0.075mm的颗粒含量占填料重量的70％以上。
5、根据权利要求4所述的公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土，其特征在于所述沥青为石油沥青，采用AH-50、AH-70和AH-90中的一种，其含蜡量小于3％。
6、一种公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土的制备方法，其特征在于所述制备方法包括下述步骤：
(1)按重量比例计，将沥青40-80份，碎石300-700份，疏浚泥陶粒150-350份，砂100-170份，填料32-88份混合，并在拌和设备中进行拌和；
(2)将上述拌和好的沥青混合料装入摊铺设备中进行摊铺，而后用碾压设备碾压。
7、根据权利要求6所述的公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土的制备方法，其特征在于所述疏浚泥陶粒沥青混凝土的油石比是0.04-0.08。
8、根据权利要求6或7所述的公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土的制备方法，其特征在于所述疏浚泥陶粒在混合拌和前需要预热，预热温度与沥青加热温度相同，沥青加热温度为150-170℃，所述碎石和砂也需要预热，其预热温度为160-200℃。
9、根据权利要求8所述的公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土的制备方法，其特征在于在步骤(1)的原料混合拌和过程中，将加热到指定温度的碎石、砂和填料在拌和设备中干拌5-10s，然后与加热后的沥青拌和20-25s，然后将加热后的疏浚泥陶粒与上述的沥青拌和物继续拌和20-25s。
10、根据权利要求9所述的公路用疏浚泥陶粒沥青混凝土的制备方法，其特征在于在上述拌和好的沥青混合料出厂后的1.5h内完成摊铺。
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