CN108275917B - 含有环保型再生玻璃砂的沥青混合料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及路政施工材料，具体涉及一种沥青混合料。含有环保型再生玻璃砂的沥青混合料，包括矿料和沥青，所述矿料包括粗集料、细集料和所述环保型再生玻璃砂，所述环保型再生玻璃砂占矿料的2‑10%，所述百分比为重量百分比。本发明将环保型再生玻璃砂替代了沥青混合料中的矿粉，不仅解决了环保型再生玻璃砂的出路问题，同时也解决了矿产资源的节约问题。

Description

含有环保型再生玻璃砂的沥青混合料

技术领域

本发明涉及路政施工材料，具体涉及一种沥青混合料。

背景技术

沥青混合料一般由矿料和沥青（有时添加外加剂）在一定温度条件下经过一定的设备和工艺搅拌而成，其中矿料是由粗集料、细集料和矿粉组成。

由于社会经济的高速发展，矿产资源的过度开挖导致出现下列各种问题：（1）植被破坏、水土流失、生态环境恶化；（2）地质环境问题日益严重；（3）工业固体废弃物成灾；（4）水污染比较严重；（5）空气不断被污染。各地政府已经意识到问题的严重性，因此对自然资源开挖时的环境保护要求越来越高，在华东地区许多石料开产矿点相继被关闭，这些地区矿料的采购被迫要从更远的地方考虑，从而不断增加材料的运输成本费用和矿源的不确定性。

另一方面，重金属污染已经成为影响我国土壤资源的重要因素，由于滥用农药和化肥，田林地带的土壤富集了大量的重金属，导致在这种土地栽培的作物，重金属含量很高，在食品安全问题日益受到的大众关注的今天，如何对这些污染的土壤处理成为问题的焦点。

又，随着国家基础工程建设，汽车保有量的增加，各种工业炉窑的炉渣日益增多，垃圾焚烧的飞灰的去处也令人烦恼。

近来，出现了一种环保型再生玻璃砂，它是一种玻璃体熔融渣，是一种将上述危险废物终极无害化处理后，再生利用的环保产品。它将重金属污泥、危险废物飞灰、炉渣加入适当填料，经高温熔融后，全部形成玻璃体熔融渣，有毒有害物质被全部焚毁，重金属封存不致溶出。

虽然如此，解决了污染物的问题，但是如何运用这些环保型再生玻璃砂又摆在了人们面前。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种含有环保型再生玻璃砂的沥青混合料。本发明将环保型再生玻璃砂替代了沥青混合料当中的矿粉，不仅解决了环保型再生玻璃砂的出路，同时也解决了矿产资源的节约问题。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：、含有环保型再生玻璃砂的沥青混合料，包括矿料和沥青，所述矿料包括粗集料、细集料和所述环保型再生玻璃砂，所述环保型再生玻璃砂占矿料的2-10%，所述百分比为重量百分比。

所述的含有环保型再生玻璃砂的沥青混合料，它将AC20中的矿粉替换为所述环保型再生玻璃砂，其用量为矿料的2-4%。

所述的含有环保型再生玻璃砂的沥青混合料，它将SMA-13中的矿粉替换为所述环保型再生玻璃砂，其用量为矿料的8-10%。

本发明为环保型再生玻璃砂找到一种应用领域，避免了二次污染，同时替代了矿粉，从中不仅能获得巨大的经济效益，而且节省了石料，从而减少石料开采产生的污染。

具体实施方式

本发明是这样实现的：含有环保型再生玻璃砂的沥青混合料，包括矿料和沥青；所述矿料包括粗集料、细集料和所述环保型再生玻璃砂，所述环保型再生玻璃砂占矿料的2-10%，所述百分比为重量百分比。

矿粉是沥青混合料中的重要组成部分，沥青只有吸附在矿粉表面形成薄膜，再对其他粗细集料产生粘附作用，矿粉用量的多少与沥青用量的多少存在一定的相关性，矿粉品质的优劣也会直接影响到混合料的质量。

在混合料性能测试过程中，为了更好地研究新材料的性能特点，采用普通矿粉和环保型再生玻璃砂两种矿粉进行比对试验；在沥青混合料级配组成方面分别采用AC-20和SMA-13两种组配进行，由于这两种级配中对矿粉的用量有明显的差异，也是工程中及具代表性的级配，能够体现常用沥青混合料的性能特点。

AC-20沥青混合料

选择一般工程中常用石灰岩结合两种矿粉分别进行AC-20沥青混合料的矿料组配，如表1所示：得到合成级配1和合成级配2，合成级配范围按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中对AC-20混合料的矿料级配要求进行控制。此处两种矿粉在组配方面的主要区别是0.075mm的通过量分别为81.6%和98.8%，各种矿料的组配比例由粗至细分别为29%、33%、3%、33%、2%，组配曲线基本呈现S形走向，属比较合理的合成级配。

根据表1中的合成级配1和合成级配2，采用普通基质沥青，分别通过马歇尔击实试验方法得到最佳油石比均为4.3%，混合料各项体积指标、力学指标、路用性能指标列于表2，按《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中对于AC-20沥青混合料的各项指标要求进行比较可知：全部指标均在所要求的范围之内，两种矿粉组配沥青混合料的各项性能指标基本一致，属指标正常及相当，说明两种不同矿粉在AC-20混合料中体现出相同的性能特点。

表2 AC-20沥青混合料性能指标表

SMA-13沥青混合料

选择采用SMA-13进行沥青混合料性能的评价，主要考虑（1）目前工程中最为常用的上面层级配类型；（2）在SMA-13矿料组配中矿粉的组配比例高达10%左右，在高掺量条件下更能体现出不同矿粉对沥青混合料性能的影响程度。

为了能够体现材料性能的高标准，SMA-13沥青混合料的各项指标控制全部按照《民用机场沥青道面设计规范》（MH/T5010-2016）（征求意见稿）进行。试验时沥青采用80%的PG82-22的SBS改性沥青掺加20%的湖沥青进行复合改性，可算是高温性能顶配沥青。

两档玄武岩粗集料和一档石灰岩细集料以及两种不同矿粉分别组配成合成级配3和合成级配4(列于表3),合成级配中0.075mm的通过量控制在10%左右，粗集料两档玄武岩总量控制在76%，是比较理想的级配组成。

表3 SMA-13级配组成表

根据表3中的合成级配3和合成级配4，采用复合改性沥青，分别通过马歇尔击实试验方法得到最佳油石比均为6.6%，混合料各项体积指标、力学指标、路用性能指标列于表4，按照《民用机场沥青道面设计规范》（MH/T5010-2016）（征求意见稿）中对于SMA-13沥青混合料的各项指标要求进行比较可知：全部指标均在规范所要求的范围之内，两种矿粉组配沥青混合料的各项性能指标基本一致，也属指标正常及相当，说明两种不同矿粉在SMA-13沥青混合料中具有相同的性能特点。

表4 SMA-13沥青混合料性能指标表

化学浸出试验

由于环保型再生玻璃砂是将重金属污泥、危险废物飞灰、炉渣加入适当填料经高温熔融加工而成，虽然有毒有害物质被全部焚毁，重金属封存不致溶出。但为了了解环保型再生玻璃砂加入沥青混合料后是否随时间的推移而出现有毒有害物质的渗出，根据《生活饮用水标准检测方法金属指标》（GB/T5750.6-2006），将四种沥青混合料（级配1~级配4）分别在60℃的水中浸泡约1小时后取得4个水样与普通自来水和长期浸泡试样用恒温水浴中水样一起进行6种金属元素的测试，测试结果列于表5，数据全部满足要求值，说明混合料浸出水样中没有发现此6种金属元素。

表5 混合料浸出水样检测数据表

经济性分析

环保型再生玻璃砂作为在沥青混合料中替代一般石灰岩磨细矿粉，除了在技术指标方面进行研究比较外，还需对其经济性指标进行分析比较。

飞灰是垃圾焚烧的必然产物，大约占焚烧垃圾量的3～5%。目前全国和上海分别产生飞灰约400万吨/年和15万吨/年，且逐年递增。目前，我国经济发达地区飞灰主要通过简易处理后运往安全填埋场填埋，不仅大量占用了安全填埋场的库容，且成本高，一般为2000～3000元/吨。以上海为例：每吨处理费按2500元计算，一年飞灰的处理费用约3.75亿元。同样上海产生重金属污泥约20万吨/年，同理一年的处理费用约5亿元。

以上对两种材料的处理既需要大量的费用，又可能产生二次污染的危险。

当前江浙沪一带沥青混合料中使用的矿粉品质比较好的为浙江湖州长兴一带生产的矿粉，主要特点是这一带的石灰岩比较纯且碱性比较强。目前出厂价为100元/吨左右，至上海的运费约70元/吨，合计现场价为170元/吨。

现暂定环保型再生玻璃砂的出厂价为90元/吨，产地在上海地区，上海地区合计现场价约为90+30=120元/吨。

按目前暂定价计算可节约50元/吨，对于一个建设项目来说节约费用也是非常可观。按上海每年计算为例：15万吨飞灰会产生15万吨环保型再生玻璃砂，20万吨重金属污泥产生约8万吨（一般按40%计）环保型再生玻璃砂，总共有23万吨环保型再生玻璃砂，总量可节约1150万元。

因此，环保型再生玻璃砂的应用，既节约了飞灰和重金属污泥非常昂贵的处理费用，同时又可作为一种新型建筑材料而节省了工程造价。

Claims (3)

1.含有环保型再生玻璃砂的沥青混合料，包括矿料和沥青，其特征在于；所述矿料包括粗集料、细集料和所述环保型再生玻璃砂，所述环保型再生玻璃砂占矿料的2-10%，所述百分比为重量百分比；所述环保型再生玻璃砂是将重金属污泥、危险废物飞灰、炉渣加入适当填料经高温熔融加工而成；所述含有环保型再生玻璃砂的沥青混合料浸出水样中镍元素＜0.006mg/L，镉元素＜0.004mg/L。

2.根据权利要求1所述的含有环保型再生玻璃砂的沥青混合料，其特征在于，它将AC20中的矿粉替换为所述环保型再生玻璃砂，其用量为矿料的2-4%。

3.根据权利要求1所述的含有环保型再生玻璃砂的沥青混合料，其特征在于，它将SMA-13中的矿粉替换为所述环保型再生玻璃砂，其用量为矿料的8-10%。