CN109516718B - 一种铺路材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种铺路材料，所述铺路材料包括二氧化碳共聚物原料、二氧化碳共聚物敷料、乙酸乙酯、玄武岩纤维、碳纤维以及碎石中的至少一种。本发明实施例还公开了一种制备所述的铺路材料的方法，其包括：将粉碎的二氧化碳共聚物原料与乙酸乙酯加入到搅拌釜中混合搅拌，直至二氧化碳共聚物原料全部溶解，获得到第一混合物；将部分二氧化碳共聚物敷料加入到二氧化碳共聚物原料混合物中浸泡、搅拌后，获得第二混合物，将剩余二氧化碳共聚物敷料加入第二混合物中，搅拌直至全部溶解，获得第三混合物；选取不同粒径碎石按照级配比与第三混合物混合，并加入玄武岩纤维、碳纤维搅拌混合得到铺路材料。

Description

一种铺路材料及其制备方法

技术领域

本发明实施例涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种铺路材料及其制备方法。

背景技术

目前，沥青混合料已经成为一种常见的路面建筑材料被应用于建设道路。路用沥青虽然经过不断地改良优化，但仍然存在一些问题未被解决。路用沥青主要分为地沥青和焦油沥青两大类。沥青及其烟气对皮肤粘膜具有抚慰性、有光毒作用和致癌作用。此外，沥青烟还可以通过呼吸道和皮肤而引起中毒，发生皮炎、视力模糊、头疼、胸闷等症状。焦油沥青中的岩页沥青就具有致癌性。而地沥青中的石油沥青虽然具有较高的感温性，所挥发的成分很少，但仍有高分子的碳氢化合物未被回收，这些物质或多或少对人体健康都存在着危害。此外，沥青材料的温度稳定性不够好，夏季温度过高导致其软化易形成车辙，冬季温度过低可将其冻脆裂。沥青在运输和搅拌过程中也需要一定的温度保证，导致运输不方便。铺设的路面会随着交通量的迅速增长以及重轴载车辆的增多，路面会开裂、推移、车辙等，需要经常性的检查和修复。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种铺路材料及其制备方法，以解决现有技术中由于使用沥青材料而导致的环境污染、路面开裂等问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种铺路材料，所述铺路材料包括二氧化碳共聚物原料、二氧化碳共聚物敷料、乙酸乙酯、玄武岩纤维、碳纤维以及碎石中的至少一种。

优选的，所述二氧化碳共聚物敷料为二氧化碳共聚物医用敷料生产过程中的下脚料，所述二氧化碳共聚物敷料的主要成分为二氧化碳共聚物和木质纤维。

优选的，所述二氧化碳共聚物敷料中，所述二氧化碳共聚物与所述木质纤维的重量比为1:1。

优选的，所述碎石的粒径范围为0.075mm-16mm。

优选的，所述二氧化碳共聚物原料的平均粒径小于3mm，所述二氧化碳共聚物敷料的平均粒径小于5mm。

优选的，所述铺路材料包括以下质量份数的原料：20-40份二氧化碳共聚物原料、30-60份二氧化碳共聚物敷料、100-300份乙酸乙酯、1-10份玄武岩纤维、0.5-8份碳纤维以及200-600份碎石。

本发明实施例还提供一种制备所述铺路材料的方法，其包括：

将粉碎的二氧化碳共聚物原料与乙酸乙酯加入到搅拌釜中混合搅拌，直至二氧化碳共聚物原料全部溶解，获得到第一混合物；

将部分二氧化碳共聚物敷料加入到二氧化碳共聚物原料混合物中浸泡、搅拌后，获得第二混合物，将剩余二氧化碳共聚物敷料加入第二混合物中，搅拌直至全部溶解，获得第三混合物；

选取不同粒径碎石按照级配比与第三混合物混合，并加入玄武岩纤维、碳纤维搅拌混合得到铺路材料。

优选的，所述碎石的级配质量百分比为：5％的13.2mm级配碎石矿料、34％的9.5mm级配碎石矿料、17％的4.75mm级配碎石矿料、12％的2.36mm级配碎石矿料、9.5％的1.18mm级配碎石矿料、6.5％的0.6mm级配碎石矿料、5％的0.3mm级配碎石矿料、4.5％的0.15mm级配碎石矿料、6.5％的0.075mm级配碎石矿料。

优选的，所述粉碎的二氧化碳共聚物原料与乙酸乙酯加入到搅拌釜中混合搅拌的时间为4-8小时。

优选的，所述部分二氧化碳共聚物敷料加入到二氧化碳共聚物原料混合物中浸泡20-28小时。

本发明具有以下有益效果；

本发明实施例采用的二氧化碳共聚物原料是以二氧化碳为主要原料经化学方法合成而制得的绿色高分子材料，可完全生物降解。并且在一次性医用敷料、医用包装材料、一次性输液器材等医用材料上得到了很好的利用。本发明实施例基于二氧化碳共聚物医用敷料生产过程中的下脚料，再生利用率高，可实施性高并且无毒无害，适用于在道路路面技术领域应用上的开发和研究一种铺路材料，其属于一种环保型材料，二氧化碳共聚物医用敷料生产过程中的下脚料循环再生利用，实现了资源的持续利用，节约环保。此种混合料无毒且对人体无害，不管在高温还是低温状态下稳定性都很好，且容易养护，运输、搅拌以及摊铺过程对温度和环境要求不高，养生阶段时间适中。本发明混合料各项测试指标均达到铺路标准，并且各项路用性能良好，使其在最大荷载、稳定度、抗压强度和耐损性能方面相比于沥青材料提升很多，同时有环保、降低能耗、增加经济效益等优点。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，玄武岩纤维是玄武岩石料在1450℃-1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，强度与高强度玻璃纤维相当。玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，其主要成分是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。

本发明实施例中，碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。

本发明的实施例提供一种铺路材料，其包括二氧化碳共聚物原料、二氧化碳共聚物敷料、乙酸乙酯、玄武岩纤维、碳纤维以及碎石中的至少一种。其中，二氧化碳共聚物敷料为二氧化碳共聚物医用敷料生产过程中的下脚料，二氧化碳共聚物敷料的主要成分为二氧化碳共聚物和木质纤维。二氧化碳共聚物敷料中，二氧化碳共聚物与木质纤维的重量比为1:1。

其中，铺路材料包括以下质量份数的原料：20-40份二氧化碳共聚物原料、30-60份二氧化碳共聚物敷料、100-300份乙酸乙酯、1-10份玄武岩纤维、1-8份碳纤维以及200-600份碎石。本发明实施例的铺路材料利用二氧化碳共聚物敷料制备的铺路材料，可大大降低道路修建的成本，同时，也对二氧化碳共聚物敷料进行有效的回收利用，起到低碳环保作用。

本发明实施例的铺路材料的制备方法包括以下步骤：

通过切胶机将数均分子量为4万-15万的二氧化碳共聚物原料切割成粒径小于10cm的块状，然后利用粉碎机将切割出来的块状二氧化碳共聚物粉碎成粒径小于3mm的颗粒；利用粉碎机将二氧化碳共聚物敷料粉碎成颗粒状，其颗粒的粒径小于5mm。

将二氧化碳共聚物原料、二氧化碳共聚物敷料、乙酸乙酯溶液按照一定的质量比例进行称取。先将乙酸乙酯倒入搅拌釜，开启搅拌釜，以300r/min搅拌，在搅拌的情况下，加入二氧化碳共聚物原料，搅拌5-6小时直至溶解完全，获得第一混合物，然后将部分二氧化碳共聚物敷料倒入搅拌釜，继续搅拌直至完全溶解，关闭搅拌釜，浸泡24小时，然后搅拌1小时，获得第二混合物，再剩余的二氧化碳共聚物敷料倒入搅拌釜中与第二混合物混合，一直搅拌直至溶解完全，制备出含有二氧化碳共聚物乙酸乙酯溶液的第三混合物。

通过筛料机从碎石中筛出级配范围不同粒径的碎石，选取密级配细粒式粒径范围在0.075mm-16mm范围内的碎石，取不同级配范围内的碎石按照一定的质量比例混合均匀；将混合均匀的碎石、玄武岩纤维、碳纤维与含二氧化碳共聚物乙酸乙酯溶液的第三混合物进行混合。具体的，先将碎石、玄武岩纤维、碳纤维倒入搅拌釜中搅拌一定时间，再倒入称量好的二氧化碳共聚物乙酸乙酯溶液，共同搅拌一定时间形成本发明实施例的铺路材料。将铺路材料装入模具，制作成标准试件，进行检测。

本发明实施例的铺路材料的原料为二氧化碳共聚物敷料、二氧化碳共聚物原料、乙酸乙酯溶液、碎石、玄武岩短纤维、碳纤维，上述原料容易获取，成本低，配方合理，制备方法简单可靠，在最大荷载、稳定度、冻融劈裂残留强度、抗压强度等发面都达到了使用的标准，可以延长路面使用寿命、防止路面开裂，具有减缓路面热胀冷缩的功能，同时本发明实施例利用二氧化碳共聚物医用敷料生产过程中的下脚料，本身对环境无污染，大大降低了道路修建的成本，有效对下脚料进行回收利用，起到低碳环保作用，具有良好的经济效应和社会效应，适于大力推广。

实施例1

本实施例中，通过切胶机将二氧化碳共聚物原料切割成粒径小于10cm的块状，然后用粉碎机将切割出来的块状二氧化碳共聚物原料粉碎成粒径小于3mm的颗粒，利用粉碎机将二氧化碳共聚物敷料粉碎成粒径小于5mm的颗粒。

分别称取二氧化碳共聚物原料30kg，二氧化碳共聚物敷料50kg，乙酸乙酯200kg，玄武岩纤维2kg，碳纤维1kg。开启搅拌釜，以300r/min搅拌，先将乙酸乙酯倒入搅拌釜，在搅拌的情况下，加入二氧化碳共聚物原料颗粒30kg，搅拌5小时直溶解完全，获得第一混合物，然后将二氧化碳共聚物敷料颗粒30kg倒入搅拌釜中与第一混合混合，搅拌直至二氧化碳共聚物敷料完全溶解，关闭搅拌釜，浸泡24小时，获得第二混合物。然后，开启搅拌釜搅拌1小时，将剩余的二氧化碳共聚物敷料20kg倒入搅拌釜中，一直搅拌直至剩余的二氧化碳共聚物敷料溶解完全，获得含有二氧化碳共聚物乙酸乙酯溶液的第三混合物。

选取密级配细粒式粒径范围在0.075mm-16mm范围内的碎石矿料，通过筛料机从碎石中筛出级配范围中不同粒径的碎石，如表1所示，级配碎石混合料级配组成。

表1

通过筛料机从碎石矿料中筛出以下AC-10级配范围矿料：13.2、9.5、4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15、0.075(单位均为mm)。

具体的，各配级碎石矿料所占矿料质量百分比包括：5％的13.2mm级配碎石矿料、34％的9.5mm级配碎石矿料、17％的4.75mm级配碎石矿料、12％的2.36mm级配碎石矿料、9.5％的1.18mm级配碎石矿料、6.5％的0.6mm级配碎石矿料、5％的0.3mm级配碎石矿料、4.5％的0.15mm级配碎石矿料、6.5％的0.075mm级配碎石矿料。

将不同粒径的碎石矿料按照级配比共称量500kg倒入搅拌釜搅拌5分钟，再倒入含有二氧化碳共聚物乙酸乙酯溶液的第三混合物100kg，共同搅拌5分钟，最后，将玄武岩纤维2kg，碳纤维1.5kg倒入搅拌釜共同搅拌5分钟，搅拌均匀形成本发明实施例的铺路材料。

实施例2

本实施例中，与实施例1的区别在于，分别称取二氧化碳共聚物原料20kg，二氧化碳共聚物敷料30kg，乙酸乙酯100kg，玄武岩纤维1kg，碳纤维0.5kg。开启搅拌釜，以300r/min搅拌，先将乙酸乙酯倒入搅拌釜，在搅拌的情况下，加入二氧化碳共聚物原料颗粒20kg，搅拌5小时直溶解完全，获得第一混合物，然后将二氧化碳共聚物敷料颗粒20kg倒入搅拌釜中与第一混合混合，搅拌直至二氧化碳共聚物敷料完全溶解，关闭搅拌釜，浸泡24小时，获得第二混合物。然后，开启搅拌釜搅拌1小时，将剩余的二氧化碳共聚物敷料10kg倒入搅拌釜中，一直搅拌直至剩余的二氧化碳共聚物敷料溶解完全，获得含有二氧化碳共聚物乙酸乙酯溶液的第三混合物。

将不同粒径的碎石矿料按照级配比共称量200kg倒入搅拌釜搅拌5分钟，再倒入含有二氧化碳共聚物乙酸乙酯溶液的第三混合物50kg，共同搅拌5分钟，最后，将玄武岩纤维1kg，碳纤维0.5kg倒入搅拌釜共同搅拌5分钟，搅拌均匀形成本发明实施例的铺路材料。

实施例3

本实施例中，其与实施例1的区别在于，分别称取二氧化碳共聚物原料40kg，二氧化碳共聚物敷料60kg，乙酸乙酯300kg，玄武岩纤维10kg，碳纤维8kg。开启搅拌釜，以300r/min搅拌，先将乙酸乙酯倒入搅拌釜，在搅拌的情况下，加入二氧化碳共聚物原料颗粒40kg，搅拌5小时直溶解完全，获得第一混合物，然后将二氧化碳共聚物敷料颗粒40kg倒入搅拌釜中与第一混合混合，搅拌直至二氧化碳共聚物敷料完全溶解，关闭搅拌釜，浸泡24小时，获得第二混合物。然后，开启搅拌釜搅拌1小时，将剩余的二氧化碳共聚物敷料20kg倒入搅拌釜中，一直搅拌直至剩余的二氧化碳共聚物敷料溶解完全，获得含有二氧化碳共聚物乙酸乙酯溶液的第三混合物。

将不同粒径的碎石矿料按照级配比共称量600kg倒入搅拌釜搅拌5分钟，再倒入含有二氧化碳共聚物乙酸乙酯溶液的第三混合物200kg，共同搅拌5分钟，最后，将玄武岩纤维10kg，碳纤维8kg倒入搅拌釜共同搅拌5分钟，搅拌均匀形成本发明实施例的铺路材料。

试验例

本实施例中，将实施例1至实施例3制备的任一铺路材料装入模具中，用马歇尔试验机打成马歇尔试件。卸去套筒和底座，将装有马歇尔试件的试模横向放置，冷却不小于12h至室温后，置脱模机上脱出马歇尔试件，对该试件进行性能测试。如表2所示，马歇尔试件的性能测试。

表2马歇尔进行性能测试

从表2可以看出，本发明实施例的铺路材料制备的试件与沥青路相比，稳定度是沥青路的7倍，高温稳定性是沥青路的20倍以上，另外沥青路的使用寿命位为8-15年，而本铺路材料使用寿命为15-25年，更为关键的是铺设沥青路一平米价格为70-90元，而本发明主要原料为二氧化碳共聚物敷料下脚料，大大的降低了成本，铺设一平米价格仅为45元。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种铺路材料，其特征在于，所述铺路材料包括以下质量份数的原料：20-40份二氧化碳共聚物原料、30-60份二氧化碳共聚物敷料、100-300份乙酸乙酯、1-10份玄武岩纤维、0.5-8份碳纤维以及200-600份碎石；

其中，所述二氧化碳共聚物敷料为二氧化碳共聚物医用敷料生产过程中的下脚料，所述二氧化碳共聚物敷料的主要成分为二氧化碳共聚物和木质纤维；所述二氧化碳共聚物原料是以二氧化碳为主要原料经化学方法合成的绿色高分子材料。

2.如权利要求1所述的铺路材料，其特征在于，所述二氧化碳共聚物敷料中，所述二氧化碳共聚物与所述木质纤维的重量比为1:1。

3.如权利要求1所述的铺路材料，其特征在于，所述碎石的粒径范围为0.075mm-16mm。

4.如权利要求1所述的铺路材料，其特征在于，所述二氧化碳共聚物原料的平均粒径小于3mm，所述二氧化碳共聚物敷料的平均粒径小于5mm。

5.一种制备权利要求1所述的铺路材料的方法，其特征在于包括：将粉碎的二氧化碳共聚物原料与乙酸乙酯加入到搅拌釜中混合搅拌，直至二氧化碳共聚物原料全部溶解，获得到第一混合物；将部分二氧化碳共聚物敷料加入到二氧化碳共聚物原料混合物中浸泡、搅拌后，获得第二混合物，将剩余二氧化碳共聚物敷料加入第二混合物中，搅拌直至全部溶解，获得第三混合物；选取不同粒径碎石按照级配比与第三混合物混合，并加入玄武岩纤维、碳纤维搅拌混合得到铺路材料。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述碎石的级配质量百分比为：5%的13.2mm级配碎石矿料、34%的9.5mm级配碎石矿料、17%的4.75mm级配碎石矿料、12%的2.36mm级配碎石矿料、9.5%的1.18mm级配碎石矿料、6.5%的0.6mm级配碎石矿料、5%的0.3mm级配碎石矿料、4.5%的0.15mm级配碎石矿料、6.5%的0.075mm级配碎石矿料。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述粉碎的二氧化碳共聚物原料与乙酸乙酯加入到搅拌釜中混合搅拌的时间为4-8小时。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述部分二氧化碳共聚物敷料加入到二氧化碳共聚物原料混合物中浸泡20-28小时。