本發(fā)明屬于道路材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種摻配玻璃集料的瀝青混合料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著越來越多的人開始認同可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，作為工業(yè)廢料和生活垃圾之一的廢玻璃開始受到了廣泛關(guān)注。據(jù)調(diào)查顯示，我國每年度廢棄玻璃數(shù)量為450～700萬噸，占城市生活垃圾的3％～5％，但回收率僅為10％左右。香港每年產(chǎn)生近12萬噸廢玻璃，將近90％被運往堆放填掩埋區(qū)而廢棄。這不僅給人們的生活帶來了不便，同時占用土地，污染環(huán)境，浪費資源。如何實現(xiàn)廢玻璃的合理回收再利用，是當(dāng)前社會迫切需要解決的課題。我們通常把廢棄的東西稱為垃圾，其實廢棄玻璃實際上只是一種被放錯了位置的資源，有很多是極容易加工再利用的，且轉(zhuǎn)化率相當(dāng)高。19世紀70年代，日本、美國等將玻璃瀝青混合料用于重型貨車使用的道路，滿足個性能指標(biāo)，并取得良好的使用效果。日本等將廢棄玻璃運用于瀝青混合料中，在對廢棄玻璃的回收利用方面，取得了顯著的實踐成果。他們在玻璃鋪筑方面的探索應(yīng)用，尤其值得借鑒。在人行道等行車荷載較小的路面，作為玻璃骨料直接鋪筑在底基層，在行車荷載較大的路面，在底基層上加鋪一層厚度30～40cm的瀝青混合料，以提高其承載能力。施工時，將玻璃集料加入拌合鍋，加入TPS改性劑，攪拌均勻，由專用瀝青運輸車載至現(xiàn)場，攤鋪、振動壓實成型。目前，由于設(shè)備、技術(shù)、成本等因素，我國對廢玻璃瀝青混合料的研究比較少，對廢玻璃瀝青混合料的性能缺乏全面系統(tǒng)了解，以致在道路工程實踐中難以實施，沒有得到推廣和持久應(yīng)用。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種摻配玻璃集料的瀝青混合料及其制備方法，制備的混合料具有變形性能和熱力學(xué)性能好，高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性高的優(yōu)點，從而提高了廢玻璃的利用率，綠色環(huán)保。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種摻配玻璃集料的瀝青混合料，按質(zhì)量份計，包括6.0～10.0份的基質(zhì)瀝青、12.0～20.0份的粗玻璃集料、6.0～18.0份的細玻璃集料、8.0～16.0份的礦粉和1.0～1.5份的TPS改性劑；所述粗玻璃集料的顆粒粒徑大于4.75mm小于等于16mm；所述細玻璃集料的顆粒粒徑大于0.6mm小于等于4.75mm；所述礦粉為石灰?guī)r礦物質(zhì)粉末。所述粗玻璃集料包括粒徑大于4.75mm小于等于9.5mm的A、粒徑大于9.5mm小于等于13.2mm的B和粒徑大于13.2mm小于等于16mm的C，且A、B和C的質(zhì)量比為：8∶9∶4。所述細玻璃集料包括粒徑大于0.6mm小于等于1.18mm的D、粒徑大于1.18mm小于等于2.36mm的E和粒徑大于2.36mm小于等于4.75mm的F，且D、E和F的質(zhì)量比為：9∶23∶57。所述礦粉的粒徑小于等于0.6mm。所述基質(zhì)瀝青為SK-90#基質(zhì)瀝青。所述瀝青混合料按質(zhì)量份計，包括8.0份的基質(zhì)瀝青、16.0份的粗玻璃集料、8.8份的細玻璃集料、10.5份的礦粉和1.2份的TPS改性劑。一種摻配玻璃集料的瀝青混合料的制備方法，包括以下步驟：1)將廢玻璃放入粉碎機進行粉碎，粉碎后篩分得到粗玻璃集料和細玻璃集料；2)將粗玻璃集料和細玻璃集料清洗后烘干備用；3)將基質(zhì)瀝青加熱至液態(tài)后加入TPS改性劑拌合，然后依次加入粗玻璃集料、細玻璃集料和礦粉，拌合后得到瀝青混合料。所述步驟2)中首先將粗玻璃集料和細玻璃集料在純水中清洗后過濾掉雜質(zhì)，然后在真空度為0.3～0.4kPa，溫度為50～70℃條件下將粗玻璃集料和細玻璃集料在純水中浸泡60～120分鐘，最后置于恒溫干燥箱中烘干備用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的玻璃瀝青混合料，以回收的廢棄玻璃為原料，經(jīng)破碎、預(yù)處理后作為混合料集料，混合料具有變形性能和熱力學(xué)性能好，高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性高的優(yōu)點，從而提高了廢玻璃的利用率，綠色環(huán)保，經(jīng)試驗驗證滿足交通部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)中對于行人及非機動車道路的要求，且具有彈性恢復(fù)能力強，行人、行車舒適的優(yōu)點，可以應(yīng)用于荷載較輕，對變形及行走舒適性有一定要求的鋪面，如人行道以及公園、步行街道。本發(fā)明的制備方法工藝過程簡單，易于操作，需求設(shè)備成本低，易于實現(xiàn)，使廢玻璃能夠應(yīng)用于道路材料，提高了廢玻璃的利用率，綠色環(huán)保。具體實施方式下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步的解釋說明。本發(fā)明瀝青混合料，按質(zhì)量份計，包括6.0～10.0份的基質(zhì)瀝青、12.0～20.0份的粗玻璃集料、6.0～18.0份的細玻璃集料、8.0～16.0份的礦粉和1.0～1.5份的TPS改性劑；所述粗玻璃集料的顆粒粒徑大于4.75mm小于等于16mm；所述細玻璃集料的顆粒粒徑大于0.6mm小于等于4.75mm；礦粉為石灰?guī)r礦物質(zhì)粉末。優(yōu)選地，瀝青混合料按質(zhì)量份計，包括8.0份的基質(zhì)瀝青、16.0份的粗玻璃集料、8.8份的細玻璃集料、10.5份的礦粉和1.2份的TPS改性劑。粗玻璃集料包括粒徑大于4.75mm小于等于9.5mm的A、粒徑大于9.5mm小于等于13.2mm的B和粒徑大于13.2mm小于等于16mm的C，且A、B和C的質(zhì)量比為：8∶9∶4。細玻璃集料包括粒徑大于0.6mm小于等于1.18mm的D、粒徑大于1.18mm小于等于2.36mm的E和粒徑大于2.36mm小于等于4.75mm的F，且D、E和F的質(zhì)量比為：9∶23∶57。礦粉的粒徑小于等于0.6mm。基質(zhì)瀝青為SK-90#基質(zhì)瀝青。TPS改性劑由西安華澤道路材料有限公司提供。本發(fā)明制備方法，包括以下步驟：1)將廢玻璃放入粉碎機進行粉碎，粉碎后進行篩分分析，分離出來粒徑大于4.75mm小于等于16mm的顆粒作為得到粗玻璃集料，粒徑大于0.6mm小于等于4.75mm的顆粒作為細玻璃集料；2)首先將粗玻璃集料和細玻璃集料在純水中清洗后過濾掉殘留雜質(zhì)，然后在真空度為0.3～0.4kPa，溫度為50～70℃條件下將粗玻璃集料和細玻璃集料在純水中浸泡60～120分鐘，最后置于恒溫干燥箱中烘干備用；3)將基質(zhì)瀝青加熱至液態(tài)后加入TPS改性劑拌合，然后依次加入粗玻璃集料、細玻璃集料和礦粉，拌合后得到瀝青混合料。實施例一：瀝青混合料1000g為例所用原料及其用量為：SK-90#基質(zhì)瀝青179.8g、粗玻璃集料359.5g、細玻璃集料197.7g、礦粉236.0g和TPS改性劑27.0g；質(zhì)量份如下：SK-90#基質(zhì)瀝青8.0份，粗玻璃集料16.0份，細玻璃集料8.8份，礦粉10.5份，TPS改性劑1.2份。SK-90#基質(zhì)瀝青由廣州市路寶瀝青有限公司提供；廢玻璃集料粒徑大于0.6mm小于等于16mm；其中，粗玻璃集料為粒徑大于4.75mm小于等于16mm范圍的廢棄玻璃，細玻璃集料為粒徑大于0.6mm小于等于4.75mm的玻璃粉屑；粗玻璃集料中粒徑大于4.75mm小于等9.5mm的集料A與粒徑大于9.5mm小于等于13.2mm的集料B、粒徑大于13.2mm小于等于16mm的集料C的質(zhì)量比為8∶9∶4；細玻璃集料是粒徑大于0.6mm小于等于4.75mm的破碎玻璃片或玻璃纖維，其中粒徑大于0.6mm小于等于1.18mm的集料D與粒徑大于1.18mm小于等于2.36mm的集料E、粒徑大于2.36mm小于等于4.75mm的集料F的質(zhì)量比為9∶23∶57；礦粉是由石灰?guī)r經(jīng)磨細加工成粒徑小于等于0.6mm的礦物質(zhì)粉末。制備方法為：1、廢玻璃集料的篩選：將廢玻璃經(jīng)過篩分，得到0.6～1.18mm、1.18～2.36mm、2.36～4.75mm3檔細玻璃集料，和4.75～9.5mm、9.5～13.2mm、13.2～16mm3檔粗玻璃集料；2、廢玻璃集料的預(yù)處理：將廢玻璃集料放入清水中，小心清洗并過濾掉粘在碎玻璃上的細小無機物和瓶子上的商標(biāo)紙等殘留雜物，然后在真空度為0.3～0.4kPa、溫度為50～70℃條件下，用清水浸泡破碎的細玻璃集料和粗玻璃集料各60～120分鐘，撈出置于恒溫干燥箱中180℃干燥12小時以上，即為待用集料；3、混合料的拌合取上述質(zhì)量配比的原料，將SK-90#基質(zhì)瀝青加熱至160℃，拌合鍋升溫至170℃，加入TPS改性劑，加熱2～3分鐘，依次加入粗玻璃集料、細玻璃集料、礦粉，180℃拌合4～5分鐘，得到瀝青混合料。對實施一得到的瀝青混合料成型試件，進行了各種性能測試，具體情況如下：實驗儀器：MDJ-4536型瀝青混合料自動擊實儀，由無錫建儀實驗器材有限公司提供；LWD-3型全自動馬歇爾試驗儀，由北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司提供；LHPL-6型瀝青混合料低溫劈裂實驗儀，由滄州恒德建筑儀器器材有限公司提供。DRXL-II導(dǎo)熱系數(shù)測試儀，由湖南省湘潭市儀器儀表有限公司提供；HYCZ-5型科研多用途全自動車轍試驗儀，由西安亞星土木儀器有限公司提供。1、毛體積密度測試：按照交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)JTJ052-2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中的T0702-2000試件成型方法成型馬歇爾試件，按照交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)JTJ052-2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中的T0708-2000壓實瀝青混合料密度試驗方法進行毛體積密度測試，測試結(jié)果見下表：混合料類型測試結(jié)果玻璃瀝青混合料(g/cm3)1.82-1.98普通瀝青混合料(g/cm3)2.43-2.75由上表可見，玻璃瀝青混合料密度只有普通瀝青混合料的3/4左右，自重減輕了。2、熱力學(xué)性能測試：混合料的熱力學(xué)性能采用熱導(dǎo)系數(shù)進行評價，熱導(dǎo)系數(shù)的測試按照GB/T10297-1998《非金屬固體導(dǎo)熱系數(shù)的測定(熱線法)》進行，試件尺寸為20cm×20cm×2cm，采用車轍板切割的方式得到，實驗結(jié)果下表：混合料類型熱導(dǎo)系數(shù)(W/m·K)普通瀝青混合料1.6-2.8玻璃瀝青混合料1.1-1.4由上表所示，玻璃瀝青混合料的熱導(dǎo)系數(shù)小于普通瀝青混合料，具有較良好的保溫效果。3、變形性能試驗：混合料的變形性能采用泊松比來評價，泊松比的測量按照交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)JTJ052-2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中T0716-1993瀝青混合料劈裂試驗進行評價，實驗結(jié)果見下表：混合料類型劈裂試驗泊松比普通瀝青混合料0.3-0.6玻璃瀝青混合料0.4-0.65由表可見，玻璃瀝青混合料的20℃劈裂強度泊松比遠大于普通瀝青混合料，顯示出良好的變形能力。4、水穩(wěn)定性實驗：按照交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)JTJ052-2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》的T0702-2000規(guī)定成型試件，采用通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中的T0729-2000凍融劈裂試驗對木質(zhì)瀝青混合料水穩(wěn)定性進行評價，實驗結(jié)果見下表：試驗指標(biāo)規(guī)范要求試驗結(jié)果劈裂強度比(％)>7073.2由表可見，本發(fā)明玻璃瀝青混合料的劈裂強度比達到了交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJF40-2004)中干旱半干旱區(qū)普通瀝青混合料等級的要求。5、馬歇爾試驗：按照交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)JTJ052-2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中的T0702-2000試件成型方法成型馬歇爾試件，按照交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中的T0709-2000試驗方法進行穩(wěn)定度測定。實驗結(jié)果見下表：試驗指標(biāo)規(guī)范要求(行人道路)試驗結(jié)果穩(wěn)定度(kN)34.84孔隙率(％)2-43.27瀝青飽和度70-8571.3由表可見，玻璃瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度、空隙率、瀝青飽和度都達到了交通部標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJF40-2004)中行人道路等級的要求。6、高溫穩(wěn)定性試驗：按照交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)JTJ052-2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程中的T0703-1993試件成型方法制備尺寸為300mm×300mm×50mm的試件，并按照交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中的T0719-1993試驗方法，采用HYCZ-5型科研多用途自動車轍儀進行車轍試驗，對混合料的高溫穩(wěn)定性進行評價(試驗溫度：60℃；輪壓：07±0.05MP)。實驗結(jié)果見下表：試驗指標(biāo)規(guī)范要求實驗結(jié)果動穩(wěn)定度(次/mm)600-800649由表可見，本發(fā)明玻璃瀝青混合料的動穩(wěn)定度達到了交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJF40-2004)中夏涼區(qū)普通瀝青混合料等級的要求。試驗結(jié)論：本發(fā)明玻璃瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度、動穩(wěn)定度和劈裂強度比都能滿足規(guī)范要求，說明這種混合料可滿足混合料的高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性的規(guī)范要求。實施例二：廢玻璃瀝青混合料1000g為例所用原料及其用量為：SK-90#基質(zhì)瀝青181.9g、粗玻璃集料363.6g、細玻璃集料181.9g、礦粉242.4g、TPS改性劑30.2g；上述原料的質(zhì)量份如下：SK-90#基質(zhì)瀝青6.0份、粗玻璃集料12.0份、細玻璃集料6.0份、礦粉8份、TPS改性劑1份。上述原料的各項指標(biāo)和制備方法與實施例一相同。實施例三：以瀝青混合料1000g為例所用原料及其用量為：SK-90#基質(zhì)瀝青152.7g、粗玻璃集料305.3g、細玻璃集料274.8g、礦粉244.3g、TPS改性劑22.9g。上述原料的質(zhì)量份如下：SK-90#基質(zhì)瀝青10.0份、粗玻璃集料20.0份、細玻璃集料18.0份、礦粉16.0份、TPS改性劑1.5份。上述原料的各項指標(biāo)、制備方法與實施例一相同。實施例四：瀝青混合料原料的質(zhì)量份如下：SK-90#基質(zhì)瀝青6.0份、粗玻璃集料12.0份、細玻璃集料12.0份、礦粉10.0份、TPS改性劑1.2份。實施例五：瀝青混合料原料的質(zhì)量份如下：SK-90#基質(zhì)瀝青8.0份、粗玻璃集料18.0份、細玻璃集料8.0份、礦粉14.0份、TPS改性劑1.0份。實施例六：瀝青混合料原料的質(zhì)量份如下：SK-90#基質(zhì)瀝青10.0份、粗玻璃集料12.0份、細玻璃集料18.0份、礦粉8.0份、TPS改性劑1.3份。實施例七：瀝青混合料原料的質(zhì)量份如下：SK-90#基質(zhì)瀝青10.0份、粗玻璃集料20.0份、細玻璃集料18.0份、礦粉8.0份、TPS改性劑1.0份。實施例八：瀝青混合料原料的質(zhì)量份如下：SK-90#基質(zhì)瀝青6.0份、粗玻璃集料12.0份、細玻璃集料18.0份、礦粉16.0份、TPS改性劑1.5份。本發(fā)明的玻璃瀝青混合料，以回收的廢棄玻璃為原料，經(jīng)破碎、預(yù)處理后作為混合料集料，經(jīng)試驗驗證可以滿足交通部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)中對于行人及非機動車道路的要求，且具有彈性恢復(fù)能力強，行人、行車舒適的優(yōu)點，可以應(yīng)用于荷載較輕，對變形及行走舒適性有一定要求的鋪面，如人行道以及公園、步行街道。當(dāng)前第1頁1 2 3