【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及道路工程，具體涉及一種預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料及制備方法與應用。
技術介紹
1、瀝青路面因良好行車舒適性、低噪音性、養(yǎng)護維修簡便等優(yōu)點被廣泛應用在道路鋪面工程中。交通量的增加、車輛額定載荷的提高、行駛速度的提升和超載對瀝青路面造成了嚴重破壞。預防性養(yǎng)護技術經常被用作提升路面服役性能和耐久性的措施，而其中，超薄磨耗層是預防性養(yǎng)護的關鍵技術之一。與熱拌預防性養(yǎng)護路面相比，冷拌預防性養(yǎng)護路面以其生產能耗低、有害氣體排放少、環(huán)境污染小的優(yōu)點得到了廣泛應用，也更符合低碳排放戰(zhàn)略。而冷拌路面雖有諸多優(yōu)點，但在實際應用過程中，仍存在與熱拌路面相比更易受環(huán)境和荷載影響并出現各種病害的問題，而且耐久性較差。
2、此外，瀝青路面的大量應用也造成了對填料、集料這類不可再生資源的巨大需求量，有必要尋找其替代品，將固體廢棄物應用于道路建設中也成為了重點探索方向之一。電石渣是由電石水解生產乙炔過程中產生的一種固體廢棄物。乙炔可進一步用于制備聚氯乙烯，廣泛應用于建筑、交通、電器、電子等領域。電石渣不僅污染環(huán)境，而且占用大量的存儲空間，其處理已成為當前的熱點問題。鋼渣以其優(yōu)異的強度、棱角性和耐磨性被認為是不可再生集料的優(yōu)秀替代品。鋼渣是鋼鐵冶煉過程中產生的副產品，主要由鈣、鐵、硅、鎂、鋁、錳、磷等元素的氧化物所組成。但鋼渣中的游離氧化鈣和氧化鎂在接觸水時會發(fā)生水化反應，并導致鋼渣體積膨脹，這可能對其在道路鋪面工程中的應用產生不利影響。
3、綜上所述，一種能夠合理利用固廢資源，降低生產能耗的高耐久、高抗滑冷拌瀝青混合料
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術的目的是提供一種預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料及制備方法與應用，以解決現有冷拌瀝青混合料耐久性和抗滑性能差，生產所需原料成本高，不可再生資源用量高，生產能耗高的問題。
2、本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下：
3、一種預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料，包括以下質量百分數的組分：改性冷拌瀝青黏結劑4.7%-8.6%，集料85.8%-93.9%和復合填料1.4%-5.6%；
4、其中，改性冷拌瀝青黏結劑包括以下重量份組分：乳化瀝青86-96份、雙酚a型水性環(huán)氧樹脂乳液1-5份、固化劑0.05-1份、消泡劑0.01-0.05份、水性聚氨酯乳液1.5-8份和羥丙基甲基纖維素1-3份。
5、本專利技術的有益效果為：本專利技術采用復合改性的方式對冷拌黏結劑進行改性，將環(huán)氧樹脂優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性和聚氨酯良好的低溫韌性、抗老化性相結合，環(huán)氧樹脂和聚氨酯物理交聯形成聚合物互穿網絡結構，兼具環(huán)氧和聚氨酯優(yōu)良性能的同時，還可以將瀝青錨固在集料表面，提升混合料抗水損害性能。
6、進一步地，固廢基冷拌瀝青混合料包括以下質量百分數的組分：改性冷拌瀝青黏結劑5.0%-8.0%，集料87.0%-92.0%和復合填料2.5%-5.0%；
7、其中，改性冷拌瀝青黏結劑包括以下重量份組分：乳化瀝青90-95份、雙酚a型水性環(huán)氧樹脂乳液1.5-4份、固化劑0.1-1份、消泡劑0.01-0.03份、水性聚氨酯乳液2-6份和羥丙基甲基纖維素1-2份。
8、優(yōu)選地，固廢基冷拌瀝青混合料包括以下質量百分數的組分：改性冷拌瀝青黏結劑7.45%，集料89.77%和復合填料2.78%。
9、其中，改性冷拌瀝青黏結劑包括以下重量份組分：乳化瀝青91.57份、雙酚a型水性環(huán)氧樹脂乳液2.20份、固化劑0.44份、消泡劑0.02份、水性聚氨酯乳液4.12份和羥丙基甲基纖維素1.65份。
10、進一步地，復合填料為水泥和電石渣的混合物，水泥和電石渣的質量比為17-50：1。
11、采用上述進一步技術方案的有益效果為：本專利技術通過將電石渣與水泥混合制備復合填料，電石渣可促進水泥水化以提高早期強度；同時電石渣的加入使得膠漿與集料間的極性差異減小，提高了冷拌瀝青混合料的黏附性能和抗水損害性能。
12、進一步地，復合填料為水泥和電石渣的混合物，水泥和電石渣的質量比為17-30：1。
13、優(yōu)選地，復合填料為水泥和電石渣的混合物，水泥和電石渣的質量比為21.2：1。
14、進一步地，集料包括粗集料和細集料，粗集料為預處理后的鋼渣，細集料為玄武巖和/或石灰?guī)r；其中粗集料和細集料的質量比為65-75：20-30。
15、進一步地，預處理后的鋼渣通過以下方法制備得到：先將鋼渣與鋼渣質量2%-6%的鋼渣預處理劑混合，然后于室溫靜置20-30?h，最后于40-60℃干燥8-12?h，制得；
16、鋼渣預處理劑包括以下重量份組分：羥基樹脂30-42份，脂肪族聚異氰酸酯8-16份，稀釋劑45-55份和催化劑0.01-0.03份；
17、其中，羥基樹脂為羥基丙烯酸樹脂、飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂中任意一種；脂肪族聚異氰酸酯為六亞甲基二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯；稀釋劑為乙酸丁酯或醋酸乙酯；催化劑為辛酸亞錫、二丁基錫二月桂酸酯和三亞乙基二胺中任意一種。
18、采用上述進一步技術方案的有益效果為：本專利技術通過對鋼渣進行表面改性，保留了其粗糙的表面和優(yōu)異的棱角，為混合料抗滑性能提供有力保障；同時將鋼渣表面密封，阻隔其中殘留的游離氧化鈣和氧化鎂與水反應，使得鋼渣混合料體積穩(wěn)定性優(yōu)良；鋼渣預處理劑反應后在鋼渣集料表面殘留的多余異氰酸酯基團可與瀝青發(fā)生化學結合，保證了混合料優(yōu)良的抗水損害性能。
19、進一步地，鋼渣預處理劑包括以下重量份組分：羥基樹脂33-38份，脂肪族聚異氰酸酯12-16份，稀釋劑46-51份和催化劑0.02-0.03份。
20、優(yōu)選地，鋼渣預處理劑包括以下重量份組分：羥基樹脂36.50份，脂肪族聚異氰酸酯13.48份，稀釋劑49.995份和催化劑0.025份。
21、進一步地，改性冷拌瀝青黏結劑通過以下方法制備得到：先將雙酚a型水性環(huán)氧樹脂乳液和固化劑混合攪拌5-10?min，加入消泡劑繼續(xù)攪拌1-3?min，然后將攪拌后的混合樣品加入到正在剪切的乳化瀝青中，以400-800?rpm轉速剪切3-8?min，最后加入水性聚氨酯乳液和羥丙基甲基纖維素繼續(xù)剪切3-7?min，制得。
22、進一步地，鋼渣預處理劑通過以下方法制備得到：將羥基丙烯酸樹脂和乙酸丁酯混合，以1000-2000?rpm轉速攪拌5-10?min使其混合均勻，然后加入六亞甲基二異氰酸酯，繼續(xù)攪拌2-5?min，最后加入辛酸亞錫，以300-600?rpm轉速攪拌1-3?min，制得鋼渣預處理劑。
23、進一步地，預處理鋼渣通過以下方法制備得到：將鋼渣加入攪拌容器中，攪拌過程中向攪拌中的鋼渣上噴灑以鋼渣質量計3%-5%質量分數的鋼渣預處理劑，攪拌完成后室溫放置20-30?h，最后在40-60℃下干燥8-12?h，制得預處理的鋼渣。
24、一種預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料的制備方法，包括本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料，其特征在于，所述固廢基冷拌瀝青混合料包括以下質量百分數的組分：改性冷拌瀝青黏結劑4.7%-8.6%，集料85.8%-93.9%和復合填料1.4%-5.6%；
2.根據權利要求1所述的預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料，其特征在于，所述固廢基冷拌瀝青混合料包括以下質量百分數的組分：改性冷拌瀝青黏結劑5.0%-8.0%，集料87.0%-92.0%和復合填料2.5%-5.0%；
3.根據權利要求1或2所述的預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料，其特征在于，所述復合填料為水泥和電石渣的混合物，水泥和電石渣的質量比為17-50：1。
4.根據權利要求1或2所述的預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料，其特征在于，所述集料包括粗集料和細集料，粗集料為預處理后的鋼渣，細集料為玄武巖和/或石灰?guī)r；其中粗集料和細集料的質量比為65-75：20-30。
5.根據權利要求4所述的預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料，其特征在于，所述預處理后的鋼渣通過以下方法制備得到：先將鋼渣與鋼渣質量2%-6%的鋼渣預處理劑混合，然后于室溫靜置20-30
6.根據權利要求1或2所述的預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料，其特征在于，所述改性冷拌瀝青黏結劑通過以下方法制備得到：先將雙酚A型水性環(huán)氧樹脂乳液和固化劑混合攪拌5-10?min，加入消泡劑繼續(xù)攪拌1-3?min，然后加入乳化瀝青以400-800?rpm轉速剪切3-8?min，最后加入水性聚氨酯乳液和羥丙基甲基纖維素繼續(xù)剪切3-7?min，制得。
7.權利要求1-6任一項所述的預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：向集料中加入改性冷拌瀝青黏結劑攪拌1-2?min，最后加入復合填料繼續(xù)攪拌1-2?min，制得。
8.一種預防養(yǎng)護用固廢基鋪路材料，其特征在于，所述鋪路材料包括權利要求1-6任一項所述的預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料和黏結層粘結劑。
9.根據權利要求8所述的預防養(yǎng)護用固廢基鋪路材料，其特征在于，所述黏結層粘結劑通過以下方法制備得到：先以400-600?rpm轉速剪切改性冷拌瀝青黏結劑1-3?min，然后加入納米纖維素，以500-800?rpm轉速剪切4-8?min，制得；
10.權利要求1-6任一項所述的固廢基冷拌瀝青混合料在路面鋪裝中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料，其特征在于，所述固廢基冷拌瀝青混合料包括以下質量百分數的組分：改性冷拌瀝青黏結劑4.7%-8.6%，集料85.8%-93.9%和復合填料1.4%-5.6%；
2.根據權利要求1所述的預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料，其特征在于，所述固廢基冷拌瀝青混合料包括以下質量百分數的組分：改性冷拌瀝青黏結劑5.0%-8.0%，集料87.0%-92.0%和復合填料2.5%-5.0%；
3.根據權利要求1或2所述的預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料，其特征在于，所述復合填料為水泥和電石渣的混合物，水泥和電石渣的質量比為17-50：1。
4.根據權利要求1或2所述的預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料，其特征在于，所述集料包括粗集料和細集料，粗集料為預處理后的鋼渣，細集料為玄武巖和/或石灰?guī)r；其中粗集料和細集料的質量比為65-75：20-30。
5.根據權利要求4所述的預防養(yǎng)護用固廢基冷拌瀝青混合料，其特征在于，所述預處理后的鋼渣通過以下方法制備得到：先將鋼渣與鋼渣質量2%-6%的鋼渣預處理劑混合，然后于室溫靜置20-30?h，最后于40-60℃干燥8-12?h，制得；
...【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：郭豪彥，周曉偉，王振軍，張婷，許旭，翟健梁，劉建飛，張海寶，王笑風，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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