[发明专利]一种牛粪灰沥青混凝土路面材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沥青混凝土路面材料，特别涉及一种牛粪灰沥青混凝土路面材料及其制备方法。

背景技术

随着沥青混凝土路面在公路工程中的广泛应用，其耐久性和路面结构的早期破坏现象也日益突显。现场调查结果表明，很多沥青公路工程在投入使用一到两年后，甚至不到一年的时间内，其沥青面层就产生了大量麻面、松散、掉粒、唧浆、坑洞、网裂等破坏现象，沥青混凝土内部结构受到严重剥蚀剥，这已经成为我国公路工程沥青混凝土路面破坏的主要形式。沥青混凝土路面的服务性能受到严重削弱，其使用寿命也大大缩短，造成了严重的经济损失和不必要的浪费。

主要原因在于，沥青混凝土中的沥青胶浆由沥青和矿粉组成，一定程度上呈酸性，这会引起其与集料之间的粘聚力不足，而导致沥青混凝土路面发生破坏。因此，降低沥青胶浆的酸性程度是提高沥青与集料界面的粘附性且改善沥青路面使用性能的关键。

近几年，随着国家节能环保要求的提高，废弃物在沥青混凝土路面中的应用越来越受到国内外的重视，特别是能够明显提高混凝土路用性能的废弃物。牛粪的主要成分是没有被牛消化掉的纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、有机质、尿素以及钾、钠、钙、镁等无机盐，在我国西北地区数量较多；其主要化学成分为SiO₂、CaO、Al₂O₃和Fe₂O₃，这与普通硅酸盐水泥的化学成分类似，水溶液呈碱性。

因此，本发明针对沥青混凝土路面发生损害现象的特点，采用牛粪灰并按一定比例代替石灰石矿粉，制备路用性能优异的沥青混凝土路面材料。

发明内容

针对背景技术中沥青混凝土路面损坏的问题，本发明的目的在于，提供一种性能优异的牛粪灰沥青混凝土路面材料。

为了实现上述任务，本发明采取如下具体的技术解决方案予以实现：

一种牛粪灰沥青混凝土路面材料，其特征在于，所述的牛粪灰沥青混凝土路面材料由下列原材料及其体积百分比组成：

石灰石集料占89％～89.5％；石灰石矿粉占1.5％～5.4％；牛粪灰占0.6％～4.5％；道路石油沥青占4.5％～5.0％，其中石灰石矿粉和牛粪灰体积之和占原材料的总体积为6％；上述原材料的体积百分比之和为100％。

根据一个优选的实施方式，所述的原材料体积百分比组成为：石灰石集料占89.1％～89.4％；石灰石矿粉占1.8％～4.2％；牛粪灰占1.8％～4.2％；道路石油沥青占4.6％～4.9％，其中石灰石矿粉和牛粪灰体积之和占原材料的总体积为6％；；上述原材料的体积百分比之和为100％；

根据一个最优选的实施方式，所述的原材料体积百分比组成为：石灰石集料占89.3％；石灰石矿粉占2.4％；牛粪灰占3.6％；道路石油沥青占4.7％；上述原材料的体积百分比之和为100％。

本发明一种制备牛粪灰沥青混凝土路面材料的方法，该方法包括如下技术步骤：

首先将牛粪在200℃～800℃温度条件下进行煅烧，冷却至室温，并用0.075mm方孔筛过筛得到牛粪灰；

然后按照体积比将石灰石矿粉和牛粪灰进行充分混合，其中石灰石矿粉占原材料总体积1.5％～5.4％，牛粪灰占原材料总体积0.6％～4.5％，石灰石矿粉和牛粪灰体积之和占原材料的总体积为6％；

在165℃条件下将石灰石集料与道路石油沥青按照体积比搅拌，其中石灰石集料占原材料总体积89％～89.5％，道路石油沥青占原材料总体积4.5％～5.0％，最后向石灰石集料与道路石油沥青搅拌的混合物料中添加石灰石矿粉和牛粪灰混合物，搅拌均匀得到牛粪灰沥青混凝土路面材料。

与现有的相同配合比条件下的普通沥青混凝土性能相比，本发明制得的牛粪灰沥青混凝土的肯塔堡飞散损失、马歇尔稳定度、动稳定度、冻融劈裂强度比等性能指标明显提高，且满足《公路工程沥青及沥青混凝土试验规程》(JTJ052-2000)密级配沥青混凝土相关技术标准。因此，该沥青混凝土完全可以在道路面层中使用，并且具有充分利用废料、节省成本以及提高沥青混凝土性能等优点。

具体实施方式

以下给出本发明的具体优选实施例，用于进一步说明本发明。这些实施例仅用于本领域技术人员充分的理解本发明，而不是用来限制本发明的范围。凡是在本发明技术方案之上进行的等同变换或者替换均属于本发明要求保护的权利范围之内。

各原材料具体选择：