[发明专利]一种短细秸秆片增强沥青混合料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种增强沥青混合料结构和性能的方法，具体涉及一种通过短细秸秆片尺寸分布与骨料间距分布相匹配来增强沥青混合料结构和性能的方法，涉及秸秆回收利用技术。

背景技术

农作物秸秆，资源丰富，纤维素含量高，具有强度大、密度小、有韧性等优点。将秸秆应用于化工、建筑、纺织等领域，开发高性能、环境友好的绿色材料是实现秸秆资源化利用的有效途径之一。秸秆作为加筋材料，与土拌合制作秸秆/土复合材料，具有较强的压缩性能、抗剪切能力与渗透能力，且加筋效果优于洋麻。秸秆与水泥混合可制成强度高、低价环保的建筑材料。将秸秆制作成块状物作为剪力墙填充物，可提高剪力墙抗剪切破坏能力和延展性能。

目前，秸秆用于路用建筑材料的研究多集中在秸秆纤维化的工艺方面。通常采用碱法蒸煮提取秸秆纤维。从秸秆中提取纤维，通常需要复杂的化学工艺，容易产生环境污染，并且成本较高，不利于秸秆在道路领域的推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种短细秸秆片增强沥青混合料的方法，利用短细秸秆片尺寸分布与骨料间距分布相匹配增强沥青混合料结构和性能，以解决现有技术中秸秆用于路用建筑材料，秸秆纤维化带来的环境污染、工艺复杂、成本高等问题。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种短细秸秆片增强沥青混合料的方法，是利用短细秸秆片尺寸分布与骨料间距分布相匹配增强沥青混合料，包括如下步骤：

a、沥青混合料试件的骨料间距分布

1）、将沥青混合料试件进行切片，得到沥青混合料试件横截面；

2）、在沥青混合料试件横截面上，以横截面几何中心为原点，以相互垂直的两条直径为x轴和y轴，从原点开始，分别沿x、y方向作一组平行线；

3）、用直尺测量出每一条平行线上相邻骨料间的距离，并进行记录与统计，得到沥青混合料试件的骨料间距分布情况；

b、拉拔试验

1）、将短细秸秆片一端埋入至装有热沥青的试模中，设置不同埋入深度，固化、养护；其中，所述沥青和上述沥青混合料试件所用沥青一致；

2）、采用万能试验机将短细秸秆片从沥青中拉脱，并测量拉脱力；

3）、根据试验结果即拉脱与断裂的临界长度确定短细秸秆片在沥青中的最佳埋深度；

c、根据沥青混合料试件的骨料间距分布加和拉拔试验确定的最佳埋深度来确定沥青混合料中短细秸秆片的尺寸分布；

d、取沥青、骨料和上述尺寸分布的短细秸秆片，拌制短细秸秆片沥青混合料，其中，沥青、骨料的种类、比例和上述沥青混合料试件所用沥青、骨料一致。

其中，步骤d中各尺寸分布短细秸秆片的总掺量是短细秸秆片沥青混合料质量的0.01%～10%。

本发明通过短细秸秆片尺寸分布与骨料间距分布相匹配增强沥青混合料结构和性能，采用直接粉碎、直接添加的方式将秸秆应用于沥青混合料中，具有的有益效果包括：

（1）短细秸秆片尺寸分布与骨料间距相匹配，短细秸秆片使沥青混合料裂纹扩展的能量释放率减小，阻滞裂纹的扩展，真正起到加筋作用，提高了沥青混合料的抗裂性能。该方法通过短细秸秆片在沥青混合料中的粘附、剪滞、桥联作用，以及对混合料裂纹扩展的阻滞效应实现增强作用。

（2）将秸秆直接粉碎，直接添加至沥青混合料中，节约了成本，帮助解决当前秸秆纤维化带来的环境污染、工艺复杂、成本高等问题，为农作物秸秆回收利用开辟新的途径。

附图说明

图1是本发明的短细秸秆片增强沥青混合料结构的模型示意图。

图2是本发明的骨料间距测量统计方法示意图。

图3是本发明的秸秆埋深示意图。

图4是本发明实施例1的骨料间距统计结果（x方向）。

图5是本发明实施例1的骨料间距统计结果（y方向）。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做更进一步地解释，但本发明的保护范围不受实施例所限制。

从秸秆中提取纤维，通常需要复杂的化学工艺，容易产生环境污染，并且成本较高，不利于秸秆在道路领域的推广应用。如果能将秸秆经过简单破碎后，直接添加到沥青混合料中，并能显著提高沥青混合料的路用性能，将会大幅提高秸秆在道路领域的应用价值，进而将减少农民焚烧、降低环境污染、节约各种人造和天然纤维的用量，为秸秆在建筑材料中的应用提供更有价值的新技术。