[发明专利]一种全固废冷拌再生沥青混合料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种全固废冷拌再生沥青混合料及其制备方法和应用。所述沥青混合料包括以下组分：粗废弃沥青混合料1500‑3000份；细废弃沥青混合料1000‑2000份；粉煤灰20‑200份；矿渣10‑100份；矿粉20‑100份；分散剂10‑50份；沥青乳液60‑200份；碱液20‑200份；水10‑200份。先将粗细废弃沥青混合料、粉煤灰、矿渣、矿粉、分散剂充分混合，再加入碱液和水，最后加入沥青乳液混合均匀即可。该沥青混合料改善了冷再生混合料早期强度不足的问题，突破了传统冷再生技术的性能极限，力学性能显著提升；同时原料易得，实现了固废利用和节能减排，制备简单，成本低，易于工业化应用。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种全固废冷拌再生沥青混合料及其制备方法和应用。

背景技术

采用绿色可循环的道路建筑材料是降低交通基础设施建设养护碳排放的有效途径之一。当前，我国每年沥青路面养护中产生的废旧沥青混合料(RAP)总量已超过1亿吨，其资源利用潜力巨大，提升RAP循环再生利用率与利用附加值对实现低碳公路建设与养护具有重要的理论研究价值与工程应用意义。

乳化沥青冷再生技术是采用RAP、新集料、乳化沥青及少量水泥和外加水所形成的冷再生混合料铺筑路面的一种沥青路面再生技术。相较于热再生技术，冷再生技术可以在室温下拌合施工，且RAP利用率更高(RAP利用率约为热再生技术的2～3倍)，具有显著的低碳特征。然而，实践中发现冷再生混合料存在早期疲劳开裂以及力学性能不足的问题，限制了其在高面层中应用的潜力。现已有多种方式可用来提升冷再生混合料的早期强度，研究表明可在冷再生混合料中引入再生剂来提升有效沥青的含量，从而改善冷再生混合料的性能。此外，在冷再生混合料中引入减水剂可适量提升其间接拉伸强度。

然而，长期的研究与应用证实现有冷再生材料体系已经很难再有所突破。冷再生混合料早期强度低，7天间接拉伸强度在0.2-0.3MPa左右，28天间接拉伸强度达0.7MPa，且传统水泥乳化沥青混合料28天间接拉伸强度几乎已发展完全，长期强度局限于0.8MPa左右，难以继续提升。

传统沥青路面冷再生技术主要依靠乳化沥青破乳及水泥水化形成强度。水泥能够加速乳化沥青的破乳，同时水化产物可能进入RAP表面的老化沥青中，提高乳化沥青与老化沥青的粘结性能，从而提升冷再生混合料的力学性能，但高的水泥用量会带来开裂的风险。且混合料中水泥的生产过程伴随着高能耗与高碳排放，并不利于可持续发展的理念。

目前全固废冷拌再生沥青混合料尚未得到深入研究，传统冷再生混合料工艺仍然局限于现有材料体系，混合料的早期强度很难再有所突破。因此，开发全固废冷拌再生沥青混合料对于原有性能的提升以及对绿色道路的发展具有重要意义。

发明内容

为了解决冷再生技术中早强低和力学性能差的技术问题，同时充分利用工业固体废料，本发明提供了一种全固废冷拌再生沥青混合料及其制备方法和应用。该全固废冷拌再生沥青混合料利用粉煤灰和矿渣完全取代水泥作为活性材料之一，并引入碱液激发废料的活性，突破了传统冷再生技术的极限，力学性能有显著提升。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

提供一种全固废冷拌再生沥青混合料，按重量份计，包括以下组分：

粗废弃沥青混合料1500-3000份；细废弃沥青混合料1000-2000份；粉煤灰20-200份；矿渣10-100份；矿粉20-100份；分散剂10-50份；沥青乳液60-200份；碱液20-200份；水10-200份。

按上述方案，按重量份计，沥青乳液为120-160份；粉煤灰和矿渣总量为50-110份。

按上述方案，碱液用量为粉煤灰和矿渣总重量的30-60％。

按上述方案，所述分散剂为木质素、三聚氰胺、萘系减水剂、聚羧酸类减水剂中的至少一种。