專利名稱：一種牛糞灰瀝青混凝土路面材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浙青混凝土路面材料，特別涉及一種牛糞灰浙青混凝土路面材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著浙青混凝土路面在公路工程中的廣泛應(yīng)用，其耐久性和路面結(jié)構(gòu)的早期破壞現(xiàn)象也日益突顯?，F(xiàn)場調(diào)查結(jié)果表明，很多浙青公路工程在投入使用一到兩年后，甚至不到一年的時間內(nèi)，其浙青面層就產(chǎn)生了大量麻面、松散、掉粒、唧漿、坑洞、網(wǎng)裂等破壞現(xiàn)象，浙青混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到嚴重剝蝕剝，這已經(jīng)成為我國公路工程浙青混凝土路面破壞的主要形式。浙青混凝土路面的服務(wù)性能受到嚴重削弱，其使用壽命也大大縮短，造成了嚴重的經(jīng)濟損失和不必要的浪費。主要原因在于，浙青混凝土中的浙青膠漿由浙青和礦粉組成，一定程度上呈酸性， 這會引起其與集料之間的粘聚力不足，而導(dǎo)致浙青混凝土路面發(fā)生破壞。因此，降低浙青膠漿的酸性程度是提高浙青與集料界面的粘附性且改善浙青路面使用性能的關(guān)鍵。近幾年，隨著國家節(jié)能環(huán)保要求的提高，廢棄物在浙青混凝土路面中的應(yīng)用越來越受到國內(nèi)外的重視，特別是能夠明顯提高混凝土路用性能的廢棄物。牛糞的主要成分是沒有被牛消化掉的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、有機質(zhì)、尿素以及鉀、鈉、鈣、鎂等無機鹽，在我國西北地區(qū)數(shù)量較多；其主要化學(xué)成分為Si02、Ca0、Al203和Fe2O3，這與普通硅酸鹽水泥的化學(xué)成分類似，水溶液呈堿性。因此，本發(fā)明針對浙青混凝土路面發(fā)生損害現(xiàn)象的特點，采用牛糞灰并按一定比例代替石灰石礦粉，制備路用性能優(yōu)異的浙青混凝土路面材料。

發(fā)明內(nèi)容
針對背景技術(shù)中浙青混凝土路面損壞的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種性能優(yōu)異的牛糞灰浙青混凝土路面材料。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下具體的技術(shù)解決方案予以實現(xiàn)一種牛糞灰浙青混凝土路面材料，其特征在于，所述的牛糞灰浙青混凝土路面材料由下列原材料及其體積百分比組成石灰石集料占89% 89. 5% ；石灰石礦粉占1. 5% 5. 4% ；牛糞灰占0. 6% 4. 5%;道路石油浙青占4. 5% 5. 0%，其中石灰石礦粉和牛糞灰體積之和占原材料的總體積為6% ；上述原材料的體積百分比之和為100%。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述的原材料體積百分比組成為石灰石集料占 89. 89. 4%;石灰石礦粉占1.8% 4. 2%;牛糞灰占1. 8% 4. 2% ；道路石油浙青占 4. 6% 4. 9%，其中石灰石礦粉和牛糞灰體積之和占原材料的總體積為6% ；；上述原材料的體積百分比之和為100% ；根據(jù)一個最優(yōu)選的實施方式，所述的原材料體積百分比組成為石灰石集料占89. 3% ；石灰石礦粉占2. 4% ；牛糞灰占3. 6% ；道路石油浙青占4. 7% ；上述原材料的體積百分比之和為100%。本發(fā)明一種制備牛糞灰浙青混凝土路面材料的方法，該方法包括如下技術(shù)步驟首先將牛糞在200°C 800°C溫度條件下進行煅燒，冷卻至室溫，并用0. 075mm方孔篩過篩得到牛糞灰；然后按照體積比將石灰石礦粉和牛糞灰進行充分混合，其中石灰石礦粉占原材料總體積1. 5% 5. 4%，牛糞灰占原材料總體積0. 6% 4. 5 %，石灰石礦粉和牛糞灰體積之和占原材料的總體積為6% ；在165°C條件下將石灰石集料與道路石油浙青按照體積比攪拌，其中石灰石集料占原材料總體積89 % 89. 5 %，道路石油浙青占原材料總體積4. 5 % 5. 0 %，最后向石灰石集料與道路石油浙青攪拌的混合物料中添加石灰石礦粉和牛糞灰混合物，攪拌均勻得到牛糞灰浙青混凝土路面材料。與現(xiàn)有的相同配合比條件下的普通浙青混凝土性能相比，本發(fā)明制得的牛糞灰浙青混凝土的肯塔堡飛散損失、馬歇爾穩(wěn)定度、動穩(wěn)定度、凍融劈裂強度比等性能指標明顯提高，且滿足《公路工程浙青及浙青混凝土試驗規(guī)程》(JTJ052-2000)密級配浙青混凝土相關(guān)技術(shù)標準。因此，該浙青混凝土完全可以在道路面層中使用，并且具有充分利用廢料、節(jié)省成本以及提高浙青混凝土性能等優(yōu)點。
具體實施例方式以下給出本發(fā)明的具體優(yōu)選實施例，用于進一步說明本發(fā)明。這些實施例僅用于本領(lǐng)域技術(shù)人員充分的理解本發(fā)明，而不是用來限制本發(fā)明的范圍。凡是在本發(fā)明技術(shù)方案之上進行的等同變換或者替換均屬于本發(fā)明要求保護的權(quán)利范圍之內(nèi)。各原材料具體選擇集料石灰石集料，密度為2. 553g/cm3，對浙青粘附等級為4級，壓碎值為8. 5%, 粒徑為0. 075mm 13. 2mm，連續(xù)級配；礦粉石灰石礦粉，密度為2. 724g/cm3 ；道路石油浙青克拉瑪依90#浙青，密度為1. 102g/cm3 ；牛糞灰干燥的牛糞灰，密度為1. 139g/cm3 ；水泥復(fù)合硅酸鹽水泥，安定性合格，密度為2. 550g/cm3，強度等級為32. 5R，性能指標滿足《通用硅酸鹽水泥》(GB 175-2007)要求。集料級配如表1所示。表1集料級配表(體積比％ )
權(quán)利要求
1.一種牛糞灰浙青混凝土路面材料，其特征在于，所述的牛糞灰浙青混凝土路面材料由下列原材料及其體積百分比組成石灰石集料占89% 89. 5% ；石灰石礦粉占1. 5% 5. 4% ；牛糞灰占0. 6% 4. 5% ； 道路石油浙青占4. 5% 5. 0%，其中石灰石礦粉和牛糞灰體積之和占原材料的總體積為 6% ；上述原材料的體積百分比之和為100%。
2.如權(quán)利要求1所述的牛糞灰浙青混凝土路面材料，其特征在于，所述的石灰石集料占89. 89.4% ；石灰石礦粉占1.8% 4. 2% ；牛糞灰占1.8% 4. 2% ；道路石油浙青占4. 6% 4. 9%，其中石灰石礦粉和牛糞灰體積之和占原材料的總體積為6% ；上述原材料的體積百分比之和為100% ；
3.如權(quán)利要求1或2所述的牛糞灰浙青混凝土路面材料，其特征在于所述的牛糞灰浙青混凝土路面材料的原材料進一步優(yōu)選體積百分比組成為石灰石集料占89. 3% ；石灰石礦粉占2. 4% ；牛糞灰占3. 6% ；道路石油浙青占4. 7% ； 上述原材料的體積百分比之和為100%。
4.一種制備權(quán)利要求1-3任意一項權(quán)利要求所述的牛糞灰浙青混凝土路面材料的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟首先將牛糞在200°C 800°C溫度條件下進行煅燒，冷卻至室溫，并用0. 075mm方孔篩過篩得到牛糞灰；然后按照體積比將石灰石礦粉和牛糞灰進行充分混合，其中石灰石礦粉占原材料總體積1. 5% 5. 4%，牛糞灰占原材料總體積0. 6% 4. 5 %，石灰石礦粉和牛糞灰體積之和占原材料的總體積為6% ；在165°C條件下將石灰石集料與道路石油浙青按照體積比攪拌，其中石灰石集料占原材料總體積89 % 89. 5 %，道路石油浙青占原材料總體積4. 5 % 5. 0 %，最后向石灰石集料與道路石油浙青攪拌的混合物料中添加石灰石礦粉和牛糞灰混合物，攪拌均勻得到牛糞灰浙青混凝土路面材料。
5.如權(quán)利要求4所述的牛糞灰浙青混凝土路面材料的方法，其特征在于，所述的牛糞的煅燒溫度優(yōu)選為400°C 600°C。
6.如權(quán)利要求4或5其中一項權(quán)利要求所述的牛糞灰浙青混凝土路面材料的方法，其特征在于，所述的牛糞的煅燒溫度為500°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種牛糞灰瀝青混凝土路面材料及其制備方法，其原材料組成為石灰石集料、道路石油瀝青、石灰石礦粉和牛糞灰。其制備方法包括首先在不同溫度下煅燒牛糞灰，冷卻至室溫，并用方孔篩過篩；然后按照一定的體積百分比將石灰石礦粉與牛糞灰進行混合；將石灰石集料與道路石油瀝青在一定溫度下攪拌，然后添加牛糞灰與石灰石礦粉混合物，最后攪拌均勻即可。結(jié)果表明，添加適量的牛糞灰后，瀝青混凝土的肯塔堡飛散損失、馬歇爾穩(wěn)定度、動穩(wěn)定度、凍融劈裂強度比等路用性能明顯提高，并充分利用了低成本的牛糞材料，可滿足瀝青混凝土路面的要求。
文檔編號C04B26/26GK102515629SQ201110410889
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者侯小紅, 王振軍, 石艷, 艾濤, 蔣瑋, 趙鵬 申請人:長安大學(xué)