CN107902959B - 一种沥青损耗层及其制备方法和用途 - Google Patents

一种沥青损耗层及其制备方法和用途 Download PDF

Info

Publication number
CN107902959B
CN107902959B CN201711070067.2A CN201711070067A CN107902959B CN 107902959 B CN107902959 B CN 107902959B CN 201711070067 A CN201711070067 A CN 201711070067A CN 107902959 B CN107902959 B CN 107902959B
Authority
CN
China
Prior art keywords
asphalt
steel slag
loss layer
aggregate
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711070067.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107902959A (zh
Inventor
刘国威
朱李俊
韩甲兴
金强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Mcc Environmental Engineering Technology Co ltd
MCC Baosteel Technology Services Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Mcc Environmental Engineering Technology Co ltd
MCC Baosteel Technology Services Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Mcc Environmental Engineering Technology Co ltd, MCC Baosteel Technology Services Co Ltd filed Critical Shanghai Mcc Environmental Engineering Technology Co ltd
Priority to CN201711070067.2A priority Critical patent/CN107902959B/zh
Publication of CN107902959A publication Critical patent/CN107902959A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107902959B publication Critical patent/CN107902959B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/26—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

本发明提供一种沥青损耗层，所述沥青损耗层包括以下原料组分及重量份：粗集料 28~65重量份；细集料9~32重量份；钢渣矿粉8~13重量；所述沥青损耗层的原料组分中还包括沥青，所述沥青用量为粗集料和细集料总重量的5.5~7%。本申请中采用钢渣、改性沥青，制备沥青超薄损耗层，其能够有效的增强沥青的耐磨性和强度，并且有效的提升了沥青损耗层的抗车辙能力，并且由于钢渣矿粉中物料含有75μm以下尺寸，其在遇水环境下会发生缓慢的水化反应，提高了沥青损耗层的强度和水稳定性，使得沥青损耗层的质量稳定可靠。

Description

一种沥青损耗层及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种沥青损耗层，特别是涉及一种以钢渣作为主要原料的沥青损耗层。
背景技术
近年来，我国高速公路发展迅速，超薄磨耗层能有效改善路面抗滑性、提高路面耐久性和减少道路使用营运费用，可用于沥青路面的预防性养护、新建路面上面层和改善水泥混凝土路面的行车舒适性。而钢渣作为炼钢过程中的工业废渣，由于利用率低，导致钢渣的大量堆弃。钢渣具有碱度高、坚硬、耐磨等特点，适合应用于沥青混合料中。
超薄磨耗层所用到的混合料类型较为繁多，主要有Superpave密级配混合料、SMA混合料、UTBWC混合料、OGFC混合料以及Nova Chip混合料等。SMA混合料虽然较普通的密集配混合料具有更高的成本，但性能更优，尤其是交通量大、重交通的情况下，具有更好的效费比。
SMA混合料(沥青玛蹄脂碎石混合料)是一种以沥青、矿粉及限位稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料。普通的SMA混合料一般采用玄武岩或辉绿岩，现有的一些研究也有使用钢渣替代玄武岩或辉绿岩的结果，但应用表明钢渣比重大(3.500g/cm3)的特点使得油石比同样的情况下，实际用油量偏大，产品造价偏高，造成应用困难。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种沥青损耗层及其制备方法和用途，用于解决现有技术中钢渣无法有效利用的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过包括如下的技术方案实现的。
本发明提供一种沥青损耗层，所述沥青损耗层包括以下原料组分及重量份：
粗集料 28～65重量份
细集料 9～32重量份
钢渣矿粉 8～13重量份；
所述沥青损耗层的原料组分还包括沥青，所述沥青用量为粗集料和细集料总重量的5.5～7％。
优选地，所述粗集料为55～65重量份。
优选地，所述细集料为22～32重量份。
所述粗集料与所述细集料均为钢渣，仅是钢渣的粗细程度不一样，所述钢渣为上海宝钢炼钢过程中产生的滚筒渣，钢渣颗粒据具有一定的粒级。
优选地，所述粗集料为符合JGJ 52-2006要求的公称粒级大于4.75mm的颗粒。更优选地，所述粗集料的公称粒级为5～10mm。所述粗集料的级配范围为：采用方孔筛筛孔边长尺寸为2.36mm的累计筛余为95～100wt％；采用方孔筛筛孔边长尺寸为4.75mm的累计筛余为85～100wt％；采用方孔筛筛孔边长尺寸为9.5mm的累计筛余为0～10wt％；采用方孔筛筛孔边长尺寸为12.0mm的累计筛余为0。
优选地，所述细集料为钢渣，所述钢渣的公称粒径小于5mm。更优选地，所述细集料的公称粒径小于4.75mm。更优选地，所述细集料中公称粒级为160～315μm的颗粒的质量百分含量为10～25％；公称粒级为315～630μm的颗粒的质量百分含量为25～35％；公称粒级为630μm～1.25mm的质量百分含量为25～35％；公称粒级为1.25～2.50mm的累计筛余率为20～30％。
优选地，所述钢渣矿粉是至少80％以上的粒度小于0.075mm的钢渣。更优选地，所述钢渣矿粉的最大粒度为0.1mm。优选地，所述粗集料、细集料和钢渣矿粉中的游离氧化钙含量小于3％。且按照GB/T1346进行沸煮法安定性试验合格。
所述钢渣矿粉上海宝钢炼钢过程中产生的为转炉滚筒钢渣。更优选地，所述钢渣矿粉为采用所述转炉滚筒钢渣进行制砂整形处理后获得。制砂整形是采用制砂机对物料进行破碎整形。采用筛分、破碎再次筛分的加工顺序制备出的在一定规格范围内的集料。通过所述制砂整形处理减少了钢渣中的针片状物料含量；使得钢渣集料中的裂纹减少，提高抗压强度。
优选地，所述沥青采用SBS改性沥青。SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使得SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。本申请中所述SBS改性沥青符合JTG F40-2004要求，选用I-D型。
在一个更优选的实施例中，所述沥青损耗层的原料组分还包括纤维稳定剂，所述纤维稳定剂的用量为所述粗集料、细集料和所述沥青总重量的0.15～0.35％。
优选地，所述纤维稳定剂为木质纤维素。所述纤维稳定剂用于与其他无机填料相结合，增强沥青损耗层的抗渗性能。
本发明还公开了如上述沥青损耗层的制备方法，将各原料组分混合均匀即得。优选地，所述混合温度为175～185℃。
本发明还公开了如上述所述沥青损耗层在公路工程上的用途。
如上所述，本发明的沥青损耗层，具有以下有益效果：
本申请将钢渣集料和钢渣微粉替代普通石料和普通矿粉，以钢渣的高耐磨、高硬度特性来增强沥青混合料的路用性能；开发一种钢渣沥青超薄损耗层，在沥青损耗层制备中，采用钢渣粒度级别调整的方式，使得沥青用量控制在合理的范围内，解决了钢渣多孔结构造成的沥青用量偏高的问题，使得沥青用量与普通的SMA沥青混凝土相当，提升其竞争优势。本申请中采用废弃钢渣改性沥青，制备沥青超薄损耗层，其能够有效的增强沥青的耐磨性和强度，并且有效的提升了沥青损耗层的抗车辙能力，并且由于钢渣矿粉中物料含有75μm以下尺寸，其在遇水环境下回发生缓慢的水化反应，提高了沥青损耗层的强度和水稳定性，使得沥青损耗层的质量稳定可靠。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
在本申请技术方案具体的实施例中，所述钢渣矿粉为上海宝钢炼钢过程中产生的转炉滚筒钢渣。所述转炉滚筒钢渣的化学成份表如下所示。
种类 SiO<sub>2</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO FeO S P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> f-CaO
转炉滚筒渣 11.72 11.49 1.53 41.32 6.50 15.52 0.115 1.71 4.61
本申请实施例中所述粗集料与所述细集料均为钢渣，仅是钢渣的粗细程度不一样，所述钢渣为上海宝钢炼钢过程中产生的滚筒渣，钢渣颗粒据具有一定的粒级。
本申请实施中所述粗集料为符合JGJ 52-2006要求的公称粒级大于4.75mm的颗粒。更优选地，所述粗集料的公称粒级为5～10mm。所述粗集料的级配范围为：采用方孔筛筛孔边长尺寸为2.36mm的累计筛余为95～100wt％；采用方孔筛筛孔边长尺寸为4.75mm的累计筛余为85～100wt％；采用方孔筛筛孔边长尺寸为9.5mm的累计筛余为0～10wt％；采用方孔筛筛孔边长尺寸为12.0mm的累计筛余为0。
所述细集料中公称粒级为160～315μm的颗粒的质量百分含量为10～25％；公称粒级为315～630μm的颗粒的质量百分含量为25～35％；公称粒级为630μm～1.25mm的质量百分含量为25～35％；公称粒级为1.25～2.50mm的累计筛余率为20～30％。
所述钢渣矿粉是至少80％以上的粒度小于0.075mm的钢渣；所述钢渣矿粉的最大粒度为0.1mm。
所述粗集料、细集料和钢渣矿粉中的游离氧化钙含量小于3％。且按照GB/T1346进行沸煮法安定性试验合格。
本申请中所述SBS改性沥青符合JTG F40-2004要求，选用I-D型。
所述纤维稳定剂为木质纤维素。
实施例1
以下配方为普通SMA-10超薄磨耗层，粗集料和细集料均采用辉绿岩，矿粉采用石灰石矿粉，沥青采用SBS改性沥青，本实施例中的油石比是指沥青与粗集料和细集料的总质量之比。
材料规格 质量比％
粗集料(10-5mm) 60
细集料(0-3mm,3-5mm) 27
石灰石矿粉 13
油石比％ 6.0
实施例2
以下配方为本申请方案中的沥青损耗层，粗集料采用钢渣，细集料及钢渣矿粉均采用钢渣，沥青采用SBS改性沥青。
材料规格 质量比％
粗集料(10-5mm) 65
细集料 24
钢渣矿粉 11
油石比％ 6.2
实施例3
以下配方为本申请方案中的沥青损耗层，粗集料采用钢渣，细集料及钢渣矿粉均采用钢渣，沥青采用SBS改性沥青。
Figure BDA0001456587350000051
Figure BDA0001456587350000061
实施例4
以下配方为本申请方案中的沥青损耗层，粗集料采用钢渣，细集料及钢渣矿粉均采用钢渣，沥青采用SBS改性沥青。
材料规格 质量比％
粗集料 60
细集料 27
钢渣矿粉 13
油石比％ 6.0
实施例5
以下配方为本申请方案中的沥青损耗层，粗集料采用钢渣，细集料及钢渣矿粉均采用钢渣，沥青采用SBS改性沥青。
材料规格 质量比％
粗集料 55
细集料 32
钢渣矿粉 13
油石比％ 5.5
实施例6
以下配方为本申请方案中的沥青损耗层，粗集料采用钢渣，细集料及钢渣矿粉均采用钢渣，沥青采用SBS改性沥青。
Figure BDA0001456587350000062
Figure BDA0001456587350000071
损耗层马歇尔试验结果
类别 空隙率VV/％ 矿料间隙率VMA/％ 沥青填隙率VFA/％ 稳定度/kN 油石比/％
实施例1 3.8 16.7 77.3 7.9 6.0
实施例2 3.5 20.9 83.2 10.9 6.2
实施例3 3.6 18.6 82.4 11.2 7
实施例4 3.7 19.3 82.5 11.8 6.0
实施例5 3.6 19.8 83.0 9.8 5.5
实施例6 3.6 19.5 80.9 10.3 5.5
规范要求 3～4 ≥17 75-85 ≥6 ——
从表中可以看出，实施例1和实施例2的损耗层体积参数均满足规范要求，且实施例2～6中采用本申请技术方案获得的含有钢渣的损耗层的稳定度要优于普通沥青混合料。
磨耗层路用性能试验结果
Figure BDA0001456587350000072
Figure BDA0001456587350000081
磨耗层路用性能试验结果
Figure BDA0001456587350000082
从表中可看出，采用本申请技术方案的实施例2～6的损耗层各项性能均要优于实施例1，说明采用钢渣制备的损耗层路用性能要高于普通玄武岩超薄磨耗层。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种沥青损耗层，其特征在于，所述沥青损耗层包括以下原料组分及重量份：
粗集料 28～65重量份
细集料 9～32重量份
钢渣矿粉 8～13重量份
所述沥青损耗层的原料组分中还包括沥青，所述沥青用量为粗集料和细集料总重量的5.5～7％；
所述粗集料与所述细集料均为钢渣，所述粗集料的级配范围为：采用方孔筛筛孔边长尺寸为2.36mm的累计筛余为95～100wt％；采用方孔筛筛孔边长尺寸为4.75mm的累计筛余为85～100wt％；采用方孔筛筛孔边长尺寸为9.5mm的累计筛余为0～10wt％；采用方孔筛筛孔边长尺寸为12.0mm的累计筛余为0，所述细集料中公称粒级为160～315μm的颗粒的质量百分含量为10～25％；公称粒级为315～630μm的颗粒的质量百分含量为25～35％；公称粒级为630μm～1.25mm的质量百分含量为25～35％；公称粒级为1.25～2.50mm的累计筛余率为20～30％。
2.根据权利要求1所述的沥青损耗层，其特征在于：所述粗集料为符合JGJ 52-2006要求的公称粒级大于4.75mm的颗粒。
3.根据权利要求1所述的沥青损耗层，其特征在于：所述细集料的公称粒径小于4.75mm。
4.根据权利要求1所述的沥青损耗层，其特征在于：所述钢渣矿粉是至少80％以上的粒度小于0.075mm的钢渣。
5.根据权利要求1所述的沥青损耗层，其特征在于：所述沥青采用SBS改性沥青。
6.根据权利要求1所述的沥青损耗层，其特征在于：所述粗集料、细集料和钢渣矿粉中的游离氧化钙含量小于3％。
7.一种制备如权利要求1～6任一项所述的沥青损耗层的方法，将各原料组分在175～185℃下混合均匀即得。
8.如权利要求1～6任一项所述的沥青损耗层在公路工程上的用途。
CN201711070067.2A 2017-11-03 2017-11-03 一种沥青损耗层及其制备方法和用途 Active CN107902959B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711070067.2A CN107902959B (zh) 2017-11-03 2017-11-03 一种沥青损耗层及其制备方法和用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711070067.2A CN107902959B (zh) 2017-11-03 2017-11-03 一种沥青损耗层及其制备方法和用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107902959A CN107902959A (zh) 2018-04-13
CN107902959B true CN107902959B (zh) 2020-08-25

Family

ID=61843484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711070067.2A Active CN107902959B (zh) 2017-11-03 2017-11-03 一种沥青损耗层及其制备方法和用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107902959B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114014589A (zh) * 2021-11-15 2022-02-08 江苏东交智控科技集团股份有限公司 一种沥青表面功能恢复混合料及其制备方法与路面结构
CN114538827A (zh) * 2022-02-23 2022-05-27 宁夏交通建设股份有限公司 一种聚合物复合橡胶改性沥青高性能钢渣超薄磨耗层的混合料

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1209315C (zh) * 2003-07-25 2005-07-06 武汉钢铁集团冶金渣有限责任公司 钢渣玛碲脂碎石沥青混凝土及其制备方法
WO2014079496A1 (en) * 2012-11-22 2014-05-30 Rigas Tehniska Universitate Bituminous coating composition
CN105565708B (zh) * 2015-12-14 2019-01-22 上海中冶环境工程科技有限公司 一种玛蹄脂碎石沥青混合料

Also Published As

Publication number Publication date
CN107902959A (zh) 2018-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107459311B (zh) 一种利废抗折增韧的湿磨浆状掺合料的制备方法
CN103866667B (zh) 半柔性重载路面铺装结构
CN105565708B (zh) 一种玛蹄脂碎石沥青混合料
CN111377661B (zh) 一种基于环保橡胶粉的超薄沥青混合料及其制备方法
CN108083741B (zh) 一种全掺镍渣预拌混凝土的制备方法
CN104609805B (zh) 一种快速开放交通的半柔性路面材料及其用于铺筑路面的方法
CN111574133B (zh) 水泥稳定碎石基层材料、其制备方法及沥青路面
CN112876153B (zh) 一种再生混凝土及其制备方法
CN105819760B (zh) 一种地聚物地坪基材
CN110950591A (zh) 一种抗渗高强度混凝土及其制备方法
CN108373283B (zh) 一种利用钢渣尾渣制备的沥青混合料抗剥落剂及其制备与使用方法
CN105418041A (zh) 一种乳化沥青混合料及其制备方法
Lei et al. Performance of asphalt mortar with recycled concrete powder under different filler-to-asphalt weight ratios
CN107902959B (zh) 一种沥青损耗层及其制备方法和用途
CN112876175A (zh) 一种自养护再生砖混骨料混凝土及其制备方法
CN113754331A (zh) 一种赤泥基胶凝材料及其制备方法和应用
Fatima et al. Use of ceramic waste as filler in semi-dense bituminous concrete
CN114213077B (zh) 一种基于盾构泥浆和再生砂粉的可控性低强度材料及其制备方法与应用
Yin et al. Mechanical and rheological properties of High-Performance concrete (HPC) incorporating waste glass as cementitious material and fine aggregate
CN105174823A (zh) 一种沥青混凝土的填料及沥青混凝土
CN108147727B (zh) 一种高强度沥青混凝土路面施工方法
CN109133727B (zh) 一种沥青混凝土及其制备方法
CN106517939A (zh) 一种c50等级的花岗岩基复合微粉混凝土及其制备方法
CN114804760B (zh) 一种乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料及其制备方法
DE4308655C2 (de) Silicatbeton in Form eines vorgeformten Bauteils

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant