專利名稱：：降低路面溫度的集料及利用其制備瀝青混合料的方法
技術領域：
：本發明涉及集料及制備浙青混合料的方法。
背景技術：
：高速公路面層直接承受車輛荷載及自然因素的影響，并將荷載傳遞到基層的路面結構層，磨耗層位于面層的最上層，磨耗層質量的好壞直接影響公路的壽命及其它性能，浙青混凝土高速公路磨耗層的鋪設材料是浙青混合料，浙青混合料是由集料、膠漿和空隙組成的多相復合材料，其中的集料為石料，膠漿為浙青和礦粉，浙青混合料中各材料的質量比的范圍為石料礦粉浙青=87.388:7.57.84.54.9，而且其中的石料的粒徑要滿足表1所示的磨耗層常用的級配表。表1常用的SAC-10礦料級配表<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>現有的鋪設公路磨耗層的浙青混合料中的石料集料主要為玄武巖和石灰巖，石料由于產地不同，其導熱系數也不盡相同，其中玄武巖的導熱系數約為3.5ff/m·°C，石灰巖導熱系數相對小些，約為2.2ff/m·°C，材料的導熱系數較大，導熱能力強，應用以上石料的浙青混合料鋪設的公路磨耗層的導數系數為1.000W/m1.020W/m·，使磨耗層成為吸熱層，太陽熱量吸收率達到0.850.95，導致大量熱量向路面結構內部傳導、聚集，這使浙青路面在長時間的太陽輻射下吸收大量熱量，這使得浙青路面溫度遠遠高于氣溫，形成城市熱島效應；另外，在此高溫下，浙青性能從彈性體向塑性體轉化，勁度模量大幅度下降，其抗變形能力急劇下降，在車輛荷載的作用下便出現了嚴重的車轍；石料集料是采用石塊，利用機械設備加工成的滿足級配表的石料，加工成本為30元/立方米40元/立方米，成本高。
發明內容本發明是為了解決現有的石料成本高和作為浙青混合料集料鋪設公路磨耗層時磨耗層導熱系數大，使路面溫度高，進而產生城市熱島效應和車轍危害的問題，而提供降低路面溫度的集料及其應用方法。本發明的降低路面溫度的集料是粒徑為4.75mm9.5mm的廢舊陶瓷顆粒。上述的廢舊陶瓷顆粒建筑陶瓷、日用陶瓷、衛生陶瓷和衛浴產品的一種或其中幾種的組合。降低路面溫度的集料的制備方法是這樣制備的將廢舊陶瓷經破碎，然后進行篩分，取粒徑為4.75mm9.5mm的顆粒作為降低路面溫度的集料，包裝。利用降低路面溫度的集料制備浙青混合料的方法按以下步驟進行一、按SAC-10礦料級配計算石料用量；二、用權利要求1所述的降低路面溫度的集料替換由步驟一計算出的粒徑為4.75mm9.5mm的石料的18%22%(體積)，然后稱取石料和降低路面溫度的集料，混合均勻，得到混合集料；三、按質量百分比將86.8%88.1%的混合集料、5.5%6%的礦粉、1.8%2.2%消石灰和4.6%5%浙青按常規方法制備成浙青混合料。本發明的降低路面溫度的集料是利用廢舊陶瓷經粉碎、研磨而得，成本為3元/立方米4元/立方米，比相同體積的石料集料的成本降低80%90%；陶瓷是一種具有較低導熱系數的材料，用本發明的降低路面溫度的集料代替常規集料中的部分石料集料來制備浙青混合料，并用該浙青混合料采用常規方法來鋪設公路的磨耗層，因此改變了磨耗層的熱物性能，磨耗層的導熱系數由1.000W/m1.020W/m降至0.680W/m0.690W/m-°C,室內太陽輻射模擬試驗上、下表面溫差由3.0°C4.0°C升高到8.0°C9.0°C。浙青混合料的動穩定度受溫度影響較大，在40°C60°C范圍內，浙青混合料的溫度每上升5°C，其變形將增加兩倍，因而，能夠降低路面工作溫度達到5°C左右，這可以減少車轍病害的產生機率，采用本發明的集料鋪設的公路磨耗層吸收太陽輻射能量降低，使路面結構處于一個相對較低的溫度范圍內，減少了車轍病害，減緩了城市熱島效應。浙青混合料的路用性能通常從水穩定性能、高溫性能和低溫性能三個方面評價，與普通的浙青混合料相比，采用本發明的降低路面溫度的集料的應用方法制備的浙青混合料的水穩定性能提高2.5%3.5%，低溫性能提高7%9%，高溫性能有小幅降低，為9%11%，但都滿足規范的要求，對材料的使用性能沒有影響；采用本發明的降低路面溫度的集料的應用方法制備的浙青混合料的施工工藝與普通的浙青混合料相同，不需要特殊的施工設備，便于在現有的施工條件下推廣；本發明使用廢舊陶瓷代替石料是對廢物的利用，解決了我國目前筑路材料緊缺的問題，節約資源，降低公路造價，減少廢棄物對環境的污染，同時制備及應用方法簡便易行，不需要對現有設備的改變，可操作性強。具體實施例方式具體實施方式一本實施方式的降低路面溫度的集料是粒徑為4.75mm9.5mm的廢舊陶瓷顆粒。本實施方式的降低路面溫度的集料是利用廢舊陶瓷經粉碎、研磨而得，成本為3元/立方米4元/立方米，比相同體積的石料集料的成本降低80%90%；陶瓷是一種具有較低導熱系數的材料，用本發明的降低路面溫度的集料代替常規集料中的部分石料集料來制備浙青混合料，并用該浙青混合料采用常規方法來鋪設公路的磨耗層，因此改變了磨耗層的熱物性能，磨耗層的導熱系數由1.000ff/m·°C1.020ff/m·°C降至0.680ff/m·°C0.690ff/m·。C，室內太陽輻射模擬試驗上、下表面溫差由3.0°C4.0°C升高到8.0°C9.0°C。浙青混合料的動穩定度受溫度影響巨大，在40°C60°C范圍內，浙青混合料的溫度每上升5°C，其變形將增加兩倍，因而，能夠降低路面工作溫度達到5°C左右，對于減少車轍病害的產生意義重大，采用本發明的集料鋪設的公路磨耗層吸收太陽輻射能量大大降低，使路面結構處于一個相對較低的溫度范圍內，減少了車轍病害和減緩了城市熱島效應。浙青混合料的路用性能通常從水穩定性能、高溫性能和低溫性能三個方面評價，與普通的浙青混合料相比，采用本發明的降低路面溫度的集料的應用方法制備的浙青混合料的水穩定性能提高2.5%3.5%，低溫性能提高7%9%，高溫性能有小幅降低，為9%11%，但都滿足規范的要求，對材料的使用性能沒有影響；采用本發明的降低路面溫度的集料的應用方法制備的浙青混合料的施工工藝與普通的浙青混合料相同，不需要特殊的施工設備，便于在現有的施工條件下推廣；本發明使用廢舊陶瓷代替石料是對廢物的利用，解決了我國目前筑路材料緊缺的問題，節約資源，降低公路造價，減少廢棄物對環境的污染，同時制備及應用方法簡便易行，不需要對現有設備的改變，可操作性強。具體實施方式二本實施方式的廢舊陶瓷顆粒為建筑陶瓷、日用陶瓷、衛生陶瓷和衛浴產品的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式一相同。本實施方式的陶瓷為組合物時，陶瓷以任意比例組合。具體實施方式三本實施方式的利用降低路面溫度的集料制備浙青混合料的方法按以下步驟進行一、按SAC-10礦料級配計算石料用量；二、用權利要求1所述的降低路面溫度的集料替換由步驟一計算出的粒徑為4.75mm9.5mm的石料的18%22%(體積)，然后稱取石料和降低路面溫度的集料，混合均勻，得到混合集料；三、按質量百分比將86.8%88.1%的混合集料、5.5%6%的礦粉、1.8%2.2%消石灰和4.6%5%浙青按常規方法制備成浙青混合料。具體實施方式四本實施方式與具體實施方式三不同的是步驟二中用降低路面溫度的集料替換由步驟一計算出的粒徑為4.75mm9.5mm的石料的18.5%21.5%(體積)。其它與具體實施方式三相同。具體實施方式五本實施方式與具體實施方式三或四不同的是步驟二中用降低路面溫度的集料替換由步驟一計算出的粒徑為4.75mm9.5mm的石料的19.5%(體積)。其它與具體實施方式三或四相同。具體實施方式六本實施方式與具體實施方式三至五之一不同的是步驟三中按質量百分比將87.1%87.85%的混合集料、5.6%5.9%的礦粉、1.85%2.1%的消石灰和4.7%4.9%的浙青按常規方法制備成浙青混合料。其它與具體實施方式三至五之一相同。具體實施方式七本實施方式與具體實施方式二至六之一不同的是步驟三中按質量百分比將87.4%混合集料、5.8%的礦粉、2.0%的消石灰和4.8%的浙青按常規方法制備成浙青混合料。其它與具體實施方式二至六之一相同。具體實施方式八本實施方式與具體實施方式二至七之一不同的是步驟三中所述的制備成浙青混合料的常規方法為a、將稱量好的混合集料放入溫度為150°C170°C烘箱中加熱4h5h；b、將稱量好的浙青加熱至150°C160°C；c、將經步驟a處理的集料投入到浙青混合料拌和鍋中，接著加入經步驟b處理的浙青，攪拌90s150s，然后加入稱量好的礦粉和消石灰，再攪拌90s150s，即得浙青混合料。具體實施方式九本實施方式的降低路面溫度的集料及利用其制備浙青混合料的方法如下降低路面溫度的集料是粒徑為4.75mm9.5mm的廢舊陶瓷顆粒；所述的廢舊陶瓷顆粒為40%的建筑陶瓷和60%的衛生陶瓷的組合物。降低路面溫度的集料的制備方法是這樣制備的將廢舊陶瓷經由粗碎機及研磨機進行破碎，然后進行篩分，取粒徑為4.75mm9.5mm的顆粒做為降低路面溫度的集料，包裝。利用降低路面溫度的集料制備浙青混合料的方法按以下步驟進行一、按如表2所示的SAC-10礦料的級配表計算所需的石料；二、用本實施方式所述的降低路面溫度的集料替換由步驟一計算出的粒徑為4.75mm9.5mm的石料的20%(體積)，然后稱取石料和降低路面溫度的集料，混合均勻，得到混合集料；三、按質量百分比將87.6%的混合集料、5.7%的礦粉、1.9%的消石灰和4.8%的浙青按常規方法制備成浙青混合料。本實施方式步驟三中所述的制備浙青混合料的常規方法為a、將稱量好的混合集料放入溫度為160°C烘箱中加熱5h；b、將稱量好的浙青加熱至160°C;c、將經步驟a處理的集料投入到浙青混合料拌和鍋中，接著加入經步驟b處理的浙青，攪拌100s，然后加入稱量好的礦粉和消石灰，再攪拌100s，即得浙青混合料。表2磨耗層的級配表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本實施方式的降低路面溫度的集料是利用廢舊陶瓷經粉碎、研磨而得，成本為3.5元/立方米，比相同體積的石料集料的成本降低87%；陶瓷是一種具有較低導熱系數材料，用本發明的降低路面溫度的集料代替常規集料中的部分石料集料來制備浙青混合料，并用該浙青混合料采用常規方法來鋪設公路的磨耗層，因此改變了磨耗層的熱物性能，磨耗層的導熱系數由1.007W/m·°C降至0.687W/m·°C，室內太陽輻射模擬試驗上、下表面溫差由3.2°C升高到8.5°C，這說明采用本發明的集料建筑的公路磨耗層吸收太陽輻射能量的大大降低，使路面結構處于一個相對較低的溫度范圍內，有利于控制浙青路面的車轍病害和減緩城市熱島效應。采用本實施方式的降低路面溫度的集料與普通石料集料制備的浙青混合料的性能比較如表3所示，表3采用本實施方式的降低路面溫度的集料與普通石料集料制備的浙青混合料的性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從表3可以看出，采用本實施方式的降低路面溫度的集料制備的浙青混合料的水穩定性能提高3.1%，低溫性能提高8%，高溫性能有小幅降低，為10%，但都滿足規范的要求，對材料的使用性能沒有影響；采用本發明的降低路面溫度的集料的浙青混合料的施工工藝與普通的浙青混合料相同，不需要特殊的施工設備，便于在現有的施工條件下推廣；本發明使用廢舊陶瓷代替石料是對廢物的利用，解決了我國目前筑路材料緊缺的問題，節約資源，降低公路造價，減少廢棄物對環境的污染，同時制備及應用方法簡便易行，不需要對現有設備的改變，可操控性強。權利要求降低路面溫度的集料，其特征在于降低路面溫度的集料是粒徑為4.75mm～9.5mm的廢舊陶瓷顆粒。2.根據權利要求1所述的降低路面溫度的集料，其特征在于所述的廢舊陶瓷顆粒為建筑陶瓷、日用陶瓷、衛生陶瓷和衛浴產品的一種或其中幾種的組合。3.利用如權利要求1所述的降低路面溫度的集料制備浙青混合料的方法，其特征在于利用降低路面溫度的集料制備浙青混合料的方法按以下步驟進行一、按SAC-10礦料級配計算石料用量；二、用權利要求1所述的降低路面溫度的集料替換由步驟一計算出的粒徑為4.75mm9.5mm的石料的18%22%(體積)，然后稱取石料和降低路面溫度的集料，混合均勻，得到混合集料；三、按質量百分比將86.8%88.1%的混合集料、5.5%6%的礦粉、1.8%2.2%消石灰和4.6%5%浙青按常規方法制備成浙青混合料。4.根據權利要求3所述的利用降低路面溫度的集料制備浙青混合料的方法，其特征在于步驟二中用降低路面溫度的集料替換粒徑為4.75mm9.5mm的石料的18.5%21.5%(體積)。5.根據權利要求3所述的利用降低路面溫度的集料制備浙青混合料的方法，其特征在于步驟二中用降低路面溫度的集料代替替換粒徑為4.75mm9.5mm的石料的19.5%%(體積)。6.根據權利要求3、4或5所述的利用降低路面溫度的集料制備浙青混合料的方法，其特征在于步驟三中按質量百分比將87.1%87.85%的混合集料、5.6%5.9%的礦粉、1.85%2.1%的消石灰和4.7%4.9%的浙青按常規方法制備成浙青混合料。7.根據權利要求3、4或5所述的利用降低路面溫度的集料制備浙青混合料的方法，其特征在于步驟三中按質量百分比將87.4%混合集料、5.8%的礦粉、2.0%的消石灰和4.8%的浙青按常規方法制備成浙青混合料。全文摘要降低路面溫度的集料及利用其制備瀝青混合料的方法，它涉及集料及其制備瀝青混合料的方法。本發明解決了現有的石料作為集料鋪設公路磨耗層時導熱系數大和石料的成本高的問題。本發明的降低路面溫度的集料是粒徑為4.75mm～9.5mm的廢舊陶瓷顆粒；利用其集料制備瀝青混合料的方法一、按磨耗層的級配形式計算所需的各種粒徑的石料；二、用該集料替換粒徑為4.75mm～9.5mm的石料體積的18%～22%，并稱取、混勻；三、將混合集料、礦粉、消石灰和瀝青按常規方法制備成瀝青混合料。本發明成本低，制備的磨耗層的導熱系數0.680W/m·℃～0.690W/m·℃,減少了車轍病害和城市熱島效應，可用于鋪設公路。文檔編號C04B26/26GK101830658SQ20101014075公開日2010年9月15日申請日期2010年4月7日優先權日2010年4月7日發明者馮德成,張鑫,易軍艷,王東升申請人:哈爾濱工業大學