[发明专利]一种热再生钢渣沥青混合料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种热再生钢渣沥青混合料及其制备方法，包括如下重量份的原料：6‑24份钢渣，27‑29份旧沥青混合料，3.9‑4.5份沥青，42‑60份玄武岩，5.4‑5.6份矿粉，最佳油石比为3.9‑4.5％；钢渣与旧沥青混合料均用作粗集料，剩余集料为玄武岩和石灰岩矿粉。热再生钢渣沥青混合料试件具有较好的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性，钢渣的加入增强了混合料的低温抗裂性能，同时提升了再生沥青路面材料的掺配率，当钢渣为23.94份时，旧沥青路面材料为27.69份，对集料的替代率达到了51.63份。本发明解决了石料过度开采问题，保护生态环境，同时，通过加入钢渣提升了旧沥青路面材料的掺配率，降低了成本，解决了大量钢渣与旧沥青路面材料得不到利用的问题。

技术领域

本发明涉及一种热再生钢渣沥青混合料及其制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

我国的公路建设始于1988年，截至2019年底，全国公路总里程已达501.25万公里，二级及以上公路的总里程为67.20万公里，高速公路为14.96万公里，排名世界第一。据统计，沥青路面约占我国高速公路路面的90％，大城市道路路面的70％。在我国，每年大中型公路维修产生大量的废旧沥青路面材料(reclaimed asphalt pavement缩写为RAP)，如果将这些废旧沥青路面材料用于原有道路的维护翻修或新的道路修建，不仅可以节约资源，还能降低费用。但作为再生沥青混凝土面层材料，RAP掺配率不够高，目前，在大多数项目中，再生沥青混合料的含量不超过30％。

钢渣的形成经历了一系列的化学与物理变化，是在冶炼钢铁的过程中产生的一种副产品，通过冷却钢水中的杂质而形成，其排放量为粗钢产量的12％-15％。我国是钢铁大国，每年都生产大量的钢材，2020年我国粗钢产量达到10.65亿吨，产生钢渣1.6亿吨左右，且截止到2020年，钢渣累计存量高达20亿吨。大量钢渣堆积会占用土地资源，钢渣中所含的化学成分也会对地下水造成污染。钢渣的主要矿物成分是硅酸三钙，硅酸二钙以及硅、镁、铁、锰和磷的氧化物。钢渣颗粒坚硬且耐磨，具有良好的表面形状，粗糙的纹理以及对沥青的良好黏附力。

将RAP代替新集料制备再生沥青混合料已有大量的研究与工程实例，但RAP的掺量较低，一般在15％到30％之间，实际掺量仅为20％或者更低。用钢渣代替部分骨料制备钢渣沥青混合料也有大量的研究与应用，也有授权或受理的专利，如南京市路桥工程总公司申请的CN109553341A，一种钢渣沥青混凝土路面材料及其制备方法；湖南鑫长胜材料科技有限公司申请的CN 110104996 A，一种高耐久性钢渣沥青混凝土路面材料及制备方法；长安大学已授权的CN 107352850 B，一种具有微波融冰除雪功能的钢渣沥青混合料；杨琼申请的CN 111704393 A，一种钢渣沥青混凝土配方，CN 111548076 A，一种抗车辙性能好的钢渣沥青混凝土及其制备方法，及CN 111704394 A，一种热稳定性和水稳定性好的钢渣沥青混凝土。这些都是将钢渣掺入到新拌沥青混凝土中，以达到融冰除雪、提供耐久性、抗车辙性及水稳定性等的目的，提高沥青混凝土的路用功能。

然而，将钢渣掺入到RAP中制备相同型号的热再生钢渣沥青混合料的研究几乎没有，因此本申请考虑到仅掺入RAP制备再生沥青混凝土，掺配率不高，而钢渣质地坚硬且耐磨，对沥青有良好的黏附力等特性，掺入到新拌沥青混凝土中能提高某些路用性能，如果把钢渣掺入到再生沥青混凝土中，用钢渣与RAP共同替代新集料，不但可以解决钢渣大量堆积、污染环境的问题，还能提升RAP的掺配率，大大提高对新集料的替代率来制备满足路用性能要求的再生沥青混凝土。

发明内容

针对现有背景技术，本发明提出一种热再生钢渣沥青混合料及其制备方法，一方面通过加入钢渣来提升RAP的掺配率，另外一方面用钢渣与RAP共同替代新集料，既解决大量钢渣与RAP得不到利用的问题，也避免过度开采石料，保护环境的目的。