[发明专利]一种基于钢渣集料的极薄抗滑磨耗材料及其应用

说明书

本发明公开了一种基于钢渣集料的极薄抗滑磨耗材料及其应用，包括以下按照重量份数计组分：矿料为100份、复合改性沥青为5.8‑6.2份、木质素纤维为0.2‑0.5份；所述矿料中钢渣A40‑42份、玄武岩粗集料51‑54份、钢渣B1‑3份、石灰岩细集料1‑3份、石灰石矿粉2‑4份，所述钢渣A和钢渣B的浸水膨胀率不大于1.5%，游离氧化钙含量不大于3%。基于钢渣集料的极薄抗滑磨耗材料既可用于原沥青路面的养护和废旧路面的快速修复，也可用于桥面沥青铺装的局部破损修复和预防性养护，修复形成的极薄抗滑磨耗层具有良好的封水、抗滑效果。本发明成本低、施工简便，适于大规模推广应用。

技术领域

本发明涉及一种道路养护材料及方法，具体涉及一种基于钢渣集料的极薄抗滑磨耗材料及其应用。

背景技术

我国当前每年新增道路15万公里，其中高速公路约7000公里。公路建设每年消耗砂石料10亿吨，岩石的过度开采造成环境负荷大，优质天然集料面临供需矛盾。石灰岩、玄武岩等优质石料的储量按照目前的消耗速度，只够维持生产建设至多20年，届时石灰石将是比煤炭更为宝贵的资源。钢渣是钢铁产业的主要固体废弃物，产量约占原钢产量的13％以上。我国的钢产量占全球钢产量的50％，已连续多年位居世界第一，每年排放钢渣超过1亿吨，累计堆存量超过10亿吨，但钢渣综合利用率仅有20％。未回收利用的钢渣被掩埋或者堆积于钢厂、山河农田之中，占用大片土地的同时造成严重的环境污染，也给钢铁企业的可持续发展造成了障碍。将钢渣用作沥青混合料的集料应用到道路工程领域，不仅降低道路建设成本，减少天然石料的开发，还能保护生态环境，推动我国道路工程建设的可持续发展。20世纪70年代美日等发达国家率先研究了钢渣的回收与利用，开发了回炉炼钢、土壤改良、道路建设等多种再利用途径。目前西方发达国家已实现了钢渣的高效利用，道路建设是钢渣利用的一条主要途径，欧洲约有39-62％的钢渣用于道路建设，英国这一比例高达98％。而我国用于道路建设的钢渣不足2％，离发达国家还有很大差距。

为了提高钢渣的利用率，目前将钢渣应用到沥青道路工程是一种比较有效的途径之一。工业生产的钢渣具有高碱性，而且表面粗糙多孔，与弱酸性沥青有良好的粘附性，沥青包裹后能在一定程度防止钢渣的水化体积膨胀，在一定程度上也提高沥青混合料的水稳定性。此外钢渣棱角较好，具有强度高、耐磨等特性，将钢渣应用到沥青混合料中，改善沥青混合料的耐磨、抗滑性能，并提升沥青路面的耐久性和安全性。因此，钢渣代替部分或全部集料制备沥青混凝土，在钢渣得到资源化利用的同时，原材料的成本也在一定程度上降低；另一方面，提高钢渣在道路工程中的利用率可避免天然集料的过度开采，从而保护自然生态环境，推动道路工程建设的可持续发展。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于钢渣集料的极薄抗滑磨耗材料及其应用，该极薄抗滑磨耗层提高了钢渣在道路工程中的利用率，有效利用钢渣资源。

为解决现有技术，本发明采用如下技术方案：

一种基于钢渣集料的极薄抗滑磨耗材料，包括以下按照重量份数计组分：矿料为100份、复合改性沥青为5.8-6.2份、木质素纤维为0.2-0.5份；所述矿料中钢渣A40-42份、玄武岩粗集料51-54份、钢渣B1-3份、石灰岩细集料1-3份、石灰石矿粉2-4份，且钢渣A、钢渣B玄武岩粗集料、石灰岩细集料与石灰石矿粉的质量份之和为100份；所述钢渣A和钢渣B的浸水膨胀率不大于1.5％，游离氧化钙含量不大于3％；所述钢渣A的粒径为2.36-4.75mm，所述钢渣B的粒径为0.075-2.36mm，所述石灰石矿粉的粒径为0.075mm，石灰岩细集料的粒径为0.075-2.36mm，玄武岩粗集料的粒径为2.36-4.75mm。

作为改进的是，所述复合改性沥青包括以下按照重量份数计组分：基质沥青85-90份，40-60目橡胶粉15-20份，SBS 2-4份。