本申請?zhí)峁┮环N地聚物穩(wěn)定廢舊瀝青混合料的制備方法，屬于舊瀝青混合料冷再生領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1、截至目前，我國公路總里程已達(dá)500多萬公里，其中90％以上為瀝青路面。瀝青主要來自石油的冶煉，但隨著城市化的發(fā)展，過度開采石油已造成原油的枯竭。瀝青路面具有使用年限短，易老化，易產(chǎn)生早期破壞等缺點，故每年都會有大量的瀝青路面面臨維修和改建，從而產(chǎn)生大量的廢舊瀝青混合料。據(jù)統(tǒng)計，我國公路基礎(chǔ)設(shè)施每年養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生的廢舊瀝青混合料約2億噸，由于循環(huán)利用率低而造成了嚴(yán)重的資源浪費與生態(tài)環(huán)境破壞。因此，推動廢舊瀝青混合料的高資源化利用成為當(dāng)前亟待解決的問題。因此，瀝青路面再生技術(shù)發(fā)展起來。
2、廢舊瀝青混合料，通常指的是在道路維修養(yǎng)護(hù)、改擴(kuò)建或其它過程中產(chǎn)生的含有瀝青的廢舊材料。這些材料如果不進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗驮倮?，可能會對環(huán)境造成污染，同時也是一種資源浪費。廢舊瀝青混合料可以通過再生工藝重新用于道路建設(shè)。通常包括加熱、破碎、篩分和新材料添加，以恢復(fù)其性能。目前廢舊瀝青混合料常用于冷再生和熱再生過程當(dāng)中，通過與再生劑、新集料等材料的混合，進(jìn)而應(yīng)用于道路基層和路面。廢舊瀝青混合料的再利用不僅有助于環(huán)境保護(hù)，減少新材料開采需求，而且可以降低建設(shè)和維護(hù)成本，具有顯著經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
3、瀝青路面就地冷再生技術(shù)是舊瀝青路面的二次利用技術(shù)，主要是利用廢舊瀝青混合料，新集料和水拌和而成，進(jìn)而形成再生混合料鋪筑路面的一種低碳技術(shù)。因其在常溫下就可拌和成型，最大限度的利用了廢舊瀝青材料，不僅能夠節(jié)能減排，還能降低公路養(yǎng)護(hù)的資金，符合我國發(fā)展新趨勢。水泥作為黏結(jié)材料因其良好的承載能力和較快形成的早期強度，被廣泛應(yīng)用于舊瀝青路面材料就地冷再生工程中，傳統(tǒng)路面冷再生技術(shù)所使用的硅酸鹽水泥是一種高污染、高能耗的膠凝材料，相關(guān)研究表明，水泥的生產(chǎn)需要使用大量的自然資源，每生產(chǎn)1噸水泥，就要消耗2.8噸原材料，同時排放0.8-0.9噸二氧化碳。因此，水泥并不適用，在此背景下地聚物材料逐漸發(fā)展起來。
4、然而，廢舊瀝青混合料分循環(huán)利用仍然面臨著許多挑戰(zhàn)。首先便是當(dāng)前技術(shù)的限制，國內(nèi)對瀝青路面就地冷再生技術(shù)的研究和應(yīng)用時間較短，存在摻量不高、施工和易性及路用性能較差的問題，且目前所擁有的技術(shù)與設(shè)備仍需要進(jìn)一步的改進(jìn)；其次便是質(zhì)量控制，在循環(huán)利用過程中，需要確保再生瀝青混合料滿足一定的路用性能要求，這可能需要更嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，而回收得到的舊瀝青混合料包裹著一層老化瀝青，導(dǎo)致性能下降，工程中通常采取增加水泥摻量進(jìn)行改善；最后便是環(huán)境問題，盡管再生技術(shù)有助于減少污染，但在施工過程中可能仍會產(chǎn)生一定的環(huán)境影響，需要采取適當(dāng)?shù)沫h(huán)保措施。由此可見，要更好再生利用廢舊瀝青混合料仍然需要進(jìn)一步研究。
5、地聚物，又稱地聚合物，首先由法國化學(xué)家j.davidovits于1985年首次提出，而后至今被廣泛研究。地聚合物是一種以無機硅氧四面體和鋁氧八面體為主要成分的新型膠凝材料。它是以天然礦物(如：偏高嶺土、沸石)和固體廢棄物(如：硅粉、粉煤灰、礦渣)為原料聚合而成，在空間上呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。地聚物的制備工藝相對簡單，是一種通過化學(xué)反應(yīng)得到的具有與陶瓷性能相似的一種新材料，這個過程稱之為地質(zhì)聚合反應(yīng)過程。研究表明，地聚物材料的總體環(huán)境效益是二氧化碳排放量減少了80％，生產(chǎn)中的氧含能量減少60％。
6、從目前發(fā)展現(xiàn)狀來看，地聚物在道路領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。研究也表明，地聚物的材料特性使得其應(yīng)用在了路面修補當(dāng)中，地聚物材料代替硅酸鹽水泥應(yīng)用于瀝青路面冷再生技術(shù)在近些年來得到了廣泛的關(guān)注。地聚物材料具有許多硅酸鹽水泥達(dá)不到的性能。同時，地聚物也具有許多優(yōu)點，如原材料來源豐富，價格低廉，節(jié)能環(huán)保，制備工藝簡單等。由此來看，地聚物對今后的瀝青路面冷再生技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。
7、綜上所述，本申請?zhí)峁┮环N地聚物穩(wěn)定廢舊瀝青混合料的制備方法，不同于傳統(tǒng)地聚物的制備方式，本申請采取事先混合好地聚物前驅(qū)粉末、新集料和收集得來的廢舊瀝青混合料，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笤偌尤雺A激發(fā)劑促使水化反應(yīng)，從而應(yīng)用在道路基層當(dāng)中。從經(jīng)濟(jì)方面來看，利用地聚物穩(wěn)定廢舊瀝青混合料極大的解決了廢料堆積的問題，利用廢舊瀝青混合料進(jìn)行公路養(yǎng)護(hù)維修，同時消耗了堆積的工業(yè)垃圾；在環(huán)境方面，再利用堆積廢料帶來了環(huán)保效益，同時地聚物相比碳酸鹽水泥，其碳排放量更低，更符合當(dāng)下“碳中和”主題的發(fā)展。從技術(shù)方面看，地聚物材料在化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)層面上都有較好性能，也可以滿足一些特殊應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)要求，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、(1)技術(shù)問題
2、本申請的目的是提供一種地聚物穩(wěn)定廢舊瀝青混合料的制備方法，通過將地聚物與廢舊瀝青混合料的結(jié)合使用，有效的提升了廢舊瀝青混合料的路用性能，適當(dāng)添加新集料可以將其利用在道路基層中，解決瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)、改擴(kuò)建過程產(chǎn)生大量廢舊瀝青混合料利用率低、污染環(huán)境、采用水泥穩(wěn)定廢舊瀝青混合料帶來的成本高、碳排放多、施工和易性低、路用性能差、施工質(zhì)量難以控制等問題，從而提高廢舊瀝青混合料利用率，減少環(huán)境污染，提升地聚物穩(wěn)定廢舊瀝青混合料施工質(zhì)量。
3、(2)技術(shù)方案
4、考慮到經(jīng)過瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)、改擴(kuò)建工程獲得的廢舊瀝青混合料路用性能較差，如果不加以改善不能滿足工程的需要，又因傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥具有二氧化碳排放量過高的副作用，因此引入地聚物替代硅酸鹽水泥做膠凝材料，輔以新集料填補廢舊瀝青混合料加工出的舊集料的級配殘缺，提供了一種新的地聚物穩(wěn)定廢舊瀝青混合料的制備方法。本申請的技術(shù)方案如下：首先對收集得到的廢舊瀝青混合料進(jìn)行篩分、分檔，添加新集料形成不同級配和不同新舊集料比例的試驗組；然后，將提前制得的最佳地聚物前驅(qū)體(偏高嶺土：礦渣粉＝2：1；硅灰摻量10％；葡萄糖酸鈉占地聚物總質(zhì)量的5％)與不同試驗組進(jìn)行混合，固定水膠比比例為0.34，堿激發(fā)劑模數(shù)為1.0；再將制得的試樣分別養(yǎng)生3天、7天和28天，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強度試驗和相關(guān)路用性能試驗得到最佳新舊集料比例和混合集料級配，評價地聚物膠凝材料對廢舊瀝青混合料強度影響效果。
5、(3)有益效果
6、據(jù)統(tǒng)計，我國公路基礎(chǔ)設(shè)施每年養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生的廢舊瀝青混合料約2億噸，由于循環(huán)利用率低而造成了嚴(yán)重的資源浪費與生態(tài)環(huán)境破壞。因此，推動廢舊路面、廢舊瀝青混合料的高資源利用成為了當(dāng)前亟待解決的問題。廢舊瀝青混合料的再生利用存在著許多挑戰(zhàn)，因此需要選擇合適的方式對廢舊瀝青混合料進(jìn)行改善，使其達(dá)到路用標(biāo)準(zhǔn)。地聚物混凝土利用偏高嶺土或礦渣等工業(yè)副產(chǎn)品，通過與堿性溶液反應(yīng)形成粘合凝膠，無需高溫煅燒，展現(xiàn)出提高機械強度、增強耐用性以及在惡劣環(huán)境中的良好穩(wěn)定性。本申請?zhí)峁┝艘环N地聚物穩(wěn)定廢舊瀝青混合料的制備方法，地聚物前驅(qū)體粉末在強堿的激發(fā)下發(fā)生水化反應(yīng)，進(jìn)而代替水泥與骨料進(jìn)行膠結(jié)，使得再生的瀝青混合料具有更好的強韌性與耐腐蝕性，更好的應(yīng)用在實際路面工程當(dāng)中。
1.一種地聚物穩(wěn)定廢舊瀝青混合料的制備方法，其特征在于該方法的具體步驟如下：