一种多孔陶粒沥青混凝土及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种多孔陶粒沥青混凝土，其由如下质量百分数的组分组成：含纳米TiO2免烧结多孔陶粒45％～55％、SBS改性沥青4.5％～5.5％、补充矿料39.5％～50.5％；本发明专利技术所述多孔陶粒沥青混凝土可应用于路面汽车尾气降解式超薄磨耗层的铺设，兼具经济、环保、社会效益。

【技术实现步骤摘要】
(一)
本专利技术属于道路工程中路面材料
，尤其是涉及一种多孔陶粒沥青混凝土及其在铺设汽车尾气降解式超薄磨耗层中的应用。(二)
技术介绍
随着我国汽车保有量的剧增，汽车排放的大量尾气严重污染了大气环境，大大增加了“雾霾”天气的发生频率。目前，除了出台有各类尾气排放控制的行政管制和油品改良措施之外，科研人员还提出了各种尾气降解的新型路面材料及其新技术，包括尾气降解的沥青、沥青混合料、水泥砂浆、涂层和卷材等。这些新材料新技术的尾气降解效率和适用范围均有待进一步验证和提升，而且因各种因素制约，单独使用不能最大限度地发挥各自技术优势。已有研究表明：纳米TiO2是一种光催化剂，在光照条件下能将汽车尾气中的氮氧化物降解为硝酸盐，而将碳氢化物分解为CO2和H2O等物质。在已有的汽车尾气光催化降解技术及专利中，通常将纳米TiO2等光催化剂混合于基质材料之中，从而制成尾气降解的涂层(“一种全天候汽车尾气降解路面涂层材料及制备方法”，专利号CN103058581A)或磨耗层(“一种可降解汽车尾气的彩色防滑超薄磨耗层及其制备方法”，专利号CN103214213A)。由于大部分光催化剂处于包裹状态，而只有少部分能与汽车尾气接触，从而大幅降低了纳米TiO2等光催化剂的尾气降解效率。随着我国公路和城市道路的大批新建、改建或扩建，天然土石方的大量开挖与运用造成了建材短缺和环境破坏。与此同时，在内河航道和海港岸滩等清淤整治过程中产生了大量的高含水量疏浚淤泥/污泥，而常用的倾倒处理方法易产生“二次污染”。为此，本专利技术提出采用疏浚淤泥/污泥预制多孔陶粒，并用其部分替代天然矿质集料，以制备尾气降解式超薄磨耗层多孔陶粒沥青混凝土。同时，基于专利技术专利“一种汽车尾气降解材料及其应用”(专利号CN101254406A)所提出的尾气降解材料喷涂技术，使含纳米TiO2的尾气降解胶浆吸附于多孔陶粒孔隙表面。如此，以超薄磨耗层的结构形式，联合含纳米TiO2的多孔陶粒及其孔隙吸附的尾气降解胶浆共同降解汽车尾气，大幅提高降解效率。本专利技术不仅可以有效缓解道路建材紧缺问题，而且可大量消耗疏浚淤泥/污泥，避免倾倒处理带来的系列问题，从而取得显著的经济、社会和环保效益。(三)
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术之不足，提供一种多孔陶粒沥青混凝土，及其在铺设路面汽车尾气降解式超薄磨耗层中的应用。本专利技术将高含水量疏浚淤泥/污泥处治、汽车尾气降解和“雾霾”天气大气环境整治有机结合，具有技术先进、有利环保和效益显著的特点。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种多孔陶粒沥青混凝土，所述多孔陶粒沥青混凝土由如下质量百分数的组分组成：含纳米TiO2免烧结多孔陶粒 45％～55％SBS改性沥青 4.5％～5.5％补充矿料 39.5％～50.5％其中，所述的含纳米TiO2免烧结多孔陶粒由疏浚淤泥/污泥经透气真空快速泥水分离处理后，与粉煤灰、激发剂、尾气降解剂混合造粒制得；所述的补充矿料为：粒径0.075～4.75mm的人工轧制石灰岩细集料、粒径9.5～13.2mm的玄武岩、粒径0.075～13.2mm的建筑废弃物再生集料中的一种或两种以上任意比例的混合物。具体的，本专利技术所述的含纳米TiO2免烧结多孔陶粒可按如下方法制备得到：(1)将疏浚淤泥/污泥进行透气真空快速泥水分离处理，得到含水量降至2～3倍液限以内的粘土；(2)在步骤(1)所得粘土中加入粉煤灰、激发剂、尾气降解剂，混合搅拌1～2min后进行造粒，造粒粒径为4.75～9.5mm；其中，所述粘土与粉煤灰、激发剂、尾气降解剂的质量比为5：3：1：1；所述激发剂由如下质量百分数的组分组成：碱渣50％、磷石膏30％、水泥(例如普通硅酸盐水泥)20％；所述尾气降解剂由如下质量百分数的组分组成：纳米TiO2粉末50％、稀释剂(如：丙酮)30％、偶联剂(如：硅烷偶联剂DL602，化学名称：N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷)20％；(3)造粒完成后于80～90℃下干燥16～18h，得到所述含纳米TiO2免烧结多孔陶粒。本专利技术所述的疏浚淤泥/污泥为内陆湖泊、河道、水塘以及滨海港口、航道、码头清淤整治产生的高含水量淤泥/污泥，通常其含水量在85％～140％。本专利技术所述多孔陶粒沥青混凝土可按照本领域常规方法应用于路面汽车尾气降解式超薄磨耗层的铺设，具体的，所述应用的方法为：①拌和：采用厂拌法拌制多孔陶粒沥青混凝土(高等级公路宜采用间歇式拌和机拌和)，其中，SBS改性沥青采用导热油加热(导热油是一种加热介质，并不掺入多孔陶粒沥青混凝土中，导热油加热是对沥青的一种常规加热方式)，加热温度控制在160～170℃，而沥青混合料拌和温度控制在170～180℃，为杜绝混合料出现花白、团块和糊料，要求每盘每锅拌和时间为45～50s；②运输：为减少运输过程中的温度散失，运输车辆采用保温装备保温，同时在料车底部涂刷防粘剂(如：薄油水混合液涂层)，以防粘结底板；③摊铺：首先清理路面，用空压机吹净多余石子、泥土和残渣，乳化沥青喷洒温度为60～80℃，洒布量为1.0kg/m2，混合料摊铺温度为150～165℃，连续摊铺，不得出现停机现象，以保证摊铺平整度；④碾压：由于多孔陶粒筒压强度小于天然碎石，因此不宜采用大功率压路机碾压，而是采用10～13t的双钢轮压路机进行静压，要求碾压终了温度≥110℃(通常在110～165℃)；⑤冷却：在施工过程中，实行半封闭交通管制，保持路面车辆通行，施工完毕后，待沥青混凝土超薄磨耗层自然冷却，温度≤50℃后方可开放交通。⑥清理路面：待磨耗层处理完成并且当磨耗层温度≤50℃后，对施工路段进行路面预处理：采用由里向外的方式，用高压鼓风机将细粒及灰尘吹出路面，用专用胶布粘封路面标线，以免施工时覆盖或污染路面标线；⑦涂布尾气降解胶浆：将调配好的尾气降解胶浆装入洒布车灌装容器，将洒布车开至施工起点并对准控制线，开动发电机为系统供电，依次开启气阀、涂料阀，至涂料喷枪均匀、持续喷出雾状涂料时，开动洒布车匀速前进；所述的尾气降解胶浆由如下质量百分数的组分混匀配制而成：环氧树脂45％、稀释剂(二甲苯)30％、固化剂(聚醚胺)15％、纳米TiO2粉末5％、稀释剂(丙酮)3％、偶联剂(DL602)2％；⑧第1层涂布：第1层涂布的涂布量为0.4kg/m2，涂布分为喷涂或滚涂2种方式，小面积施工采用滚刷刷涂方法，而大面积施工采用设备喷洒方法；⑨第2层涂布：确认第1层涂层已固化后，按照相同方式进行第2层尾气降解胶浆的涂布，第2层涂布量同为0.4kg/m2；⑩后处理完成施工：涂布完毕后，进行涂层养生，令涂层自然干燥、固化，即完成路面汽车尾气降解式超薄磨耗层的铺设。本专利技术中尾气降解原理为：以超薄磨耗层的结构形式，联合含纳米TiO2的多孔陶粒及其孔隙吸附的尾气降解胶浆共同降解汽车尾气。本专利技术中超薄磨耗层构造深度较大，可使表面多孔陶粒部分外露，而多孔陶粒比表面积大、孔隙多且具开放性。借助于喷涂时的喷射压力和表面张力，含纳米TiO2的尾气降解胶浆可进入陶粒孔隙之中，干燥后可吸附于骨架表面且不阻塞孔隙。当汽车尾气排放时，超薄磨耗层内形成局部气流，吸收汽车尾气和部分PM2.5颗粒；在光照条件下，多孔陶粒和尾气降解胶浆中的纳米Ti本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔陶粒沥青混凝土，其特征在于，所述多孔陶粒沥青混凝土由如下质量百分数的组分组成：含纳米TiO2免烧结多孔陶粒 45％～55％SBS改性沥青 4.5％～5.5％补充矿料 39.5％～50.5％其中，所述的含纳米TiO2免烧结多孔陶粒由疏浚淤泥/污泥经透气真空快速泥水分离处理后，与粉煤灰、激发剂、尾气降解剂混合造粒制得；所述的补充矿料为：粒径0.075～4.75mm的人工轧制石灰岩细集料、粒径9.5～13.2mm的玄武岩、粒径0.075～13.2mm的建筑废弃物再生集料中的一种或两种以上任意比例的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种多孔陶粒沥青混凝土，其特征在于，所述多孔陶粒沥青混凝土由如下质量百分数的组分组成：含纳米TiO2免烧结多孔陶粒 45％～55％SBS改性沥青 4.5％～5.5％补充矿料 39.5％～50.5％其中，所述的含纳米TiO2免烧结多孔陶粒由疏浚淤泥/污泥经透气真空快速泥水分离处理后，与粉煤灰、激发剂、尾气降解剂混合造粒制得；所述的补充矿料为：粒径0.075～4.75mm的人工轧制石灰岩细集料、粒径9.5～13.2mm的玄武岩、粒径0.075～13.2mm的建筑废弃物再生集料中的一种或两种以上任意比例的混合物。2.如权利要求1所述的多孔陶粒沥青混凝土，其特征在于，所述的含纳米TiO2免烧结多孔陶粒按如下方法制备得到：(1)将疏浚淤泥/污泥进行透气真空快速泥水分离处理，得到含水量降至2～3倍液限以内的粘土；(2)在步骤(1)所得粘土中加入粉煤灰、激发剂、尾气降解剂，混合搅拌1～2min后进行造粒，造粒粒径为4.75～9.5mm；(3)造粒完成后于80～90℃下干燥16～18h，得到所述含纳米TiO2免烧结多孔陶粒。3.如权利要求2所述的多孔陶粒沥青混凝土，其特征在于，步骤(2)中，所述粘土与粉煤灰、激发剂、尾气降解剂的质量比为5：3：1：1。4.如权利要求2所述的多孔陶粒沥青混凝土，其特征在于，步骤(2)中，所述激发剂由如下质量百分数的组分组成：碱渣50％、磷石膏30％、水泥20％。5.如权利要求2所述的多孔陶粒沥青混凝土，其特征在于，步骤(2)中，所述尾气降解剂由如下质量百分数的组分组成：纳米TiO2粉末50％、稀释剂30％、偶联剂20％。6.如权利要求5所述的多孔陶粒沥青混凝土，其特征在于，所述的稀释剂为丙酮，所述的偶联剂为硅烷偶联剂DL602。7.权利要求1所述的多孔陶粒沥青混凝土在路面汽车尾气降解式超薄磨耗层的铺设中的应用。8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用的方法为：①拌和：将权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘萌成，陶君军，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33