一种竹骨料沥青混合料结构

本发明涉及一种新型沥青混合料，具体涉及一种竹骨料沥青混合料结构，涉及道路铺面材料。

背景技术：

1、沥青混合料主要由骨料和沥青结合料组成，是一种兼具强度与柔性的复合材料，具有良好的耐磨、防渗及抗裂性能，广泛应用于高速公路、机场场道、铁路轨道的路面结构设计与施工中，且能显著提升路基防排水能力并改善基床结构受力状态。

2、在沥青混合料中，粗骨料是指粒径大于2.36mm以上的碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等。随着建筑行业的不断发展，砂石等无机骨料成为消耗固体资源量最大的产品，且呈逐年上升趋势，由于环保和开采的限制，造成了砂石等无机骨料供不应求、价格持续上涨的现状。因此，找寻一种可再生可持续的新型骨料替代砂石等无机骨料，解决无机骨料紧缺的问题对建筑行业的前景具有重大意义。同时，沥青混合料在荷载与环境共同作用下，易出现松散、车辙、开裂等早期病害，从而降低路面的使用寿命，因此也需采取措施提高其路用性能。目前学者们也研究了众多提高沥青混合料的路用性能的措施。例如中国专利cn114605850 a公开了一种汉麻基路用高性能复合木质素纤维及其制备方法，汉麻基路用高性能复合木质素纤维组成包括：汉麻纤维、木浆纤维、膨松剂、阻燃剂、防霉剂、抗静电剂；又如中国专利cn 112110678 a公开一种掺混合长度玄武岩纤维沥青混合料及制备方法，所述混合料包括sbs改性沥青、玄武岩纤维以及矿料，所述矿料包括粗骨料、细骨料和矿粉，粗细骨料材质为玄武岩。汉麻基路用高性能复合木质素纤维和玄武岩纤维取材复杂，不易加工，成本较高，经济效益不高。

3、竹子生长周期短，一般六年成材，且一次造林可多次采伐，多年受益，竹木材料采伐后稍微处理即可使用。竹材在物理力学特性方面具有强度高，韧性好，可塑性好，抗拉、抗压及抗弯性能好，密度小，强度比高等诸多优点。竹建材具有可回收、再生、生产能耗少、低碳环保等与生俱来的特点。竹建材的整个生命周期循环是一种原生态的自然循环，它既不消耗自然资源，也不造成环境污染。将竹材作为一种新型骨料代替无机粗骨料应用于沥青混合料在缓解砂石紧缺、推进绿色建筑发展的同时，取材方便、易于加工、经济效益较高。此外，竹骨料的掺入能显著提高沥青混合料的结构温度稳定性、水稳定性、抗车辙能力、疲劳性能、抗裂性能、延性等路用性能。

技术实现思路

1、本发明以天然毛竹切割并进行表面处理而形成的新型竹骨料代替碎石、卵石、陶粒等无机粗骨料，拌制一种新型竹骨料沥青混合料，应用于高速公路、机场场道、铁路轨道等路面结构中。本发明中选用的竹材来源于自然，可再生可持续，取材方便，易于加工，绿色环保，经济效益较好，竹材的利用还能够解决现有建筑原材料紧缺，环境严重破坏的问题。同时，竹骨料的加入，能显著提升沥青混合料的温度稳定性、抗车辙能力、疲劳性能、抗裂性能以及延性等技术性质。

2、本发明的技术方案：一种竹骨料沥青混合料结构，其特征在于，按以下质量百分比称取原料：沥青2％～4％，细骨料12％～18％，填料4％～8％，无机粗骨料0％～69％，竹骨料1％～70％，纤维稳定剂0.3％～0.6％，选用3年竹龄以上的毛竹，先去除掉竹青和竹黄再剖切成块状颗粒以制成竹骨料，竹骨料的长径比为1～3、厚度为2mm～20mm，竹骨料的表面处理方式为碳化、涂抹界面剂、粘砂的一种，界面剂为沥青乳液、聚合物乳液、树脂乳液的一种，界面剂的裹覆厚度为0.05mm～1mm，竹骨料表面粘砂处理时，砂为12目～80目金刚砂的一种，竹骨料取代无机骨料的取代率为5％～100％，无机粗骨料为碎石、卵石、陶粒中的一种，公称粒级为2.36mm～40mm。

3、所述的沥青为天然沥青、石油沥青、乳化沥青以及改性沥青的一种。

4、所述的沥青混合料为半开级配沥青混合料、开级配沥青混合料以及沥青马蹄脂碎石混合料的一种。

5、所述的沥青混合料的油石比为4％～7％。

6、所述的竹骨料按无机粗骨料∶竹骨料＝0.5∶1～6∶1的体积比取代无机粗骨料。

7、所述的竹骨料取代碎石骨料的方式为连续级配取代、单粒级取代的一种。

8、所述的竹骨料的含水率为6％～12％。

9、所述的细骨料为天然砂、人工砂的一种，粒径小于4.75mm。

10、本发明的有益效果在于：

11、1)竹骨料来源于自然，可再生可持续，绿色环保，以竹骨料取代碎石、卵石、陶粒等无机粗骨料，大幅提升了竹材的利用率，并解决了现有的建筑原材料过度采掘导致的原材料紧缺，环境严重破坏等问题，符合我国大力推行绿色建筑、可持续建筑材料的国情。

12、2)竹骨料的掺入显著提升了沥青混合料的温度稳定性、抗车辙能力、疲劳性能、抗裂性能以及延性等技术性质。

13、3)竹骨料取材方便，成本低廉，易于加工，施工方便，经济效益高。

技术特征：

1.一种竹骨料沥青混合料结构，其特征在于，按以下质量百分比称取原料：沥青2％～4％，细骨料12％～18％，填料4％～8％，无机粗骨料0％～69％，竹骨料1％～70％，纤维稳定剂0.3％～0.6％，选用3年竹龄以上的毛竹，先去除掉竹青和竹黄再剖切成块状颗粒以制成竹骨料，竹骨料的长径比为1～3、厚度为2mm～20mm，竹骨料的表面处理方式为碳化、涂抹界面剂、粘砂的一种，界面剂为沥青乳液、聚合物乳液、树脂乳液的一种，界面剂的裹覆厚度为0.05mm～1mm，竹骨料表面粘砂处理时，砂为12目～80目金刚砂的一种，竹骨料取代无机骨料的取代率为5％～100％，无机粗骨料为碎石、卵石、陶粒中的一种，公称粒级为2.36mm～40mm。

2.如权利要求1所述的一种竹骨料沥青混合料结构，其特征在于所述的沥青为天然沥青、石油沥青、乳化沥青以及改性沥青的一种。

3.如权利要求1所述的一种竹骨料沥青混合料结构，其特征在于所述的沥青混合料为半开级配沥青混合料、开级配沥青混合料以及沥青马蹄脂碎石混合料的一种。

4.如权利要求1所述的一种竹骨料沥青混合料结构，其特征在于所述的沥青混合料的油石比为4％～7％。

5.如权利要求1所述的一种竹骨料混凝土结构，其特征在于所述的竹骨料按无机粗骨料∶竹骨料＝0.5∶1～6∶1的体积比取代无机粗骨料。

6.如权利要求1所述的一种竹骨料混凝土结构，其特征在于所述的竹骨料取代碎石骨料的方式为连续级配取代、单粒级取代的一种。

7.如权利要求1所述的一种竹骨料混凝土结构，其特征在于所述的竹骨料的含水率为6％～12％。

8.如权利要求1所述的一种竹骨料沥青混合料结构，其特征在于所述的细骨料为天然砂、人工砂的一种，粒径小于4.75mm。

技术总结本发明公开了一种竹骨料沥青混合料结构，涉及道路铺面材料技术领域，按以下质量百分比称取原料：沥青2％～4％，细骨料12％～18％，填料4％～8％，无机粗骨料0％～69％，竹骨料1％～70％、纤维稳定剂0.3％～0.6％。该方法将可再生可持续，成本低，取材方便的毛竹切割成块状的竹骨料以取代碎石、卵石、陶粒等无机粗骨料，拌制成一种新型竹骨料沥青混合料，在大幅提升了竹材的利用率，并解决了碎石等建筑原材料过度采掘导致的原材料紧缺，环境严重破坏等问题的同时，显著提升了沥青混合料的结构温度稳定性、抗车辙能力、疲劳性能、抗裂性能等路用性能。技术研发人员：魏洋,王高飞,王家庆,赵康,陈佳炜,朱彬荣受保护的技术使用者：南京林业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5