本發(fā)明屬于道路材料領(lǐng)域，涉及煤化工固體廢棄物在道路建筑材料中的使用，具體涉及外摻劑在提高瀝青混凝土高溫性能中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：煤直接液化殘?jiān)鳛樯a(chǎn)液體燃料油后產(chǎn)生的固體廢棄物，其組成中含有瀝青類物質(zhì)，用來直接改性基質(zhì)瀝青，在摻量較小時(shí)(約7％)，對高溫性能有一定改善，專利CN201410438824.7中提到將煤液化瀝青粉碎，然后加入反應(yīng)釜中，進(jìn)行加熱聚合，制備高軟化點(diǎn)瀝青。該種工藝也較復(fù)雜，且得到的產(chǎn)品在使用時(shí)需要先制成改性瀝青再使用，需要專業(yè)改性瀝青設(shè)備，成本較高，使用也不方便；同時(shí)，該工藝無法解決瀝青低溫性能變差的情況。專利CN101863637A中提到通過在煤直接液化殘?jiān)刑砑铀芑瘎⑴悸?lián)劑和橡膠粉，通過熔融、混合等工序制得可用于道路瀝青混凝土的外摻劑。但該方法需要摻加5-20％的增塑劑，該摻量已超出一般助劑范圍，且橡膠粉摻量為煤直接液化殘?jiān)?-15％，并要求粒徑小于80目(0.178mm)，因而總體成本較高，不利于在工程中大規(guī)模應(yīng)用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種外摻劑，將其添加到瀝青混凝土混合料中，能夠改善瀝青混凝土的高溫抗車轍性能的同時(shí)不影響瀝青的低溫性能。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：外摻劑在提高瀝青混凝土高溫性能中的應(yīng)用，外摻劑是由煤直接液化殘?jiān)r青、分散劑、增溶劑和廢舊輪胎膠粉制備而成，廢舊輪胎膠粉是經(jīng)廢舊輪胎和廢舊橡膠處理成粒徑小于30目的橡膠粉。煤直接液化殘?jiān)敲褐苯右夯髲臏p壓蒸餾裝置排出的粒徑小于0.15毫米，瀝青含量高于75％的煤殘?jiān)?。煤直接液化殘?jiān)?、瀝青、廢舊輪胎膠粉、分散劑和增溶劑的添加量按質(zhì)量比為1～1.5:0.05～0.10:0.25～0.45:0.001～0.002:0.002～0.005。分散劑為低分子量的熱塑性樹脂粉，為聚乙烯蠟、聚乙二醇和聚四氟乙烯中的一種或多種組合物。增溶劑為硬酯酸鈉、硬酯酸鎂和硬酯酸鈣中一種或多種組合物。一種瀝青混凝土混合料，該瀝青混凝土混合料中添加有外摻劑，外摻劑制備原料包括煤直接液化殘?jiān)?、瀝青、分散劑、增溶劑和廢舊輪胎膠粉。外摻劑的添加量以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，為瀝青混凝土中原瀝青用量的10％～20％。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：(Ⅰ)本發(fā)明的外摻劑在提高瀝青混凝土高溫性能中的應(yīng)用，外摻劑的添加量為瀝青質(zhì)量的10％～20％，可以采用傳統(tǒng)的瀝青混凝土制備工藝和設(shè)備獲得，無須額外設(shè)備，工藝簡單。(Ⅱ)本發(fā)明的外摻劑添加到混凝土中，能使得混凝土路面材料較普通瀝青混凝土的高溫性能提高1～2倍。(Ⅲ)本發(fā)明混凝土外摻劑主要是由煤直接液化殘?jiān)蛷U舊輪胎膠粉，輔以少量助劑制成，且粒徑小于30目的廢舊輪胎膠粉的摻量為煤直接液化殘?jiān)?.25～0.45倍，因而總體成本低，利于在工程中大規(guī)模應(yīng)用。具體實(shí)施方式以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，需要說明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實(shí)施例，凡在本申請技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明所使用的分散劑為低分子量的熱塑性樹脂粉，可以是聚乙烯蠟、聚乙二醇和聚四氟乙烯等。本發(fā)明所述外摻劑的添加量為瀝青混凝土中原瀝青用量的10％-20％(不包括外摻劑中的瀝青質(zhì)量),是指本發(fā)明的外摻劑按照10％-20％質(zhì)量百分?jǐn)?shù)比，替代原瀝青混凝土中的瀝青進(jìn)行配比設(shè)計(jì)。本發(fā)明所述瀝青混凝土的高溫性能提高是指瀝青混凝土動(dòng)穩(wěn)定度、殘留穩(wěn)定度和最大彎拉應(yīng)變?nèi)N指標(biāo)中的一種、兩種或者三種指標(biāo)同時(shí)提高。實(shí)施例1：本實(shí)施例給出一種外摻劑，其中，煤直接液化殘?jiān)r青、廢舊輪胎膠粉、分散劑和增溶劑的添加量按質(zhì)量比為1:0.05:0.25:0.001:0.002。其中：煤直接液化殘?jiān)叫∮?.15毫米，灰分含量小于25％，瀝青含量不小于75％。廢舊輪胎膠粉粒徑小于0.55毫米，其中灰分含量小于9％，炭黑含量大于29％，金屬含量小于0.04％。瀝青為110號或90號道路石油瀝青中一種或兩種組合物?；诒緦?shí)施例的原料配方，本實(shí)施例瀝青混凝土外摻劑的具體制備過程如下所述：步驟一，將煤直接液化殘?jiān)?00克加熱至180-200℃，成熔融狀；步驟二，將瀝青加熱成熔融狀；步驟三，依次將熔融瀝青5g、廢舊輪胎膠粉25g、分散劑0.1g和增溶劑0.2g加入煤直接液化殘?jiān)?，然后?80-200℃下高速攪拌15min；步驟四，將攪拌均勻的混合物倒入密封罐中，移入烘箱在180-250℃的溫度下熱解脫硫融化處理1-5小時(shí)；步驟五，將熱解脫硫融化處理后混合物攪拌均勻，通過擠壓造粒獲得粒度為1-5毫米的瀝青混凝土外摻劑。將上述得到的外摻劑按照瀝青混凝土中原瀝青用量的10％替代瀝青，按照標(biāo)準(zhǔn)方法制備含外摻劑的瀝青混凝土試件。其中，瀝青為克拉瑪依90#瀝青，粗、細(xì)集料為玄武巖碎石，礦粉為石灰?guī)r礦粉，礦料級配為工程中應(yīng)用于上面層的AC-13。按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE20-2011)進(jìn)行試樣制備和性能試驗(yàn)。瀝青混凝土高溫穩(wěn)定性能是通過車轍試驗(yàn)來表征的，車轍試驗(yàn)是一種模擬實(shí)際車輪荷載在路面上行走而形成車轍的工程試驗(yàn)法，是評價(jià)瀝青混合料在規(guī)定溫度條件下抵抗塑性流動(dòng)性變形的方法。車轍試驗(yàn)溫度為60℃，輪壓為0.7MPa，試件采用碾壓成型的300mm×300mm×50mm車轍試件，試驗(yàn)結(jié)果以動(dòng)穩(wěn)定(次/mm)表示。瀝青混凝土的低溫性能采用標(biāo)準(zhǔn)條件小梁彎曲破壞試驗(yàn)進(jìn)行評價(jià)。試驗(yàn)采用的小梁試件尺寸為長250mm±2mm，寬30mm±2mm，高35mm±2mm，由碾壓成型的300mm×300mm×50mm車轍試件切割而成。試驗(yàn)溫度為-10℃±0.5℃，加載速率為50mm/min，試驗(yàn)結(jié)果以小梁彎曲破壞時(shí)梁底對應(yīng)的最大破壞應(yīng)變。瀝青混合料抵抗水損害能力通常采用浸水馬歇爾試驗(yàn)評價(jià)。按照標(biāo)準(zhǔn)方法制備標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，分成2組，分別在60℃水浴中浸泡30min和48h，再分別測定馬歇爾穩(wěn)定度，以浸泡48h的馬歇爾穩(wěn)定度結(jié)果除以浸泡30min的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果，此即為殘留穩(wěn)定，其值越大，瀝青混合料抵抗水損壞能力越強(qiáng)。以上測試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例2：本實(shí)施例給出一種外摻劑，其中，煤直接液化殘?jiān)?、瀝青、廢舊輪胎膠粉、分散劑和增溶劑的添加量按質(zhì)量比為1.5:0.10:0.45:0.002:0.005。本實(shí)施例中制備瀝青混凝土試件時(shí)外摻劑替代20％瀝青。本實(shí)施例中對原料的要求和瀝青混凝土外摻劑的制備方法均與實(shí)施例1相同。本實(shí)施例的瀝青混凝土試件的測試方法與實(shí)施例1相同，測試結(jié)果如表1所示。對比例1：本對比例給出一種瀝青混凝土，其制備原料按重量百分比為：瀝青：礦料＝4.8:100。本對比例的瀝青混凝土的制備方法和試件的測試方法與實(shí)施例1相同，測試結(jié)果如表1所示。對比例2本對比例給出一種混凝土外摻劑，其中，煤直接液化殘?jiān)r青、廢舊輪胎膠粉、分散劑和增溶劑的添加量按質(zhì)量比為1:0.05:0.25:0.001:0.002。本對比例中對原料的要求和瀝青混凝土外摻劑以及瀝青混凝土的制備方法均與實(shí)施例1相同，所不同的是，其中廢舊輪胎膠粉粒徑在80目。本對比例中制備瀝青混凝土試件時(shí)外摻劑替代10％瀝青。本對比例瀝青混凝土試件的測試方法與實(shí)施例1相同，測試結(jié)果如表1所示。對比例3：本對比例給出一種瀝青混凝土外摻劑，其中，煤直接液化殘?jiān)?、瀝青、廢舊輪胎膠粉、檸檬酸三正丁酯和超分散劑的添加量按質(zhì)量比為1:0.05:0.15:0.20:0.003。本對比例瀝青混凝土試件的測試方法與實(shí)施例1相同，測試結(jié)果如表1所示。效果分析：表1表明，與普通瀝青混凝土相比，采用本發(fā)明制備的瀝青混凝土外摻劑可以顯著改善瀝青混凝土混合料的高溫性能和低溫性能，表征高溫性能的動(dòng)穩(wěn)定度和低溫下最大彎拉應(yīng)變明顯高于對比例，同時(shí)，水穩(wěn)定性能也有一定提高；實(shí)施例1瀝青混凝土高溫性能和水穩(wěn)定性均好于對比例2，而低溫性能略低，說明廢舊輪胎膠粉的粒徑對瀝青混凝土性能有影響。對比例3高溫性能和低溫性能改善有限，實(shí)施例的瀝青混凝土高溫性能和水穩(wěn)定性均好于對比例3，說明制備外摻劑時(shí)的助劑及助劑添加量對瀝青混凝土性能有影響。因此，本發(fā)明瀝青混凝土外摻劑不僅能明顯改善瀝青混凝土的高溫性能，還能改善其低溫性能。表1外摻劑對瀝青混凝土路用性能影響效果路用性能實(shí)施例1實(shí)施例2對比例1對比例2對比例3動(dòng)穩(wěn)定度(次/mm)35684064198028452345殘留穩(wěn)定度(％)929391.09092最大彎拉應(yīng)變(με)31443361267532592685當(dāng)前第1頁1 2 3