一种短细秸秆片增强沥青混合料的方法[0002]农作物秸杆，资源丰富，纤维素含量高，具有强度大、密度小、有韧性等优点。将秸杆应用于化工、建筑、纺织等领域，开发高性能、环境友好的绿色材料是实现秸杆资源化利用的有效途径之一。秸杆作为加筋材料，与土拌合制作秸杆/ 土复合材料，具有较强的压缩性能、抗剪切能力与渗透能力，且加筋效果优于洋麻。秸杆与水泥混合可制成强度高、低价环保的建筑材料。将秸杆制作成块状物作为剪力墙填充物，可提高剪力墙抗剪切破坏能力和延展性能。[0003]目前，秸杆用于路用建筑材料的研究多集中在秸杆纤维化的工艺方面。通常采用碱法蒸煮提取秸杆纤维。从秸杆中提取纤维，通常需要复杂的化学工艺，容易产生环境污染，并且成本较高，不利于秸杆在道路领域的推广应用。
[0004]本发明的目的是提供一种短细秸杆片增强浙青混合料的方法，利用短细秸杆片尺寸分布与骨料间距分布相匹配增强浙青混合料结构和性能，以解决现有技术中秸杆用于路用建筑材料，秸杆纤维 化带来的环境污染、工艺复杂、成本高等问题。[0005]为解决上述问题，本发明采用以下技术方案:[0006]一种短细秸杆片增强浙青混合料的方法，是利用短细秸杆片尺寸分布与骨料间距分布相匹配增强浙青混合料，包括如下步骤:[0007]a、浙青混合料试件的骨料间距分布
[0008]I)、将浙青混合料试件进行切片，得到浙青混合料试件横截面；
[0009]2)、在浙青混合料试件横截面上，以横截面几何中心为原点，以相互垂直的两条直径为X轴和I轴，从原点开始，分别沿X、y方向作一组平行线；
[0010]3)、用直尺测量出每一条平行线上相邻骨料间的距离，并进行记录与统计，得到浙青混合料试件的骨料间距分布情况；
[0011]b、拉拔试验
[0012]I)、将短细秸杆片一端埋入至装有热浙青的试模中，设置不同埋入深度，固化、养护；其中，所述浙青和上述浙青混合料试件所用浙青一致；
[0013]2)、采用万能试验机将短细秸杆片从浙青中拉脱，并测量拉脱力；
[0014]3)、根据试验结果即拉脱与断裂的临界长度确定短细秸杆片在浙青中的最佳埋深度；
[0015]c、根据浙青混合料试件的骨料间距分布加和拉拔试验确定的最佳埋深度来确定浙青混合料中短细秸杆片的尺寸分布；
[0016]d、取浙青、骨料和上述尺寸分布的短细秸杆片，拌制短细秸杆片浙青混合料，其中，浙青、骨料的种类、比例和上述浙青混合料试件所用浙青、骨料一致。
[0017]其中，步骤d中各尺寸分布短细秸杆片的总掺量是短细秸杆片浙青混合料质量的0.01% ~10%.
[0018]本发明通过短细秸杆片尺寸分布与骨料间距分布相匹配增强浙青混合料结构和性能，采用直接粉碎、直接添加的方式将秸杆应用于浙青混合料中，具有的有益效果包括:
[0019](I)短细秸杆片尺寸分布与骨料间距相匹配，短细秸杆片使浙青混合料裂纹扩展的能量释放率减小，阻滞裂纹的扩展，真正起到加筋作用，提高了浙青混合料的抗裂性能。该方法通过短细秸杆片在浙青混合料中的粘附、剪滞、桥联作用，以及对混合料裂纹扩展的阻滞效应实现增强作用。
[0020](2)将秸杆直接粉碎，直接添加至浙青混合料中，节约了成本，帮助解决当前秸杆纤维化带来的环境污染、工艺复杂、成本高等问题，为农作物秸杆回收利用开辟新的途径。



[0021]图1是本发明的短细秸杆片增强浙青混合料结构的模型示意图。
[0022]图2是本发明的骨料间距测量统计方法示意图。
[0023]图3是本发明的秸杆埋深示意图。
[0024]图4是本发明实施例1的骨料间距统计结果(X方向)。
[0025]图5是本发明实施例1的骨料间距统计结果(y方向)。

[0026]下面结合实施例和附图对本发明做更进一步地解释，但本发明的保护范围不受实施例所限制。
[0027]从秸杆中提取纤维，通常需要复杂的化学工艺，容易产生环境污染，并且成本较高，不利于秸杆在道路领域的推广应用。如果能将秸杆经过简单破碎后，直接添加到浙青混合料中，并能显著提高浙青混合料的路用性能，将会大幅提高秸杆在道路领域的应用价值，进而将减少农民焚烧、降低环境污染、节约各种人造和天然纤维的用量，为秸杆在建筑材料中的应用提供更有价值的新技术。
[0028]在浙青混合料中，骨料是按一定级配嵌锁在一起，对于确定级配的混合料，其骨料间距的分布是相对固定的。同样，短细秸杆片的尺度也具有一定的分布规律，并且秸杆片的尺度分布与浙青混合料中的骨料间距的分布密切相关。根据短纤维复合材料理论，如果短细秸杆片在浙青混合料中的长度分布能够与骨料间距分布相匹配，就能起到“加筋”作用并对混合料形成阻裂效应，如图1所示。因此，增强浙青混合料结构和性能的核心方法是在浙青混合料中添加尺寸分布与骨料间距相匹配的加筋材料。
[0029]本发明提供的通过秸杆片尺寸与骨料间距相匹配增强浙青混合料结构和性能的方法，所述短细秸杆片尺寸分布由骨料间距分布及拉拔试验结果综合确定。所述骨料间距分布根据浙青混合料试件的细观结构，通过计算统计骨料间距得到。所述短细秸杆片直接添加至浙青混合料中。[0030]具体包括如下步骤:
[0031]a、浙青混合料试件的骨料间距分布
[0032]1)、将浙青混合料试件进行切片，得到浙青混合料试件横截面；
[0033]2)、在浙青混合料试件横截面上，以横截面几何中心为原点，以相互垂直的两条直径为X轴和I轴，从原点开始，分别沿X、y方向每间隔2mm作一组平行线，如图2所示；
[0034]3)、用直尺测量出每一条平行线上相邻骨料间的距离，并进行记录与统计，得到浙青混合料试件的骨料间距分布情况；
[0035]b、拉拔试验
[0036]1)、将短细秸杆片一端埋入至装有热浙青的试模中，设置不同埋入深度，固化、养护，如图3所示；其中，所述浙青和上述浙青混合料试件所用浙青一致；
[0037]2)、采用万能试验机将短细秸杆片从浙青中拉脱，并测量拉脱力；
[0038]3)、根据试验结果即拉脱与断裂的临界长度确定短细秸杆片在浙青中的最佳埋深度；
[0039]C、根据浙青混合料试件的骨料间距分布加和拉拔试验确定的最佳埋深度来确定浙青混合料中短细秸杆片的尺寸分布；
[0040]d、取浙青、骨料和上述尺寸分布的短细秸杆片，拌制短细秸杆片浙青混合料，其中，浙青、骨料的种类、比例和上述浙青混合料试件所用浙青、骨料一致；各尺寸分布短细秸杆片的总掺量是短细秸杆片浙青混合料质量的0.01%~10%。
[0041]实施例1
[0042]统计计算浙青混合料试件(浙青混合料类型为AC-13C，按照《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中T0702击实法制作)的骨料间距分布，具体步骤为:先将浙青混合料试件进行切片，得到浙青混合料试件横截面，在此横截面上，以截面几何中心为原点，以相互垂直的两条直径为X轴和I轴，从原点开始，分别沿X、y方向每间隔2mm作一组平行线。然后，用直尺测量出每一条平行线上相邻骨料间的距离并进行记录与统计，统计结果用直方图表示,如图4 (X方向)、图5 (y方向)所示。
[0043]由图4、图5可知:骨料间距在X方向、y方向的分布近乎相同，表明对于给定级配的浙青混合料，其骨料间距分布也相对固定，这为“由骨料间距分布推算秸杆片长度分布”的合理性提供了有力的证明。
[0044]本实施例采用当年生的小麦秸杆进行拉拔试验。麦秸杆片埋深的确定可通过单根麦稻杆片拉拔试验得到。试验方法是先将麦稻杆剪成50mm长的麦稻杆棒,再将麦稻杆棒沿长度方向剖成宽度为2mm的麦秸杆片，然后将麦秸杆片一端埋入至热浙青中(浙青和上述浙青混合料试件所用浙青一致)，在常温下固化、在5°C条件下养护30min。最后，从麦秸杆片另一端施加拉力，将麦秸杆片从浙青中拉脱，并测量拉脱力，以此确定麦秸杆片与浙青间的界面强度及麦稻杆片的最佳埋深。分别以3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm作为麦稻杆片埋置深度进行拉拔试验。试验结果见下表: