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人行道铺筑用木质沥青混合料及其制备方法

  • 专利名称
    人行道铺筑用木质沥青混合料及其制备方法
  • 发明者
    姜超平, 李利利, 裴建中, 郭经纬
  • 公开日
    2011年2月2日
  • 申请日期
    2010年9月17日
  • 优先权日
    2010年9月17日
  • 申请人
    长安大学
  • 文档编号
    C04B26/26GK101962278SQ20101028561
  • 关键字
  • 权利要求
    一种人行道铺筑用木质沥青混合料,其特征在于由下述质量份配比的原料制成基质沥青5.0~9.0份粗木质集料 10.0~18.0份细木质集料 5.0~15.0份矿粉8.0~15.0份TPS改性剂 0.5~1.5份上述的粗木质集料是粒径为大于4.75mm小于等于16mm的破碎松木,其中粒径大于4.75mm小于等于9.5mm的粗木质集料与粒径大于9.5mm小于等于13.2mm的粗木质集料、粒径大于13.2mm小于等于16mm的粗木质集料的质量比为8∶9∶3;细木质集料是粒径大于0.6mm小于等于4.75mm的破碎刨花板木屑,其中粒径大于0.6mm小于等于1.18mm的细木质集料与粒径大于1.18mm小于等于2.36mm的细木质集料、粒径大于2.36mm小于等于4.75mm的细木质集料的质量比为9∶23∶56;矿粉是由石灰岩经磨细加工成粒径小于等于0.6mm的矿物质粉末2.根据权利要求1所述的木质浙青混合料,其特征在于由下述质量份配比的原料制成基质浙青7. 0份粗木质集料16. 0份细木质集料8. 8份矿粉10. 5份TPS改性剂1. 05份3.—种权利要求1所述人行道铺筑用木质浙青混合料的制备方法,其特征在于由下述 步骤组成(1)木材的破碎将家具加工厂回收的松木块用刨片机破碎成粒径大于4. 75mm小于等于16mm的木屑, 得到粗木质集料,刨花板用破碎机破碎成粒径大于0. 6mm小于等于4. 75mm的木屑,得到细 木质集料;(2)破碎木质集料的预处理在真空度为0. 2 0. 3kPa、温度为25 70°C条件下,用质量分数为10% 40%的酚 醛树脂溶液浸泡破碎的细木质集料和粗木质集料各30 120分钟,捞出置于恒温干燥箱中 180°C干燥12小时以上,待用;(3)混合料的拌合取上述质量份配比的原料,将基质浙青加热至160°C,拌合锅升温至180°C,加入TPS改 性剂,加热2 3分钟,依次加入粗木质集料、细木质集料、基质浙青、矿粉,180°C拌合3 5分钟4.根据权利要求3所述的人行道铺筑用木质浙青混合料的制备方法,其特征在于在 破碎木质集料的预处理步骤(2)中,在真空度为0.2 0. 3kPa、温度为25°C条件下,用质量 分数为40%的酚醛树脂溶液浸泡破碎的细木质集料和粗木质集料各30分钟,捞出置于恒 温干燥箱中180°C干燥12小时以上,待用
  • 技术领域
    本专利涉及一种以回收木材为原料,经破碎、预处理后作为混合料集料,制备的新 型人行道路面材料,并涉及其制备方法
  • 背景技术
  • 专利详情
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  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:人行道铺筑用木质沥青混合料及其制备方法我国的木材加工和木制品制造行业,每年都有大量的边角料和木屑产生,大部分 都作为废弃物倾倒或焚烧作为能源,既浪费资源也不利于环境保护。“废弃物”是“放错了 地方的资源”,只要我们合理利用,仍是一种“资源”,木质废弃物亦不例外。据统计,我国每 年产生的废弃木材约为6000万t,折合木材8500万m3。因此,如何利用好木质废弃物成为 摆在我们面前的重要课题,具有重要意义。早在19世纪早期,美国和加拿大曾大规模采用原生木砌块修筑路面,砌块经过浙 青浸渍处理,具有一定的防腐、阻燃效果。日本资源短缺,而森林资源相对丰富,在对木材的回收利用方面,取得了令人瞩目 的成果。他们在木质铺面方面的探索应用,尤其值得借鉴。这种路面形式材料一般采用材质 均勻,有一定强度的松木,加工的粒径小于1cm,平面呈片状。根据是否有车辆荷载,路面结 构形式分为两种对于无车辆荷载的路面,直接在碎石基层上铺筑木质罩面;有车辆荷载 时,在碎石基层上加铺一层厚度40 50cm的浙青混合料,以提高其承载能力。施工时,将 木块加入拌合锅,加入结合料(聚氨酯及固化剂),搅拌均勻,由专用工具载至现场,摊铺, 振动压实成型。目前,由于尺寸、应用、成本等原因,没有得到推广和持久应用。
本发明所要解决的技术问题在于提供一种自重轻,变形性能和热力学性能良好, 高温稳定性和水稳定性高的人行道铺筑用木质浙青混合料。解决上述技术问题所采用的技术方案由下述质量份配比的原料制成基质浙青5. 0 9. 0份粗木质集料10. 0 18. 0 份细木质集料5. 0 15. 0 份矿粉8. 0 15. 0 份TPS改性剂0. 5 1. 5份
上述的粗木质集料是粒径为大于4.75mm小于等于16mm的破碎松木,其中粒径大于4. 75mm小于等于9. 5mm的粗木质集料与粒径大于9. 5mm小于等于13. 2mm的粗木质集料、
粒径大于13. 2mm小于等于16mm的粗木质集料的质量比为8 9 3 ;细木质集料是粒径 大于0. 6mm小于等于4. 75mm的破碎刨花板木屑,其中粒径大于0. 6mm小于等于1. 18mm的 细木质集料与粒径大于1. 18mm小于等于2. 36mm的细木质集料、粒径大于2. 36mm小于等于 4. 75mm的细木质集料的质量比为9 23 56 ;矿粉是由石灰岩经磨细加工成粒径小于等 于0. 6mm的矿物质粉末;TPS改性由西安华泽道路材料有限公司提供。
本发明的木质浙青混合料最佳由下述质量份配比的原料制成基质浙青7.0份粗木质集料16.0份细木质集料8. 8份矿粉10. 5 份TPS 改性剂1.05 份上述人行道铺筑用木质浙青混合料的制备方法为1、木材的破碎将家具加工厂回收的松木块用刨片机破碎成粒径大于4. 75mm小于等于16mm的木 屑,得到粗木质集料,刨花板用破碎机破碎成粒径大于0. 6mm小于等于4. 75mm的木屑,得到 细木质集料。2、破碎木质集料的预处理在真空度为0. 2 0. 3kPa、温度为25 70°C条件下,用质量分数为10% 40% 的酚醛树脂溶液浸泡破碎的细木质集料和粗木质集料各30 120分钟,捞出置于恒温干燥 箱中180°C干燥12小时以上,待用。3、混合料的拌合取上述质量份配比的原料,将基质浙青加热至160°C,拌合锅升温至180°C,加入 TPS改性剂,加热2 3分钟,依次加入粗木质集料、细木质集料、基质浙青、矿粉,180°C拌合 3 5分钟。本发明的破碎木质集料的预处理步骤2中,最佳在真空度为0. 2 0. 3kPa、温度 为25°C条件下,用质量分数为40%的酚醛树脂溶液浸泡破碎的细木质集料和粗木质集料 各30分钟,捞出置于恒温干燥箱中180°C干燥12小时以上,待用。本发明的木质浙青混合料,以回收木材为原料,经破碎、预处理后作为混合料集 料,经试验验证可以满足交通部部颁标准《公路浙青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中 对于行人及非机动车道路的要求,且具有质量轻,弹性恢复能力强,保温隔热,行走舒适的 优点,可以应用于荷载较轻,对变形及行走舒适性有一定要求的铺面,如人行道以及公园、 步行街。

下面结合实施例对本发明进一步详细说明,但本发明不限于这些实施例。
实施例1
以制备本发明人行道铺筑用木质浙 混合料IOOOg为例所用原料及其用量为
SK-70#基质浙青161. 5g
粗木质集料369.Ig
细木质集料203g
矿粉242. 2g
TPS改性剂24. 2g
上述原料的质量份如下
SK-70#基质浙青7.0份
4
粗木质集料16. 0份细木质集料8. 8份矿粉10. 5 份TPS 改性剂1.05 份上述的SK_70#基质浙青由陕西文同道路材料有限公司提供;粗木质集料是粒径 大于4. 75mm小于等于16mm的破碎松木,其中粒径大于4. 75mm小于等于9. 5mm的粗木质集 料与粒径大于9. 5mm小于等于13. 2mm的粗木质集料、粒径大于13. 2mm小于等于16mm的 粗木质集料的质量比为8 9 3 ;细木质集料是粒径大于0.6mm小于等于4. 75mm的破碎 刨花板木屑,其中粒径大于0. 6mm小于等于1. 18mm的细木质集料与粒径大于1. 18mm小于 等于2. 36mm的细木质集料、粒径大于2. 36mm小于等于4. 75mm的细木质集料的质量比为 9 23 56;矿粉是由石灰岩经磨细加工成粒径小于等于0.6mm的矿物质粉末;TPS改性 剂由西安华泽道路材料有限公司提供。其制备方法为1、木材的破碎将家具加工厂回收的松木块用BX456鼓式刨片机破碎成粒径大于4. 75mm小于等 于16mm的木屑,得到粗木质集料,刨花板用JST03-320锤式破碎机破碎成粒径大于0. 6mm 小于等于4. 75mm的木屑,得到细木质集料。2、破碎木质集料的预处理在真空度为0. 2kPa、温度为25°C条件下,用质量分数为40%的酚醛树脂溶液浸泡 破碎的细木质集料和粗木质集料各30分钟,捞出置于恒温干燥箱中180°C干燥12小时以 上,待用。3、混合料的拌合取上述质量配比的原料,将SK_70#基质浙青加热至160°C,拌合锅升温至180°C, 加入TPS改性剂,加热2 3分钟,依次加入粗木质集料、细木质集料、SK-70#基质浙青、矿 粉,180°C拌合3 5分钟。实施例2
以制备本发明人行道铺筑用木质浙青混合料IOOOg为例所用原料及其用量为
SK-70#基质浙青175. 4g
粗木质集料350. 9g
细木质集料175. 4g
矿粉280. 8g
TPS改性剂17. 5g
上述原料的质量份如下
SK-70#基质浙青5.0份
粗木质集料10. 0 份
细木质集料5.0份
矿粉8.0份
TPS改性剂0.5份
上述原料的各项指标与实施例1相同O
其制备方法与实施例1相同。实施例3以制备本发明人行道铺筑用木质浙青混合料IOOOg为例所用原料及其用量为SK-70#基质浙青粗木质集料细木质集料矿粉TPS改性剂上述原料的质量份如下SK-70#基质浙青
153. 8g 307. 8g 256. 4g 256. 4g 25. 6g
份份份份份 O O O O 5 9.18.瓜15.1.
粗木质集料 细木质集料 矿粉
TPS改性剂
上述原料的各项指标与实施例1相同。 其制备方法与实施例1相同。 实施例4在实施例1 3的破碎木质集料的预处理步骤2中,在真空度为0. 3kPa、温度为 40°C条件下,用质量分数为30%的酚醛树脂溶液浸泡破碎的细木质集料和粗木质集料各 60分钟,捞出置于恒温干燥箱中180°C干燥12小时以上,待用。其他步骤与实施例1相同。所用原料及其质量配比与相应实施例相同。实施例5在实施例1 3的破碎木质集料的预处理步骤2中,在真空度为0. 2kPa、温度为 70°C条件下,用质量分数为10%的酚醛树脂溶液浸泡破碎的细木质集料和粗木质集料各 120分钟,捞出置于恒温干燥箱中180°C干燥12小时以上,待用。其他步骤与实施例1相同。所用原料及其质量配比与相应实施例相同。为了确定本发明的最佳原料配比和工艺条件,发明人进行了大量的实验室研究试 验,各种试验情况如下实验仪器LC-127D路面材料强度仪,由河北省虹宇仪器设备有限公司提供; ZMJ-2型浙青混合料自动击实仪、LMS-7型全自动马歇尔试验仪,均由西安亚星土木仪器有 限公司研制;LHPL-6型浙青混合料低温劈裂实验仪,由沧州恒德建筑仪器器材有限公司提{共。1、确定粗木质集料不同级配用量将粗木质集料根据方孔筛筛分结果分为三档大于13. 2小于等于16mm、大于9. 5 小于等于13. 2mm、大于4. 75小于等于9. 5mm,分别记为Cl、C2、C3,采用逐级填充加利福尼 亚州承载比(简称CBR)试验方法确定粗木质集料的最佳配比。CBR试验所采用的仪器为 LC-127D路面材料强度仪。粗木质集料一级填充CBR结果见表1,二级填充CBR结果见表2。表1粗木质集料一级填充CBR值配比CBR (% )80% Cl+20% C25. 160% C1+40% C25. 440% Cl+60% C26. 425% Cl+75% C27. 920% Cl+80% C27. 0100% C25. 9由表1可见,对于
明集料的整体稳定性最好。表2粗木质集料二
■木质集料一级填充,配比为25% Cl+75% C2时CBR值最大,说
.级填充CBR值
配比CBR (% )80% (25% Cl+75% C2)+20% C36. 960% (25% Cl+75% C2)+40% C38. 940% (25% Cl+75% C2)+60% C37. 125% (25% Cl+75% C2)+75% C36. 820% (25% Cl+75% C2)+80% C36. 6100% C36. 1由表2可见,对于粗木质集料二级填充,配比为60% (25% Cl+75% C2)+40% C3 时CBR值最大。综合表1和表2的试验结果,本发明粗木质集料中Cl、C2、C3的最佳质量配比为 (60% X25% ) (60% X75% ) 40 % = 3 9 8,即粒径为大于 4. 75mm 小于等于 9. 5mm的粗木质集料与粒径大于9. 5mm小于等于13. 2mm的粗木质集料、粒径大于13. 2mm小 于等于16mm的粗木质集料的质量比为8 9 3。2、细木质集料不同级配用量将细木质集料根据方孔筛筛分结果分为三档大于2. 36小于等于4. 75mm、大于 1. 18小于等于2. 36mm、大于0.6小于等于1. 18mm,分别记为XI、X2、X3,采用实验1中逐级 填充粗集料空隙方法进行细集料填充,第一级细集料填充粗集料骨架空隙,在此基础上产 生的空隙由下一级细集料填充。各档细集料的捣实密度见表3。表3各档细木质集料捣实密度


一种人行道铺筑用木质沥青混合料,按基质沥青5.0~9.0份、粗木质集料10.0~18.0份、细木质集料5.0~15.0份、矿粉8.0~15.0份、TPS改性剂0.5~1.5份的质量份制成。本发明以回收木材为原料,经破碎、预处理后作为混合料集料,经试验验证可以满足交通部部颁标准《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中对于行人及非机动车道路的要求,且具有质量轻,弹性恢复能力强,保温隔热,行走舒适的优点,可以应用于荷载较轻,对变形及行走舒适性有一定要求的铺面,如人行道以及公园、步行街。



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