技术摘要：
本发明公开了一种耐酸雨腐蚀的沥青混合料，属于道路工程新材料技术领域，包括以下成分：环氧沥青、改性竹纤维、废橡胶粉、石灰石集料和石灰石矿粉，还公开了一种耐酸雨腐蚀的沥青混合料的制备方法，该方法利用环氧固化体系、改性竹纤维和废橡胶粉复合填充沥青混合料内 全部
背景技术：
随着我国工业化进程的不断发展，燃烧石油、煤和天然气等化石燃料的燃烧导致 SO2和NOX的排放量急速增加。SO2和NOX经过一系列复杂的物理化学作用，形成了H2SO4和HNO3 等酸性液滴及酸性颗粒，随着大气湿沉降和干沉降落入地面,当雨雪中的pH值小于5.6时， 称为酸雨。 我国是继欧洲、北美之后世界上第三大酸雨区，而在三大酸雨区中，我国的强酸雨 区(PH<4.5)面积最大，南方和西南地区已经成为世界上降水酸性最强的地区。近年来，我国 酸雨面积持续扩大，酸雨区呈向西向北蔓延趋势，降水酸性继续增高。 当前，我国南方地区沥青路面早期水损害非常严重。酸雨对沥青路面的侵蚀破坏 包含较为复杂的化学作用，由于沥青路面含有大量酸敏性材料，酸的侵蚀作用将加剧路面 材料结构的劣化速度，必然会影响沥青路面的耐久性。因此，亟待加速研发耐酸雨腐蚀的沥 青混合料及其制备方法。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种耐酸雨腐蚀的沥青混合 料及其制备方法，该方法通过将环氧沥青、改性竹纤维和废橡胶粉复配拌制密集配沥青混 合料，使其沥青-矿料黏附性、水稳定性和耐久性均得到显著提升，且材料广泛易得、环境友 好无毒。 为实现以上目的，本发明采取的技术方案是： 一种耐酸雨腐蚀的沥青混合料，包括以下重量份数原料：环氧沥青6-12份、改性竹 纤维2-4份、废橡胶粉5-10份、石灰石102-135份。 进一步地，环氧沥青包括1-2份环氧沥青A组分(含环氧树脂组分)和5-10份环氧沥 青B组分(含沥青组分)。 进一步地，所述废橡胶粉来源于废旧货车轮胎，主要成分为丁苯橡胶，颗粒细度为 80目；所述石灰石依据粒径大小分为100-130份石灰石集料和2-5份石灰石矿粉，石灰石集 料粒径＞0.075mm，石灰石矿粉粒径≤0.075mm。 一种耐酸雨腐蚀的沥青混合料的制备方法，包括以下步骤： 步骤1，将竹纤维置于纤维改性剂中浸泡2-3h，再置于烘箱中3-5h充分反应，将改 性后的竹纤维二次搓碾制得改性竹纤维，备用； 步骤2，将100-130份石灰石集料在烘箱中预热后加入至拌和锅中，预拌和30-60s， 再加入步骤1得到的2-4份改性竹纤维混合，干拌60-80s，得到混合物甲； 步骤3，将5-10份环氧沥青B组分加热至170-190℃，然后与5-10份废橡胶粉混合， 3 CN 111548056 A 说 明 书 2/7 页 经保温剪切、搅拌，得到混合物乙； 步骤4，将步骤3得到的混合物乙和1-2份环氧沥青A组分加入到步骤2得到的混合 物甲中湿拌，然后加入预热过的2-5份石灰石矿粉拌和100-120s，经溶胀制得耐酸雨腐蚀的 沥青混合料。 进一步地，所述步骤1得到的改性竹纤维为毛竹茎杆制成的改性短纤维絮状物，其 长度为4-10mm，相对密度0.87-0.94，含水率＜3％，吸油率为纤维质量的7-10倍；所述纤维 改性剂为苯甲酸溶液，浓度为0.2％-0.4％，其对竹纤维的酯化作用可显著提高其在沥青混 合料中的相容性和分散均匀性。 进一步地，所述步骤1中烘箱加热温度为110℃-120℃。 进一步地，所述步骤2中石灰石集料预热温度为170-190℃，预热时长4-5h。 进一步地，所述步骤3中的剪切速率为2000-3000r/min，剪切时间为10-20min；搅 拌时间为15-25min。 进一步地，所述步骤4中的湿拌、石灰石矿粉预热及拌和温度均为170-190℃，湿拌 时间为5-10min，预热时间为4-5h；溶胀温度为170-190℃，时间为90-100min。 进一步地，所述步骤4制得的沥青混合料为密集配沥青混凝土混合料(AC型)，其空 隙率≤4％。 本发明的有益效果是：(1)本发明采用的环氧沥青具有优良的高温稳定性、低温抗 裂性、抗疲劳性能和耐老化性能，是高等级公路沥青面层铺装的优良结合料；更重要的是， 环氧树脂固化体系中活性极大的环氧基、羟基、醚键、胺键及酯键等极性基团赋予其极高的 黏结强度；同时，环氧沥青自身具有较高的内聚力，与矿料间的黏结性能良好，可有效抵御 水分的侵蚀与剥落作用；另一方面，环氧沥青中热固性树脂的固化收缩率极小，线膨胀收缩 系数较小，因而环氧沥青的温度内应力较小，不易在低温下产生开裂，进一步防止了水分对 沥青膜-矿料体系的破坏作用，因此，环氧沥青混合料具有良好的水稳定性，可有效防止酸 雨的侵蚀作用。 (2)本发明对竹纤维进行酯化处理可有效提高竹纤维的拉伸强度与黏结性能，改 善其在混合料中的分散均匀性，同时，纤维可在沥青混合料中形成空间网络结构，从而发挥 阻裂和限缩作用，有效提高混合料力学强度、抗渗性能和抗酸雨侵蚀能力；另一方面，纤维 可有效提高沥青结合料中“结构沥青”的比例，对酸雨侵蚀作用下沥青胶浆细料的剥落具有 较好的限制与约束作用，从而减缓酸雨对沥青混合料的腐蚀速度。 (3)废橡胶粉的加入可有效填充沥青混合料的孔隙，与纤维共同作用形成一个较 为稳定的无机空间网络结构，提高沥青路面的致密性，从而降低酸雨侵蚀介质的侵入能力， 取得长期抗酸雨侵蚀的效果。 (4)本发明利用环氧固化体系、改性竹纤维和废橡胶粉复合填充沥青混合料内部 的孔隙与空洞，进而起到包裹和封闭作用，对沥青混合料形成有效保护，阻滞酸雨的侵蚀， 并进一步保护下卧层。 (5)本发明方法通过将环氧沥青、改性竹纤维和废橡胶粉复配拌制密集配沥青混 合料，使其沥青-矿料黏附性、水稳定性和耐久性均得到显著提升，进而得到耐酸雨腐蚀的 沥青混合料，且材料广泛易得、环境友好无毒。 4 CN 111548056 A 说 明 书 3/7 页 附图说明 图1是本发明制备得到的沥青混合料的微观测试图，用以说明纤维的网络填充效 果，其中A是指含废橡胶粉的结构沥青；B是指竹纤维；C是指自由沥青。
本发明公开了一种耐酸雨腐蚀的沥青混合料，属于道路工程新材料技术领域，包括以下成分：环氧沥青、改性竹纤维、废橡胶粉、石灰石集料和石灰石矿粉，还公开了一种耐酸雨腐蚀的沥青混合料的制备方法，该方法利用环氧固化体系、改性竹纤维和废橡胶粉复合填充沥青混合料内 全部
背景技术：
随着我国工业化进程的不断发展，燃烧石油、煤和天然气等化石燃料的燃烧导致 SO2和NOX的排放量急速增加。SO2和NOX经过一系列复杂的物理化学作用，形成了H2SO4和HNO3 等酸性液滴及酸性颗粒，随着大气湿沉降和干沉降落入地面,当雨雪中的pH值小于5.6时， 称为酸雨。 我国是继欧洲、北美之后世界上第三大酸雨区，而在三大酸雨区中，我国的强酸雨 区(PH<4.5)面积最大，南方和西南地区已经成为世界上降水酸性最强的地区。近年来，我国 酸雨面积持续扩大，酸雨区呈向西向北蔓延趋势，降水酸性继续增高。 当前，我国南方地区沥青路面早期水损害非常严重。酸雨对沥青路面的侵蚀破坏 包含较为复杂的化学作用，由于沥青路面含有大量酸敏性材料，酸的侵蚀作用将加剧路面 材料结构的劣化速度，必然会影响沥青路面的耐久性。因此，亟待加速研发耐酸雨腐蚀的沥 青混合料及其制备方法。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种耐酸雨腐蚀的沥青混合 料及其制备方法，该方法通过将环氧沥青、改性竹纤维和废橡胶粉复配拌制密集配沥青混 合料，使其沥青-矿料黏附性、水稳定性和耐久性均得到显著提升，且材料广泛易得、环境友 好无毒。 为实现以上目的，本发明采取的技术方案是： 一种耐酸雨腐蚀的沥青混合料，包括以下重量份数原料：环氧沥青6-12份、改性竹 纤维2-4份、废橡胶粉5-10份、石灰石102-135份。 进一步地，环氧沥青包括1-2份环氧沥青A组分(含环氧树脂组分)和5-10份环氧沥 青B组分(含沥青组分)。 进一步地，所述废橡胶粉来源于废旧货车轮胎，主要成分为丁苯橡胶，颗粒细度为 80目；所述石灰石依据粒径大小分为100-130份石灰石集料和2-5份石灰石矿粉，石灰石集 料粒径＞0.075mm，石灰石矿粉粒径≤0.075mm。 一种耐酸雨腐蚀的沥青混合料的制备方法，包括以下步骤： 步骤1，将竹纤维置于纤维改性剂中浸泡2-3h，再置于烘箱中3-5h充分反应，将改 性后的竹纤维二次搓碾制得改性竹纤维，备用； 步骤2，将100-130份石灰石集料在烘箱中预热后加入至拌和锅中，预拌和30-60s， 再加入步骤1得到的2-4份改性竹纤维混合，干拌60-80s，得到混合物甲； 步骤3，将5-10份环氧沥青B组分加热至170-190℃，然后与5-10份废橡胶粉混合， 3 CN 111548056 A 说 明 书 2/7 页 经保温剪切、搅拌，得到混合物乙； 步骤4，将步骤3得到的混合物乙和1-2份环氧沥青A组分加入到步骤2得到的混合 物甲中湿拌，然后加入预热过的2-5份石灰石矿粉拌和100-120s，经溶胀制得耐酸雨腐蚀的 沥青混合料。 进一步地，所述步骤1得到的改性竹纤维为毛竹茎杆制成的改性短纤维絮状物，其 长度为4-10mm，相对密度0.87-0.94，含水率＜3％，吸油率为纤维质量的7-10倍；所述纤维 改性剂为苯甲酸溶液，浓度为0.2％-0.4％，其对竹纤维的酯化作用可显著提高其在沥青混 合料中的相容性和分散均匀性。 进一步地，所述步骤1中烘箱加热温度为110℃-120℃。 进一步地，所述步骤2中石灰石集料预热温度为170-190℃，预热时长4-5h。 进一步地，所述步骤3中的剪切速率为2000-3000r/min，剪切时间为10-20min；搅 拌时间为15-25min。 进一步地，所述步骤4中的湿拌、石灰石矿粉预热及拌和温度均为170-190℃，湿拌 时间为5-10min，预热时间为4-5h；溶胀温度为170-190℃，时间为90-100min。 进一步地，所述步骤4制得的沥青混合料为密集配沥青混凝土混合料(AC型)，其空 隙率≤4％。 本发明的有益效果是：(1)本发明采用的环氧沥青具有优良的高温稳定性、低温抗 裂性、抗疲劳性能和耐老化性能，是高等级公路沥青面层铺装的优良结合料；更重要的是， 环氧树脂固化体系中活性极大的环氧基、羟基、醚键、胺键及酯键等极性基团赋予其极高的 黏结强度；同时，环氧沥青自身具有较高的内聚力，与矿料间的黏结性能良好，可有效抵御 水分的侵蚀与剥落作用；另一方面，环氧沥青中热固性树脂的固化收缩率极小，线膨胀收缩 系数较小，因而环氧沥青的温度内应力较小，不易在低温下产生开裂，进一步防止了水分对 沥青膜-矿料体系的破坏作用，因此，环氧沥青混合料具有良好的水稳定性，可有效防止酸 雨的侵蚀作用。 (2)本发明对竹纤维进行酯化处理可有效提高竹纤维的拉伸强度与黏结性能，改 善其在混合料中的分散均匀性，同时，纤维可在沥青混合料中形成空间网络结构，从而发挥 阻裂和限缩作用，有效提高混合料力学强度、抗渗性能和抗酸雨侵蚀能力；另一方面，纤维 可有效提高沥青结合料中“结构沥青”的比例，对酸雨侵蚀作用下沥青胶浆细料的剥落具有 较好的限制与约束作用，从而减缓酸雨对沥青混合料的腐蚀速度。 (3)废橡胶粉的加入可有效填充沥青混合料的孔隙，与纤维共同作用形成一个较 为稳定的无机空间网络结构，提高沥青路面的致密性，从而降低酸雨侵蚀介质的侵入能力， 取得长期抗酸雨侵蚀的效果。 (4)本发明利用环氧固化体系、改性竹纤维和废橡胶粉复合填充沥青混合料内部 的孔隙与空洞，进而起到包裹和封闭作用，对沥青混合料形成有效保护，阻滞酸雨的侵蚀， 并进一步保护下卧层。 (5)本发明方法通过将环氧沥青、改性竹纤维和废橡胶粉复配拌制密集配沥青混 合料，使其沥青-矿料黏附性、水稳定性和耐久性均得到显著提升，进而得到耐酸雨腐蚀的 沥青混合料，且材料广泛易得、环境友好无毒。 4 CN 111548056 A 说 明 书 3/7 页 附图说明 图1是本发明制备得到的沥青混合料的微观测试图，用以说明纤维的网络填充效 果，其中A是指含废橡胶粉的结构沥青；B是指竹纤维；C是指自由沥青。
