本发明属于道路材料
技术领域：
，特别涉及一种具有净化路面径流水质功能的新型轻质陶粒透水沥青混凝土及其制备方法。
背景技术：
：随着城市化进程的快速发展，城市土地使用情景发生了巨大的变化，大量的水域、草地、森林等天然透水地面被大面积密实性路面铺装代替，阻断了降雨与土壤间的水分通道，增加了径流量，导致路面出现大面积积水，影响了城市的正常运行。除此之外，由于受到大气沉降、垃圾累积、车辆轮胎磨损等的影响，使得径流雨水中污染物浓度相对较高，加重了受纳水体和土壤的污染程度，破坏了城市的生态平衡。因此，我们需要发展一种既能减少城市地表径流，又能处治道路径流污染的新型道路环保功能材料。近年来，透水沥青混凝土由于其大孔隙的生态设计理念逐渐受到重视，其能促进路面雨水下渗，补给地下水，又具有较好的降噪功能。然而，目前主要强调的是透水沥青混凝土排水降噪的效果，无净化水质的功能，并且主要以天然石材为骨料，能源消耗大，造价较高。因此，为落实国家“海绵城市”相关建设要求，解决严重的径流污染问题，发展一种透水沥青混凝土具有重要的意义。技术实现要素：本发明的目的是针对上述技术问题的不足，提供一种具有净化径流水质功能的陶粒透水沥青混凝土及其制备方法，其在满足透水沥青混凝土基本性能的前提下，具有更优的储水净化效能且材料来源广泛，成本低廉，制作工艺简单。为实现以上目的，本发明的技术方案如下：一种生态型陶粒透水沥青混凝土，包括：sbs改性沥青、集料、填料和高黏改性剂，其中，所述集料为天然碎石和陶粒的掺混集料，所述陶粒掺量按体积百分比计，占集料的10％-30％，按重量百分比计为集料的5％-20％。按重量百分比计，所述填料为集料的5.0-6.0％，sbs改性沥青为集料的5.2-6.2％，高黏改性剂为sbs改性沥青的10％-12％。进一步的，sbs改性沥青是将70#道路石油沥青加热至拌和温度160-180℃，加入占沥青质量3.5％的sbs改性剂，搅拌均匀得到混合物，将所得混合物在180-190℃下高速剪切60min，搅拌发育30min后制得。进一步的，天然碎石优选玄武岩碎石，按重量百分比计，各组分的含量依次为：16-9.5mm的碎石为32-35％，2.36-9.5mm的碎石为50-53％，0.075-2.36mm的碎石为9-12％。进一步的，玄武岩碎石表观相对密度在2.85-3.20g/cm3之间，压碎值为11-13％，洛杉矶磨耗值为13-15％。进一步的，陶粒采用高强碎石状页岩陶粒，粒径为5-11cm，压碎值为28-30％，洛杉矶磨耗值为26-28％；进一步的，玄武岩碎石陶粒掺混集料，压碎值约≤17％，洛杉矶磨耗值≤19％，符合《公路工程集料试验规程》(jtge42-2005)规定要求。进一步的，填料为石灰岩矿粉，视密度为2.72g/cm3，其粒度分布为：0.6mm通过率为100％，0.15mm通过率为98-100％，0.075mm通过率为85-100％。进一步的，高黏改性剂采用上海市浦东建设自主研发的高粘度直接投放式改性剂rst，粒径为2-3mm，颜色为淡黄色，比重为0.98。本发明还提供一种上述生态型陶粒透水沥青混凝土的制备方法，其包括如下步骤：第一，将所述符合级配要求的天然碎石和陶粒在100℃下烘干4-6h后晾干，备用；第二，按照配比称取上述天然碎石、陶粒、sbs改性沥青、矿粉和rst改性剂，同时将天然碎石与陶粒混合成为掺混集料，备用。第三，将上述sbs改性沥青加热至170℃，将上述掺混集料、矿粉、拌和锅加热至185℃，备用；第四，保持拌和锅温度为185℃，将上述集料和矿粉投入拌和锅搅拌25s，再投入rst改性剂干拌35s；第五，将上述sbs改性沥青倒入拌和锅，湿拌90s，成型养护后即制成生态型陶粒透水沥青混凝土。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、本发明提供的陶粒透水沥青混凝土使用陶粒替代部分集料，该陶粒透水沥青混凝土的空隙率在19-21％之间，各项基本性能满足《透水沥青路面技术规程》(cjjt190-2012)的要求。2、国产直投式rst改性剂的使用，提高了沥青与集料间的粘附性，同时降低了成本和能耗，简化了操作工艺。3、陶粒为多孔轻质材料，增强了透水混凝土的储渗能力，且多孔结构有效吸附径流污染物。该生态型陶粒透水沥青混凝土，不仅具有排水、降噪的优点，还大大地降低受纳水体和土壤的污染程度。拓展了陶粒在沥青路面中的应用途径，降低了其对天然石料的需求，且轻质特点有利于降低材料运输成本。4、本发明材料来源广泛，制备工艺简单，具有良好的生态效益和经济效益，可作为道路面层应用于市政道路、广场、人行道、停车场等。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步阐明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例，实施例不应视作对本发明的限定。实施例1①材料配比：以一个马歇尔试件总重量为100份计，称取粒径16-9.5mm的玄武岩碎石31.5份，2.36-9.5mm的玄武岩碎石为46.1份，0.075-2.36mm的玄武岩碎石为7.2份，高强碎石状页岩陶粒5.68份，石灰岩矿粉4.24份，sbs改性沥青4.80份，rst改性剂0.48份，将玄武岩碎石与高强碎石状页岩陶粒混合成为掺混集料；②试件制备：将加热至185℃的掺混集料和矿粉和投入185℃拌和锅干拌25s，再投入常温rst改性剂干拌35s，最后将170℃sbs改性沥青倒入拌和锅，湿拌90s，倒出混合料，采用击实法成型，养护后即制成生态型陶粒透水混凝土马歇尔试件；③净化效果测试：将上述试件置于自制净化测试装置进行模拟径流污染净化试验，并于试件底部的出水口收集待测水样。根据国家环境保护总局颁布的《水和废水监测分析方法》进行水样的检测和分析，得到生态型陶粒透水混凝土对各径流污染物的净化效果；实施例2①材料配比：以一个马歇尔试件总重量为100份计，称取粒径16-9.5mm的玄武岩碎石28.2份，2.36-9.5mm的玄武岩碎石为43.1份，0.075-2.36mm的玄武岩碎石为7.0份，高强碎石状页岩陶粒11.66份，石灰岩矿粉4.36份，sbs改性沥青5.26份，rst改性剂0.54份，将玄武岩碎石与高强碎石状页岩陶粒混合成为掺混集料；②试件制备、③净化效果测试同实施例1；实施例3①材料配比：以一个马歇尔试件总重量为100份计，称取粒径16-9.5mm的玄武岩碎石24.5份，2.36-9.5mm的玄武岩碎石为39.2份，0.075-2.36mm的玄武岩碎石为6.8份，高强碎石状页岩陶粒18.14份，石灰岩矿粉5.12份，sbs改性沥青5.61份，rst改性剂0.63份，将玄武岩碎石与高强碎石状页岩陶粒混合成为掺混集料；②试件制备、③净化效果测试同实施例1；表1各实施例中生态型陶粒透水沥青混凝土的性能表2各实施例中生态型陶粒透水沥青混凝土的污染物去除率(％)污染物类型sscodtppbzn实施例17745514335实施例28851674747实施例39257735646由表1可见，本发明各实施例的空隙率在20％左右，由于高黏改性剂rst及sbs改性沥青的使用，增强了沥青与集料之间的粘附性，使得该混凝土的流值和稳定度都能满足《透水沥青路面技术规程》(cjjt190-2012)的要求。由表2可见，该生态型陶粒透水混凝土对径流中ss、cod、tp、pb、zn等常见污染物都具有良好的净化效果，其中，对ss和tp的去除效果尤为突出。综上，本发明不仅具有良好的透水功能，能截留地表径流量，还能净化径流水质，降低受纳水体和土壤的污染程度。另外，本发明中陶粒的利用，不仅降低了对天然石料的消耗，也使得混凝土的重量进一步降低，节约了运输成本，具有广阔的应用前景。当前第1页12