本发明涉及一种废木塑包裹再生集料沥青混凝土与其制备工艺及应用，属于固体废弃物资源化及建筑材料技术领域。
背景技术
交通建筑行业史无前例的飞速发展耗费了大量的建筑材料，造成：(1)交通建筑原材料日益匮乏，给自然环境造成了严重破坏；(2)人为拆迁与地震等自然灾害造成大量建筑被毁，使交通建筑垃圾日益增多趋势明显。
现有的沥青路面是由适当比例的各种不同大小颗粒的集料、矿粉和沥青，加热到一定温度后拌和，经摊铺压实而成的路面面层。zl201310013640公开了一种《热拌再生细集料沥青混凝土》，通过设计再生细集料沥青混凝土，将再生细集料应用于沥青路面材料中下面层的要求。但是，依然存在以下问题：(1)再生混凝土等制品在实际应用与推广中存在来源复杂且强度等级波动大、新浆体-旧集料界面粘结强度不足、再生集料的孔隙率大、吸水率大和压碎指标值高；(2)废旧塑料加工成颗粒后仅改变了其外观形状，并没有显著改变其化学特性，依然具有诸如憎水性高、吸水性小、遇水强度不显著降低、韧性佳的优点，上述优点没有被充分利用；(3)家具厂、密度板厂、多层板厂木材加工剩余的边角废料作为闲置废料也需要有效利用起来。目前尚缺少一种能同步实现交通建筑垃圾、废弃塑料、废木粉在沥青路面的工程应用。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种废木塑包裹再生集料沥青混凝土与其制备工艺及应用，其目的是不仅能实现交通建筑垃圾、废弃塑料、废木粉的循环利用，也将有效降低相应交通路面材料成本，蕴含着巨大的经济与环保效益。
本发明所述的废木塑包裹再生集料沥青混凝土，主要由废塑料、废木粉、再生集料、沥青及再生矿粉组成，包括具有以下质量份数的各组分：1份沥青，0～1份再生矿粉和20～25份废木塑包裹再生集料，其中废木塑包裹再生集料中废塑料、废木粉与再生集料重量比例范围1～10:0.1～1:200。
本发明所述的废木塑包裹再生集料沥青混凝土的制备工艺，包括如下步骤：
s1：将废弃热塑性塑料及交通建筑垃圾依次进行收集、分类加工和破碎造粒，形成废塑料粒、再生集料；
s2：将混料锅温度升至废弃热塑性塑料颗粒熔点附近，结合热挤压制备工艺将熔融态的废塑料粒与加热的废木粉混合形成废木塑热料，并部分包裹在再生集料表面，形成表面包覆有废木塑薄层的再生集料，再生集料的表面包覆率由废塑料、废木粉与再生集料的比例用量、熔融态废塑料粘度、再生集料表面积来决定；
s3：将包覆有废木塑薄层的再生集料完全或部分替代普通集料，与热熔沥青进行拌合制成废木塑包裹再生集料沥青混凝土；
s4：将废木塑包裹再生集料沥青混凝土摊铺或模压成沥青混凝土路面/相关制品。
优选地，所述s1步骤中，破碎造粒生产出的再生塑料颗粒的粒径为10-30mm，再生集料的公称粒径位于2.36mm≤粒径≤26.5mm之间，再生矿粉的公称最大粒径≤0.6mm。
优选地，所述s2步骤中，废木塑包裹再生集料包括再生集料(1)、废木塑薄层(2)，以及废木粉(3)。
优选地，所述s3步骤中，废木塑包裹再生集料沥青混凝土包括以下组分：再生集料(1)、废木塑薄层(2)、沥青(4)和再生矿粉(5)。
优选地，所述s3步骤中，废木塑包裹再生集料沥青混凝土为d＝101.6mm，h＝63.5mm的废木塑薄层包覆再生集料沥青混凝土圆柱体。
优选地，所述s1步骤中的废弃热塑性塑料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯、高密度聚乙烯其中的一种或几种组合。
优选地，所述s2步骤中的废木粉为家具厂、密度板厂、多层板厂木材加工剩余的边角废料，并利用木粉破碎机经粉碎、筛选、烘干、制粉等工艺而成目数为40-200目的废木粉。
本发明所述的废木塑包裹再生集料沥青混凝土制备工艺的应用，所述制备工艺通过对废木塑包裹再生集料沥青混凝土的稳定度、流值、空隙率、残留稳定度进行不同级别分类，相应级别沥青混凝土分别应用于市政园林、乡镇道路、临时道路中下层中。
本发明的有益效果是：采用本发明所述的废木塑包裹再生集料沥青混凝土制备工艺，利用废木塑包覆再生集料沥青混凝土，有效规避再生集料吸水率大和压碎指标值高的缺陷，表面塑料膜将有效降低再生集料对热熔沥青的大量吸附而形成厚沥青膜的概率；表面裹缠的木纤维将有效改善再生集料的表面粗糙度及与沥青粘附性废木塑薄层包覆不仅能赋予再生集料较高的憎水性、整体力学稳定性、静/动态韧性、耐疲劳性，而且能在有效降低再生集料对沥青吸附量，避免沥青混合料体系内形成厚度不一的沥青膜的同时，提升相应沥青混合料的界面粘附性，进而有效降低相应交通路面原材料成本及加工能耗，能在减少环境污染的同时，实现交通建筑垃圾、废弃塑料、废木粉等固体废弃物的循环利用，蕴含着巨大的经济与环保效益。
附图说明
图1是废木塑包裹再生集料沥青混凝土的结构示意图。
图2是废木塑包裹再生集料沥青混凝土的试块实物图。
图中：1、再生集料；2、废木塑薄层；3、废木粉；4、沥青；5、再生矿粉。
具体实施方式
为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。
实施例1
所述废木塑包覆再生集料沥青混凝土制备工艺具体步骤如下：
s1：首先分别将废弃乙烯-醋酸乙烯共聚物基农用塑料大棚膜、钢筋混凝土基建筑拆除混凝土采用《工业后再循环废弃塑料的回收方法》、《一种利用废弃混凝土制备高品质再生细骨料的方法》等本领域所熟知的技术进行收集、分类加工、破碎造粒，生产出粒径为10-30mm的再生塑料颗粒、公称粒径位于2.36mm≤粒径≤26.5mm之间的再生集料、公称最大粒径≤0.6mm再生矿粉；废木粉是将木材加工剩余的边角废料采用利用木粉破碎机经粉碎、筛选、烘干、制粉等工艺而成目数为40-200目的废木粉。
s2：将混料锅温度升至废弃乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒熔点100℃附近，将5kg粘流态的废旧乙烯-醋酸乙烯共聚物与0.5kg加热的废木粉混合，形成废木粉/废乙烯-醋酸乙烯共聚木塑热料，然后再部分包覆于100kg再生集料表面，如图1所示，具体包括再生集料1、废塑料薄膜层2和废木粉3。
s3：接着将100kg废木塑薄层包覆再生集料按50％比例取代100kg普通集料，与10kga-60型交通道路沥青4、平均粒径为1.28mm的再生矿粉5进行热拌，制成d＝101.6mm，h＝63.5mm的废木塑薄层包覆再生集料沥青混凝土圆柱体试样，如图2所示。
s4：将该沥青混凝土用本领域所熟知的热拌热铺工艺摊铺于乡镇公路下层，实现工程规模应用。
通过旋转粘度计测得粘流态乙烯-醋酸乙烯共聚物的流变黏度系数为3.2×106mpa·s；通过蒸气吸附法测得再生集料的比表面积为2.86m2/kg；结合表面张力测试仪测得相应废木粉/废弃乙烯-醋酸乙烯共聚物木塑薄层部分包覆再生集料的表面包覆率为29.4％。
采用马歇尔实验仪测得废木塑薄层包覆再生集料沥青混凝土试样稳定度、流值、残留稳定度分别为4650n、37mm、72％；结合用静水天平及蜡封工艺测得相应试样的空隙率为8.9％。经1年暴露工程实际应用，相应沥青混凝土制品没有明显龟裂、车辙凹陷、鼓胀现象，应用效果良好。
实施例2
所述废木塑包覆再生集料沥青混凝土的制备过程及结构同实施例1。不同的是：所用的废塑料是聚氯乙烯塑料，相应粘流态温度为160℃；所述再生集料全取代普通集料；应用场地变更为市政公园广场。
通过旋转粘度计测得粘流态聚氯乙烯的流变黏度系数为6.7×103mpa·s；通过蒸气吸附法测得再生集料的比表面积为2.79m2/kg；结合表面张力测试仪测得相应废木粉/废弃聚氯乙烯木塑薄层部分包覆再生集料的表面包覆率为33.5％。
采用马歇尔实验仪测得废木塑薄层包覆再生集料沥青混凝土试样稳定度、流值、残留稳定度分别为3280n、43mm、70％；结合用静水天平及蜡封工艺测得相应试样的空隙率为7.7％。经1年暴露工程实践，相应沥青混凝土园林人行道制品没有明显龟裂及破损现象，应用效果良好。
实施例3
所述废木塑包覆再生集料沥青混凝土的制备过程及结构同实施例1。不同的是：所用的废塑料是高密度聚乙烯塑料，所述再生集料为中级交通道路产生的废弃交通垃圾加工而成的再生交通集料及再生交通矿物粉体；应用场地变更为地下室停车场。
通过旋转粘度计测得粘流态高密度聚乙烯的流变黏度系数为2.2×103mpa·s；通过蒸气吸附法测得再生交通集料的比表面积为2.34m2/kg；结合表面张力测试仪测得相应废木粉/高密度聚乙烯薄层部分包覆再生交通集料的表面包覆率为31.5％。
采用马歇尔实验仪测得废木塑薄层包覆再生集料沥青混凝土试样稳定度、流值、残留稳定度分别为3360n、48mm、71％；结合用静水天平及蜡封工艺测得相应试样的空隙率为4.4％。经1年暴露工程实践，相应沥青混凝土地下停车场路面没有明显龟裂及车辙凹陷或边缘隆起现象，应用效果良好。
上述结果充分表明，废木粉及废弃塑料的引入不仅有效规避再生集料吸水率偏大和压碎指标值偏高的问题；有效降低再生集料对热熔沥青的大量吸附表面塑料膜将有效降低再生集料对热熔沥青的大量吸附而形成厚沥青膜的概率；表面裹缠的木纤维将有效改善再生集料的表面粗糙度及与沥青粘附性；利用废木塑薄层包覆不仅能赋予再生集料较高的憎水性、整体力学稳定性、静/动态韧性、耐疲劳性，而且能在有效降低再生集料对沥青吸附量，避免沥青混合料体系内形成厚度不一的沥青膜的同时，提升相应沥青混合料的界面粘附性，最终在减少环境污染的同时，实现交通建筑垃圾、废弃塑料、废木粉等固体废弃物的循环利用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的专利涵盖范围内。