油页岩电厂灰沥青混合料路面材料的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种采用油页岩电厂灰代替石灰岩矿粉用于沥青混合料的路面材料，将油页岩电厂灰按照一定比例代替石灰岩矿粉，在一定温度条件下进行马歇尔击实、高温车辙、低温弯曲和水稳定性试验，其各项指标均能满足公路路面的使用要求，满足相应规范的要求。将油页岩电厂灰变废为宝，解决了油页岩电厂灰对河流、土壤和大气的严重污染问题，节约了占地，降低了公路工程造价，具有较大的经济效益、社会效益和环保效益。通过实际工程及后期检测，本发明的油页岩电厂灰沥青混合料路面材料能够满足规范的各项要求，具有良好的路用性能。且各项指标与传统的沥青混合料相当，说明本发明路面材料完全可以在实际工程中推广应用。
【专利说明】油页岩电厂灰源青混合料路面材料
[0001]
技术领域： 本发明设及一种油页岩小颗粒燃烧发电产生的飞灰的再利用，提供一种采用油页岩电 厂灰代替石灰岩矿粉用于渐青混合料的路面材料，适用于各等级公路的路面面层和柔性基 层，属于道路建设材料技术领域。
[0002]
【背景技术】： 油页岩是一种固体可燃有机岩，与油砂、煤层气等资源统称为非常规油气资源，油页岩 资源的主要利用方式是提炼页岩油和直接燃烧发电。21世纪随着全球油价持续高涨，油页 岩资源的开发利用逐渐提升到各国能源发展规划的议程中。美国、爱沙尼亚、己西、澳大利 亚和俄罗斯等国纷纷出台政府扶持、减免相关税收等优惠政策吸引外资和国内经济力量进 行油页岩资源的开发。我国油页岩资源丰富，居世界第四位，可回收页岩油资源量为120亿 吨，主要分布在吉林省农安，广东茂名、迂宁抚顺等地。吉林省油页岩资源量丰富，居全国第 一位。油页岩产地比较集中，主要分布在农安、枠甸、汪清罗子沟Ξ个地区。农安油页岩资源 十分丰富，占全省查明资源储量的54.5%，具有较大的资源优势。枠甸市油页岩查明资源储 量5.7亿吨，潜在资源储量1.34亿吨。汪清县罗子沟油页岩储量范围为60平方公里，查明资 源储量2.3亿吨，潜在资源储量8.6亿吨。
[0003] 目前世界各国在纷纷上马开展油页岩资源的开发、油页岩炼油和油页岩发电，但 不同国家对油页岩的主要用途不同。在爱沙尼亚，油页岩主要用来发电和提炼页岩油;在己 西，油页岩主要用作运输燃料;在德国，油页岩主要用于制造水泥和建筑材料;在中国和澳 大利亚，油页岩主要用于提炼页岩油和用作燃料；在俄罗斯和W色列，油页岩主要用于发 电。油页岩发电会产生一定量的飞灰，即油页岩电厂灰，会造成环境污染，制约了油页岩产 业的健康发展。因此，清洁、高效地利用油页岩电厂灰成为油页岩产业健康发展亟待解决的 重大科技问题。
[0004] 油页岩电厂灰具有一定的综合利用价值，如在建材方面，可W用于制造水泥、制 砖、建筑陶粒、陶瓷等;在化工方面，可W提取氧化侣、白炭黑、铁红、稀贵金属元素等;在农 业方面，可W改良±壤等;在环保方面，可W做分子筛吸附剂等。但目前油页岩的综合利用 途径，对油页岩的消耗量太小，不能解决油页岩生产带来的环境污染等问题，急需开展油页 岩电厂灰应用量大的、新的应用方向的研究。
[0005]
【发明内容】
： 本发明提供一种油页岩电厂灰渐青混合料路面材料，该油页岩电厂灰的主要化学成分 为Si化、Ah化、Fe2化、CaO,将油页岩电厂灰应用于公路路面，可消耗大量油页岩电厂灰，减少 其堆放产生的污染，变废为宝，具有一定的社会效益和环境效益。
[0006] 本发明的技术解决方案如下：将油页岩电厂灰按照一定比例代替石灰岩矿粉，在 一定溫度条件下进行马歇尔击实、高溫车徹、低溫弯曲和水稳定性试验，其各项指标均能满 足公路路面的使用要求，满足相应规范的要求。
[0007] 本发明的油页岩电厂灰渐青混合料路面材料，其特征是有W下物质按重量份数比 制成的： 油页岩电厂灰3-12、消石灰0-5、石灰岩矿粉0-6、渐青(或改性渐青)3-7、石料70-94。
[0008] 本发明油页岩电厂灰渐青混合料路面材料的制备方法，包括W下步骤： 将3-12份的油页岩电厂灰、0-5份的消石灰、0-6份的石灰岩矿粉混合（油页岩电厂灰、 石灰岩矿粉均满足公路相关规范对渐青混合料矿粉的技术指标要求），与70-94份的石料、 3-7份的渐青(或改性渐青）同时放入160-180°C的干燥器中加热，满足加热时间后，放入可 控溫的揽拌锅拌和均匀。在马歇尔试验机上击实成型。按照公路相关规范要求成型，分别进 行高溫车徹、低溫弯曲和水稳定性试验，满足规范要求的性能指标即可。
[0009] W下实验表明本发明的使用效果： 油页岩电厂灰渐青混合料路面结构，经过在鹤大高速公路小沟岭至抚松段C设计段露 水河连接线上的应用，采用电厂灰:消石灰:矿粉:渐青:石料=2.03:0.22:2.25:4.9:90.6的 比例，完全满足公路工程路面的技术指标要求，且各项路用性能均略优于传统的渐青混合 料，修筑后相应的检测报告如下表：
检测报告： 油页岩电厂灰渐青混合料AC-20的油石比为4.9，高溫车徹性能为2863次/mm，低溫弯曲 梁应变为2639με，其残留稳定度为93.87%，冻融劈裂比为91.33%，说明该渐青混合料各项技 术指标均可满足《公路渐青路面施工技术规范KJTJ F40-2004)中对渐青路面材料的技术 要求； 结论:油页岩电厂灰主要成分为Si化，高达60%左右，其活性可有效吸附渐青的油分，可 W对渐青中的饱和分和芳香分有效的吸收。通过对油页岩渐青混合料进行扫描电镜、红外 光谱和差示扫描热量分析，结合灰分测定、化学组分分析、紫外分光光度分析和吸光度分 析，表明油页岩电厂灰中的Si化对渐青中的轻组分有较强的吸收作用，可形成具有较好粘 结性能和力学性能的渐青胶浆，防止渐青路面使用过程中轻组分的散失，抗老化性能增强， 提高渐青混合料路面材料的高溫性能和水稳定性，延长渐青路面的使用寿命。
[0010] 本发明的积极效果在于:将油页岩电厂灰变废为宝，解决了油页岩电厂灰对河流、 ±壤和大气的严重污染问题，节约了占地，降低了公路工程造价，具有较大的经济效益、社 会效益和环保效益。通过实际工程及后期检测，本发明的油页岩电厂灰渐青混合料路面材 料能够满足规范的各项要求，具有良好的路用性能。且各项指标与传统的渐青混合料相当， 说明本发明路面材料完全可W在实际工程中推广应用。
【具体实施方式】
[0011] 通过W下实施例进一步举例描述本发明，并不W任何方式限制本发明，在不背离 本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改 动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
[0012]实施例1: 采用油页岩电厂灰27kg，消石灰3kg，矿粉90kg，渐青65kg，石料81化g的比例成型SMA- 13路面面层渐青混合料;将油页岩电厂灰、消石灰与石灰岩矿粉混合均匀后，与石料、渐青 (或改性渐青)同时放入160-180°C的干燥加热，满足加热时间后，揽拌均匀。
[OOU]高溫车徹性能为3146次/mm，低溫弯曲梁应变为316祉ε，残留稳定度为93.93%，冻 融劈裂比为91.67%，各项指标均满足《公路渐青路面施工技术规范》(JTJF40-2004)中对渐 青路面材料的技术要求。
[0014] 实施例2: 采用油页岩电厂灰87kg，消石灰3kg，矿粉30kg，渐青66kg，石料814kg的比例成型SMA- 13路面面层渐青混合料。将油页岩电厂灰、消石灰与石灰岩矿粉混合均匀后，与石料、渐青 (或改性渐青)同时放入160-180°C的干燥加热，满足加热时间后，揽拌均匀。
[0015] 检测测试结果： 高溫车徹性能为3026次/mm，低溫弯曲梁应变为3038με，残留稳定度为92.48%，冻融劈 裂比为90.28%，各项指标均满足《公路渐青路面施工技术规范》(JTJF40-2004)中对渐青路 面材料的技术要求。
[0016] 实施例3: 采用油页岩电厂灰60kg，矿粉60kg，渐青49kg，石料831kg的比例成型AC-20路面面层渐 青混合料。将油页岩电厂灰、消石灰与石灰岩矿粉混合均匀后，与石料、渐青(或改性渐青） 同时放入160-180°C的干燥加热，满足加热时间后，揽拌均匀。
[0017] 检测测试结果：高溫车徹性能为2063次/mm，低溫弯曲梁应变为3056με，残留稳定 度为89.87%，冻融劈裂比为80.33%，各项指标均满足《公路渐青路面施工技术规范KJTJ F40-2004)中对渐青路面材料的技术要求。
[001引实施例4: 采用油页岩电厂灰10kg，消石灰3kg，矿粉30kg，渐青41kg，石料919kg的比例成型ΑΤΒ- 25柔性基层渐青混合料。将油页岩电厂灰、消石灰与石灰岩矿粉混合均匀后，与石料、渐青 (或改性渐青)同时放入160-180°C的干燥加热，满足加热时间后，揽拌均匀。
[0019]检测测试结果：高溫车徹性能为2652次/mm，低溫弯曲梁应变为3067με，残留稳定 度为86.48%，冻融劈裂比为82.56%，各项指标均满足《公路渐青路面施工技术规范KJTJ F40-2004)中对渐青路面材料的技术要求。
【主权项】
1. 一种油页岩电厂灰沥青混合料路面材料，其特征是有以下物质按重量份数比制成 的： 油页岩电厂灰3-12、消石灰0-5、石灰岩矿粉0-6、沥青(或改性沥青)3-7、石料70-94。2. 根据权利要求1所述的油页岩电厂灰沥青混合料路面材料的制备方法，包括以下步 骤： 将油页岩电厂灰、消石灰与石灰岩矿粉混合均匀后，与石料、沥青(或改性沥青）同时放 入160-180°C的干燥加热，满足加热时间后，搅拌均匀。
【文档编号】C04B18/08GK105906237SQ201610269271
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】时成林, 闫秋波, 孙福申, 邹海峰, 郑克岩, 史光绪, 徐学纯, 叶静辉
【申请人】吉林省交通科学研究所, 吉林大学