專利名稱：瀝青鋪路材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋪設道路時所使用的瀝青鋪路材料，特別是涉及一種能夠對廢棄物進行再利用從而節省資源的瀝青鋪路材料。
長期以來，一種常用的瀝青鋪路材料由碎石、粗砂、細砂等骨料與瀝青經過混合而形成。如果要形成一種著色路面，可在上述混合材料中加入顏料。另外，如果要形成一種滲透性之路面，可對其中的碎石顆粒之尺寸進行調節，而構成鋪路材料的混合物之其他成分則不變。
另一方面，近年來，垃圾的發生量在日益增加。此問題在大都市尤其嚴重，因而造成垃圾埋卻處理時所需之場地的嚴重不足。為了減少需被埋卻處理的垃圾量，已經采用的一種辦法是把垃圾放在垃圾燒卻場作燒卻處理從而得到一種燒卻灰，然后對該燒卻灰作熔融處理于是得到一種熔渣。用此種辦法來處理垃圾，垃圾的體積可被顯著地減少，從而實現垃圾的無害化處理。
作為瀝青鋪路材料的骨料，例如以上所例舉的天然材料之采伐近年來已經變得日益困難。尤其是隨著近年來土木建筑事業的發展，上述天然骨料已形成了一種慢性不足。為了緩和這種狀況，日本公開特許第7-299440號公報建議，廢棄的瀝青類可以被用作瀝青鋪路材料的骨料。此外，日本公開特許第7-292258號公報則建議，作為瀝青鋪路材料的骨料可以采用廢棄的玻璃類。
然而，在上述這些廢材的再利用過程中，需要把廢材從建筑工地回收，而這種回收之作業需要花費一定的人手。此外，回收后的廢材也不能直接被用作瀝青鋪路材料之骨料，通常需要對這類廢材作性狀上的加工處理，其目的是為了在鋪路作業時獲得與天然骨料相同的施工性。結果，如此所形成的瀝青鋪路材料之生產成本難以減低。
本發明的目的在于提供一種改進了的瀝青鋪路材料，其中所使用的骨料之一為來自垃圾處理場的熔渣，于是可以有效地緩和近年來天然骨料之慢性不足之問題，同時也有助于促進城市垃圾的有效且無害化處理。
根據本發明所提供的一種由瀝青和多種骨料所組成的瀝青鋪路材料，其特征在于所述的多種骨料是從垃圾燒卻灰熔渣、鋼鐵熔渣、具有光澤性的玻璃類、塑料類、碎石、砂、填料之中所選取的4種以上之物質。
根據本發明之一個特征，上述的垃圾燒卻灰熔渣是對垃圾燒卻后的殘留物作熔渣成形處理之后而獲得的，或者是對經過熔渣成形處理所得到的物質作加熱/再結晶處理之后而獲得的。
根據本發明之另一個特征，經過熔渣成形處理而獲得的燒卻灰熔渣，或者，經過加熱/再結晶處理之后而獲得的燒卻灰熔渣再接受逐漸冷卻之處理，直到該燒卻灰熔渣被冷卻到環境溫度為止。
根據本發明之又一個特征，被冷卻至環境溫度之后的垃圾燒卻灰熔渣被破碎成小顆粒，然后通過篩分機分離出具有1-13mm粒徑的顆粒。
根據本發明之再一個特征，上述鋼鐵熔渣被破碎成小顆粒，然后通過篩分機分離出具有1-13mm粒徑的顆粒。
根據本發明之又一個特征，上述具有光澤性的玻璃類是從玻璃廢材、石英、云母、硅砂等的光反射性物質中選取的1種以上之物質，其粒徑為1-13mm。
根據本發明之再一個特征，上述塑料類是從聚氯乙烯、聚乙烯、聚尿烷、聚丙烯等的塑料廢材中選取出來的1種以上之物質，其粒徑為5mm以下。
根據本發明之又一個特征，在骨料全體中，熔渣類(垃圾燒卻灰熔渣與/或鋼鐵熔渣)之使用量為10-40重量％，玻璃類之使用量為10-20重量％，塑料類之使用量為10-30重量％，碎石之使用量為42-62％，砂之使用量為14重量％，填料之使用量為4重量％，在瀝青鋪路材料全體中瀝青之使用量為4-6重量％。
本發明的鋪路材料之進一步說明以及優點可以被闡述如下。
瀝青鋪路材料中骨料的含量占了多數，而天然骨料之資源在日本國內已經是十分貧乏，此外，大量采伐天然骨料會造成自然界的破壞。在本發明的瀝青鋪路材料中，由于所采用的骨料包括垃圾燒卻灰熔渣與/或鋼鐵熔渣，碎石等的天然骨料資源可被大量地節約。由于來自垃圾燒卻場的燒卻灰得到了利用，本發明也有助于垃圾的有效且無害化處理。
垃圾燒卻灰熔渣，是通過對垃圾燒卻后的殘留物(燒卻灰)作熔渣成形處理之后而獲得的，其硬度，磨耗性以及安全性均不亞于天然骨料。然后，根據垃圾的材質之不同，一部分垃圾燒卻灰熔渣由于比較脆弱，因而只具有比較低的強度，所以有必要通過加熱再結晶化(熔融)處理。此外，經過熔渣成形處理而獲得的燒卻灰熔渣，或者，經過加熱/再結晶處理之后而獲得的燒卻灰熔渣再接受逐漸冷卻之處理，直到該燒卻灰熔渣被冷卻到環境溫度為止。經過逐漸冷卻處理之后，最終所獲得的垃圾燒卻灰熔渣具有比較高的強度。
另外，通過對垃圾燒卻灰作熔渣化處理，燒卻灰中所含有的金屬類可得到融解而被分離出來，因此這種熔渣被用作鋪路材料之后將不會有腐蝕之問題。經過熔渣成形處理所獲得的燒卻灰熔渣，或者經過上述加熱/再結晶處理之后而獲得的燒卻灰熔渣再接受逐漸冷卻之處理，并且又接受粉碎與篩分處理之后，可獲得具有一定之強度且具有均一粒度分布的垃圾燒卻灰熔渣。
再者，由于來自煉鐵廠的鋼鐵熔渣也被用作瀝青鋪路材料的骨料，瀝青鋪路材料的強度可得到進一步提高。
此外，因為具有光澤性的玻璃類與塑料類被用作瀝青鋪路材料的骨料，用該材料鋪路后的路面之裝飾性與識別性得到了進一步提高。
采用以上所述的瀝青鋪路材料來施行鋪路作業時，由于骨料的一部分已經處于熔渣化狀態，與采用現有技術的骨料之瀝青鋪路材料(骨料為廢棄的瀝青材料)作比較，鋪路作業中所需的冷卻時間可得到縮短，于是可以縮短施工周期。
又，因為在骨料中混入了玻璃類與塑料類之顆粒，鋪路后的瀝青鋪路材料內能夠形成細小的縫隙，于是可以使得雨水等外來液體通過上述縫隙被排出，從而形成了一種透水性的瀝青鋪路材料。
本發明之上述目的及其特征可通過以下之實施例和對附圖的參考作進一步理解。
圖1系說明圖，顯示了垃圾燒卻灰熔渣之形成過程。
實施例以下，將參照圖1來說明上述垃圾燒卻灰熔渣之生產過程。
首先，在過程(a)中，把來自垃圾燒卻爐的垃圾燒卻灰投入熔融爐中以實行熔渣化處理，從而獲得垃圾燒卻灰熔渣。此時，為了把燒卻灰中的金屬類溶出，往往是在1400-1500℃之高溫條件下進行熱處理。為了獲得這種高溫條件，作為上述熔融爐的一般是采用等離子熔融爐或者電弧熔融爐等電氣加熱爐。
然后，在過程(b)中，對過程(a)中獲得的垃圾燒卻灰熔渣實行加熱處理從而實行再結晶處理。此時的熱處理溫度為1000℃，處理時間為3小時。
接著，在過程(c)中，經過熔渣成形處理而獲得的燒卻灰熔渣，或者，經過加熱/再結晶處理之后而獲得的燒卻灰熔渣再接受逐漸冷卻之處理，直到該燒卻灰熔渣被冷卻到環境溫度為止。通過這樣的逐漸冷卻之處理，所得到的垃圾燒卻灰熔渣就能夠獲得所需的強度。
最后，在過程(d)中，被冷卻至環境溫度之后的垃圾燒卻灰熔渣被破碎成小顆粒，然后通過篩分機分離出具有1-13mm粒徑的顆粒，于是獲得了所需的、可以被用作瀝青鋪路材料之骨料的結晶質熔渣。
通過上述過程(a)-(d)的處理之后所獲得的處于結晶質狀態的垃圾燒卻灰熔渣，如表1所例舉之試驗結果所示，已經滿足了作為骨料的許多規定值。尤其是，作為垃圾燒卻灰熔渣之弱點的摩耗現象得到了改善，其質量不亞于天然骨料。此外，從表2的重金屬溶出試驗結果中可以看出，該垃圾燒卻灰熔渣的重金屬溶出量也已經充分滿足了重金屬溶出之規定值。
表1垃圾燒卻灰熔渣試驗結果<
表2垃圾燒卻灰熔渣的重金屬溶出試驗結果<
采用上述垃圾燒卻灰熔渣和其他材料來配制瀝青鋪路材料之骨料時，各種材料的使用量(重量百分比)可以按照表3所示的實驗例1-10進行控制。
表3配制瀝青鋪路材料之骨料時各種材料的使用量(重量％)
表3所示的各種骨料之說明如下。
1)熔渣垃圾燒卻灰熔渣與/或鋼鐵熔渣，粒度均為1-13mm。
2)玻璃類；從玻璃、石英、云母等光反射性物質中所選取的1種以上之物質，其粒度均為1-13mm。
3)塑料類塑料類廢材，被破碎成小顆粒，粒徑為5mm以下。其使用量為骨料全體的10重量％，如果是熱塑性塑料(如聚氯乙烯、聚乙烯、聚尿烷、聚丙烯等)，其使用量可以到達骨料全體的30重量％。
4)碎石1-13mm。
5)砂粒度為1-4mm。
6)填料粒度為75微米此外，表3所示的幾種主要骨料的用量范圍為如下所述。
熔渣10-40重量％
玻璃類10-20重量％塑料類10-30重量％碎石42-62重量％采用以上所配制的骨料來構成瀝青鋪路材料時，瀝青的使用量及其密度可以被顯示在以下的表4中。
表4瀝青的使用量以及密度
在本發明的瀝青鋪路材料中，作為骨料所使用的除了上述的垃圾燒卻灰熔渣和鋼鐵熔渣之外，還包括碎石、玻璃類以及塑料類。于是，可在最終形成的路面中形成細微的孔隙。這類孔隙的形成有助于雨水等通過，從而形成了透水性瀝青鋪路材料。采用了這種鋪路材料之后，即使遇到大量降雨之情況，雨水可以從該路面層得到迅速的排除。
上述的玻璃類如果是采用玻璃廢材，該玻璃廢材可在粉碎機中被粉碎成多面體顆粒，其粒徑約10mm。含有玻璃廢材顆粒的瀝青鋪路材料被鋪設在路面之后，該路面將受到壓路滾筒的滾壓，突出于路面的玻璃廢材顆粒之尖端部將被碾平，所以不會對路面上行走的行人和車輛輪胎造成任何危險。
此外，由于使用了玻璃顆粒，玻璃顆粒的一部分將會露出在瀝青路面上從而在路面上閃光，于是提高了路面的裝飾性和識別性。
再者，由于上述塑料類被用作骨料混合在瀝青鋪路材料中，鋪路材料的強度得到了進一步提高，同時，實現了鋪路材料的輕量化，這尤其適合于橋梁路面的鋪設。如果使用的塑料類是一種明色光亮的塑料廢材，還可以獲得比較好的視覺效果。
綜合以上之說明可以明白，通過對本發明的使用，可以得到以下所述之效果。
(1)垃圾燒卻場的垃圾燒卻灰可以被制成垃圾燒卻灰熔渣，從而被用作瀝青鋪路材料的骨材。這不但有助于解決天然骨料的資源缺乏問題，而且還有助于垃圾燒卻灰的有效利用。
(2)因為上述垃圾燒卻灰熔渣能夠被用作瀝青鋪路材料的骨料，于是就沒有必要再去使用建筑工地排出的建筑廢材，所以就可以省去因回收建筑廢材所需之人手。
(3)對垃圾燒卻灰進行熔融從而獲得熔渣的處理過程可以作為整個垃圾處理過程的一部分，所需的設備一般都比較容易獲得，所以設備的投資費用比較低。
(4)采用本發明的瀝青鋪路材料來施行鋪路作業時，由于骨料的一部分已經處于熔渣化狀態，與采用現有技術的骨料之瀝青鋪路材料(骨料為廢棄的瀝青材料)，鋪路作業中所需的冷卻時間可得到縮短，于是可以縮短施工周期。
(5)由于來自煉鐵廠的鋼鐵熔渣也被用作瀝青鋪路材料的骨料，瀝青鋪路材料的強度可得到進一步提高。
(6)由于在瀝青鋪路材料中混入了玻璃類以及塑料類，于是，可在最終形成的路面中形成細微的孔隙。這類孔隙的形成有助于雨水等通過，從而形成了透水性瀝青鋪路材料。采用了這種鋪路材料之后，即使遇到大量降雨之情況，雨水可以從路面層得到迅速的排除。
(7)此外，因為具有光澤性的玻璃類與塑料類被用作瀝青鋪路材料之骨料，用該材料鋪路后的路面裝飾性與識別性也可得到進一步提高。
本發明的最佳實施例已描述如上，但是應該理解，上述所公開的內容是為了對本發明作一種說明，而不是對本發明作一種限制。而且同行業者可在所附的權利要求所規定的發明范圍之內作出各種改變和改進。
權利要求
1.一種由瀝青和多種骨料所組成的瀝青鋪路材料，其特征在于所述的多種骨料是從垃圾燒卻灰熔渣、鋼鐵熔渣、具有光澤性的玻璃類、塑料類、碎石、砂、填料之中所選取的4種以上之物質。
2.根據權利要求1所述的瀝青鋪路材料，其特征在于上述的垃圾燒卻灰熔渣是對垃圾燒卻后的殘留物作熔渣成形處理之后而獲得的，或者是對經過熔渣成形處理所得到的物質作加熱/再結晶處理之后而獲得的。
3.根據權利要求2所述的瀝青鋪路材料，其特征在于經過熔渣成形處理而獲得的燒卻灰熔渣，或者，經過加熱/再結晶處理之后而獲得的燒卻灰熔渣再接受逐漸冷卻之處理，直到該燒卻灰熔渣被冷卻到環境溫度為止。
4.根據權利要求3所述的瀝青鋪路材料，其特征在于被冷卻至環境溫度之后的垃圾燒卻灰熔渣被破碎成小顆粒，然后通過篩分機分離出具有1-13mm粒徑的顆粒。
5.根據權利要求1所述的瀝青鋪路材料，其特征在于上述鋼鐵熔渣被破碎成小顆粒，然后通過篩分機分離出具有1-13mm粒徑的顆粒。
6.根據權利要求1所述的瀝青鋪路材料，其特征在于上述具有光澤性的玻璃類是從玻璃廢材、石英、云母、硅砂等的光反射性物質中所選取的1種以上之物質，其粒徑為1-13mm。
7.根據權利要求1所述的瀝青鋪路材料，其特征在于上述塑料類是聚氯乙烯、聚乙烯、聚尿烷、聚丙烯等的塑料廢材中選取出來的1種以上物質，其粒徑為5mm以下。
8.根據權利要求1所述的瀝青鋪路材料，其特征是在骨料全體中，熔渣類(垃圾燒卻灰熔渣與/或鋼鐵熔渣)之使用量為10-40重量％，玻璃類之使用量為10-20重量％，塑料類之使用量為10-30重量％，碎石之使用量為42-62重量％，砂之使用量為14重量％，填料之使用量為4重量％，在瀝青鋪路材料全體中瀝青之使用量為4-6重量％。
全文摘要
本發明提供了一種由瀝青和多種骨料所組成的瀝青鋪路材料,其特征在于所述的多種骨料是從垃圾燒卻灰熔渣、鋼鐵熔渣、具有光澤性的玻璃類、塑料類、碎石、砂、填料之中所選取的4種以上之物質。
文檔編號E01C19/16GK1257954SQ9812603
公開日2000年6月28日 申請日期1998年12月24日 優先權日1998年12月24日
發明者松下誠幸 申請人:松下產業株式會社