[0001] 本发明涉及了建筑材料技术领域，具体涉及了一种生物炭‑粘土矿物复合材料、改性橡胶沥青及其制备方法。

[0002] 沥青路面因其卓越的性能被广泛采用作为路面结构的主要类型。然而，随着交通流量的激增，普通沥青路面已经无法满足目前交通发展的需求。废旧轮胎的堆积问题日益严重，对环境造成了严重负担。有研究表明，将废旧轮胎经过粉碎处理后添加到沥青中，不仅可以显著增强沥青路面的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、抗老化能力和抗疲劳性能，还能有效缓解由废旧轮胎堆积导致的环境污染问题。但是橡胶沥青在生产和拌合过程中会产生大量有毒的沥青烟气，长时间暴露在沥青烟气中会对现场施工人员的身体健康产生不利影响甚至存在致癌风险。

[0003] 因此，研究出一种具有良好的橡胶沥青性能以及沥青烟气抑制性能的改性橡胶沥青，具有十分重要的意义。

[0051] 下面结合附图，对本发明作详细的说明。

[0052] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0053] 以下实施例及对比例中，基质沥青为70号道路石油沥青。

[0054] 实施例1

[0055] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0056] 所用生物质为玉米秸秆；在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛。

[0057] 所用粘土矿物为蒙脱土。

[0058] 将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以1：1质量比混合均匀；

[0059] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至400℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0060] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为3％。

[0061] 将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化4h，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡3h；

[0062] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0063] 制备改性橡胶沥青

[0064] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0065] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0066] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0067] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青。

[0068] 实施例2

[0069] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0070] 所用生物质为玉米秸秆。在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛；

[0071] 所用粘土矿物为蒙脱土。将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以1：1质量比混合均匀；

[0072] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至500℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0073] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为5％。将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化4h，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡4h；

[0074] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料；

[0075] 制备改性橡胶沥青

[0076] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；

[0077] 所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0078] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0079] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0080] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青。

[0081] 实施例3

[0082] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0083] 所用生物质为玉米秸秆。

[0084] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛；

[0085] 所用粘土矿物为蒙脱土。将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以1：1质量比混合均匀；

[0086] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至600℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0087] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为4％。将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化4h，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡5h；

[0088] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0089] 制备改性橡胶沥青

[0090] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；

[0091] 所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0092] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0093] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0094] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青。

[0095] 实施例4

[0096] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0097] 所用生物质为玉米秸秆。在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛；

[0098] 所用粘土矿物为蒙脱土。将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以2：1质量比混合均匀；

[0099] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至400℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0100] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为5％。将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化4h，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡5h；

[0101] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0102] 制备改性橡胶沥青

[0103] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；

[0104] 所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0105] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0106] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0107] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青。

[0108] 实施例5

[0109] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0110] 所用生物质为玉米秸秆。在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛；

[0111] 所用粘土矿物为蒙脱土。将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以2：1质量比混合均匀；

[0112] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至500℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0113] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为4％。将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化4h，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡3h；

[0114] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0115] 制备改性橡胶沥青

[0116] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；

[0117] 所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0118] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0119] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0120] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青。

[0121] 实施例6

[0122] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0123] 所用生物质为玉米秸秆。在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛；

[0124] 所用粘土矿物为蒙脱土。将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以2：1质量比混合均匀；

[0125] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至600℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0126] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为3％。将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化4h，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡4h；

[0127] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0128] 制备改性橡胶沥青

[0129] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；

[0130] 所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0131] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0132] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0133] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青。

[0134] 实施例7

[0135] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0136] 所用生物质为玉米秸秆。在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛；

[0137] 所用粘土矿物为蒙脱土。将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以3：1质量比混合均匀；

[0138] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至400℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0139] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为4％。将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化4h，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡4h；

[0140] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0141] 制备改性橡胶沥青

[0142] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；

[0143] 所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0144] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0145] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0146] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青。

[0147] 实施例8

[0148] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0149] 所用生物质为玉米秸秆。在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛；

[0150] 所用粘土矿物为蒙脱土。将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以3：1质量比混合均匀；

[0151] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至500℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0152] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为3％。将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化4h，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡5h；

[0153] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0154] 制备改性橡胶沥青

[0155] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；

[0156] 所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0157] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0158] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0159] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青。

[0160] 实施例9

[0161] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0162] 所用生物质为玉米秸秆。在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛；

[0163] 所用粘土矿物为蒙脱土。

[0164] 将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以3：1质量比混合均匀；

[0165] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至600℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0166] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为5％。将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化4h，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡3h；

[0167] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0168] 制备改性橡胶沥青

[0169] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；

[0170] 所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0171] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0172] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0173] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青。

[0174] 实施例10

[0175] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0176] 所用生物质为小麦秸秆。在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛；

[0177] 所用粘土矿物为凹凸棒石。将磨碎后的小麦秸秆与凹凸棒石以1：1质量比混合均匀；

[0178] 将上述获得的小麦秸秆与凹凸棒石混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至400℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0179] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为3％。将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化4h，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡3h；

[0180] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0181] 制备改性橡胶沥青

[0182] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；

[0183] 所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0184] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0185] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0186] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青。

[0187] 实施例11

[0188] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0189] 所用生物质为竹粉。在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛；

[0190] 所用粘土矿物为海泡石。将磨碎后的竹粉与海泡石以1：1质量比混合均匀；

[0191] 将上述获得的竹粉与海泡石混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至400℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0192] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为3％。将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化4h，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡3h；

[0193] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0194] 制备改性橡胶沥青

[0195] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；

[0196] 所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0197] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0198] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0199] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青。

[0200] 实施例12

[0201] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0202] 所用生物质为小麦秸秆、水稻秸秆以及动物粪便按等量配比混合；在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过80目筛。

[0203] 所用粘土矿物为蒙脱土、海泡石以及膨润土按等量配比进行混合。

[0204] 将磨碎后的生物质与粘土矿物以2：1质量比混合均匀；

[0205] 将上述获得的混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为12℃/min，升温至500℃后恒温热解2.5h，待冷却至室温后获得物料A；

[0206] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液和氢氧化钾溶液按等量配比混合，所述氢氧化镁溶液的质量分数为3％，氢氧化钾溶液的质量分数为4％。

[0207] 将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化3h，使用恒温振荡器以4500r/min振荡速率振荡4h；

[0208] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过80目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0209] 制备改性橡胶沥青

[0210] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0211] 100份基质沥青，22份橡胶粉，2.5份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0212] 将基质沥青加热至170℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以50000r/min搅拌速率在170℃下混合搅拌40min，得到物料C；

[0213] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以4000r/min剪切速率在170℃下剪切1h，获得改性橡胶沥青。

[0214] 实施例13

[0215] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0216] 所用生物质为水稻秸秆和棉花秸秆按1:1混合物料；在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过120目筛。

[0217] 所用粘土矿物为凹凸棒石、水滑石、伊利石按等比例的混合物。

[0218] 将磨碎后的生物质与粘土矿物以3：1质量比混合均匀；

[0219] 将上述获得的混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为15℃/min，升温至600℃后恒温热解3h，待冷却至室温后获得物料A；

[0220] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为5％。

[0221] 将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化5h，使用恒温振荡器以500r/min振荡速率振荡5h；

[0222] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过120目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0223] 制备改性橡胶沥青

[0224] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0225] 100份基质沥青，25份橡胶粉，3份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0226] 将基质沥青加热至180℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以600r/min搅拌速率在180℃下混合搅拌60min，得到物料C；

[0227] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以3000r/min剪切速率在190℃下剪切1h，获得改性橡胶沥青。

[0228] 对比例1

[0229] 对比例1相比实施例1，制备生物炭‑粘土矿复合材料过程中，未进行碱液活化处理，其余的制备过程与实施例1相同，具体方法如下：

[0230] 所用生物质为玉米秸秆；在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛。

[0231] 所用粘土矿物为蒙脱土。

[0232] 将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以1：1质量比混合均匀；

[0233] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至400℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0234] 制备改性橡胶沥青

[0235] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；

[0236] 所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0237] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料B。

[0238] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份物料A。

[0239] 将物料A和物料B混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青。

[0240] 对比例2

[0241] 对比例2相比实施例1，直接将生物质进行煅烧后，制备改性沥青，具体操作如下。

[0242] 所用生物质为玉米秸秆。将所述玉米秸秆在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至400℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0243] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；

[0244] 所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料B；

[0245] 将物料A和物料B混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得生物炭改性橡胶沥青。

[0246] 对比例3

[0247] 对比例3制备的橡胶沥青，相比实施例1未加入生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0248] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；

[0249] 所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到橡胶沥青。

[0250] 对比例4

[0251] 对比例4相比实施例1，在制备生物炭‑粘土矿物复合材料过程中，将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以1：1质量比调整为0.5:1，其余的制备过程不变。

[0252] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0253] 所用生物质为玉米秸秆；在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛。

[0254] 所用粘土矿物为蒙脱土。

[0255] 将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以0.5：1质量比混合均匀；

[0256] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至400℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0257] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为3％。

[0258] 将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡3h；

[0259] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0260] 制备改性橡胶沥青

[0261] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0262] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0263] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0264] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得改性橡胶沥青。

[0265] 对比例5

[0266] 对比例5相比实施例1，在制备生物炭‑粘土矿物复合材料过程中，将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以1：1质量比调整为5:1，其余的制备过程不变。

[0267] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0268] 所用生物质为玉米秸秆；在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛。

[0269] 所用粘土矿物为蒙脱土。

[0270] 将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以5：1质量比混合均匀；

[0271] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至400℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0272] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为3％。

[0273] 将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡3h；

[0274] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0275] 制备改性橡胶沥青

[0276] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0277] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0278] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0279] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得改性橡胶沥青。

[0280] 对比例6

[0281] 对比例6相比实施例1，在制备生物炭‑粘土矿物复合材料过程中，将活化的时间调整为2h，其余的制备过程不变。

[0282] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0283] 所用生物质为玉米秸秆；在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛。

[0284] 所用粘土矿物为蒙脱土。

[0285] 将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以1：1质量比混合均匀；

[0286] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至400℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0287] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为3％。

[0288] 将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中活化处理2h，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡3h；

[0289] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0290] 制备改性橡胶沥青

[0291] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0292] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0293] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0294] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得改性橡胶沥青。

[0295] 对比例7

[0296] 对比例7相比实施例1，在制备生物炭‑粘土矿物复合材料过程中，未进行振荡处理，其余的制备过程不变。

[0297] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0298] 所用生物质为玉米秸秆；在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛。

[0299] 所用粘土矿物为蒙脱土。

[0300] 将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以1：1质量比混合均匀；

[0301] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至400℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0302] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为3％。

[0303] 将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中；

[0304] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0305] 制备改性橡胶沥青

[0306] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0307] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0308] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0309] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得改性橡胶沥青。

[0310] 对比例8

[0311] 对比例8相比实施例1，在制备生物炭‑粘土矿物复合材料过程中，将振荡处理时间调整为1.5h，其余的制备过程不变。

[0312] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0313] 所用生物质为玉米秸秆；在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛。

[0314] 所用粘土矿物为蒙脱土。

[0315] 将磨碎后的玉米秸秆与蒙脱土以1：1质量比混合均匀；

[0316] 将上述获得的玉米秸秆与蒙脱土混合料在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至400℃后恒温热解2h，待冷却至室温后获得物料A；

[0317] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为3％。

[0318] 将物料A在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡1.5h；

[0319] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0320] 制备改性橡胶沥青

[0321] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0322] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0323] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0324] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得改性橡胶沥青。

[0325] 对比例9

[0326] 对比例9相比实施例1，在制备生物炭‑粘土矿物复合材料过程中，改变了制备顺序，将生物质进行热解，共混，活化之后再一起烘干处理，其余的制备过程不变。

[0327] 制备生物炭‑粘土矿物复合材料

[0328] 所用生物质为玉米秸秆；在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛。

[0329] 所用粘土矿物为蒙脱土。

[0330] 玉米秸秆与蒙脱土质量比1：1。

[0331] 玉米秸秆在管式炉中通N2缓慢热解。升温速率为10℃/min，升温至400℃后恒温热解2h，待冷却至室温，得到物料A；

[0332] 所用碱溶液为氢氧化镁溶液，所述氢氧化镁溶液质量分数为3％。

[0333] 将热解后的生物质和蒙脱土在N2氛围下常温浸泡在氢氧化镁溶液中，使用恒温振荡器以400r/min振荡速率振荡3h；

[0334] 在80℃烘箱中干燥10h，随后在球磨机中碾压磨碎，过100目筛，获得物料B，即为生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0335] 制备改性橡胶沥青

[0336] 所用基质沥青为70号道路石油沥青；所用橡胶粉由废旧橡胶研磨过60目筛，所述废旧橡胶来自废旧轮胎。

[0337] 100份基质沥青，20份橡胶粉，2份生物炭‑粘土矿物复合材料。

[0338] 将基质沥青加热至160℃，加入橡胶粉，使用搅拌机以400r/min搅拌速率在160℃下混合搅拌30min，得到物料C；

[0339] 将物料B和物料C混合，使用高速剪切机以5000r/min剪切速率在180℃下剪切1h，获得改性橡胶沥青。

[0340] 测试

[0341] 按照《公路沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20‑2011)的方法测定碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青的软化点、延度、针入度和布氏粘度指标，测定所述碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青烟气排放浓度，试验结果如表1和图1所示。

[0342] 表1沥青性能指标

[0343]

[0344]

[0345] 碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青进行基础性能测试，评价其高温性能。通过对比表1中实施例1‑9，可以说明生物质与粘土矿物质量比为1:1时高温性能最佳，且随着热解温度、碱溶液质量分数和碱活化时间的增加，碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青的软化点和粘度有所提升，针入度下降，其高温性能得到了改善；实例1和实施例10‑11的比较说明，使用竹粉与海泡石热解所得的碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青的高温性能更佳；实施例1和对比例1‑2以及对比例9的比较说明，经过碱活化的一步热解所得改性橡胶沥青高温性能明显优于未经过碱活化或分步热解的改性橡胶沥青实施例1和对比例
4‑7的比较说明，实验参数的变化会对改性沥青的性能有所影响。

[0346] 对碱活化生物炭负载粘土矿物改性橡胶沥青进行烟气排放抑制测试，评价其对烟气排放的抑制能力。图1是实施例1‑13及对比例1‑9的沥青烟气排放抑制结果。不难看出，实施例1‑13和对比例1‑2以及对比例4‑9对沥青烟气排放抑制都很显著，生物质与粘土矿物质量比为1:1时，碱活化生物炭负载粘土矿物比表面积和孔隙率最大，且随着热解温度、碱溶液质量分数和碱活化时间的增加，比表面积和孔隙率会进一步增大，对沥青烟气排放的抑制能力也会更优越。

[0347] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。