CN101519286B - 一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂及其制备方法。一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂，其特征是它由重油、催化裂化油浆和渗透剂组成；各原料所占质量百分比为：重油20～45％、催化裂化油浆50～75％、渗透剂1～5％。本发明的再生剂的渗透性能优良，采用该再生剂制备的再生沥青混合料路用性能优良。

Description

一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂及其制备方法

技术领域

本发明属于道路工程中废旧沥青混合料的再生利用，具体涉及一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂及其制备方法。

背景技术

沥青路面使用一定年限后，需要进行大中修或改建，大量翻挖、铣刨下来的废旧沥青混合料将被废弃，一方面造成环境污染，另一方面浪费了大量不可再生资源，造成资源浪费和巨大的经济损失。如将废弃的旧沥青混合料，经回收、破碎、筛分后，将其与部分新集料和部分新沥青重新拌和，用于沥青路面的铺筑，不仅能够节约大量的沥青、砂石等原材料，节省工程投资，而且有利于处置废料、保护环境，因而具有显著的经济效益和社会、环境效益。然而，旧沥青混合料在长期使用过程中，在热、氧、紫外线的作用下，沥青的化学组成和胶体结构已发生了明显的变化，表现为饱和分和芳香份减少，胶质和沥青质增加，使沥青的性能劣化，再生沥青混合料的性能难以满足相关规范的要求。

为解决上述问题，在废旧沥青混合料热再生时，一般通过添加适当的再生剂，以使旧沥青混合料的性能得到较好的恢复。为此，国内外已开发了多种废旧沥青混合料再生剂，但这些再生剂在研制过程中均以人工加速老化沥青或从废旧沥青混合料中回收的老化沥青为对象，将再生剂与这些老化沥青充分混合均匀，通过性能测试来评价其再生效果。这种评价方法与实际情况差异很大。实际的废旧沥青混合料的再生过程是：经回收、破碎、筛分的旧沥青混合料预热后加入沥青拌和机中，再加入再生剂、新集料和新沥青，拌和45～60秒，出料，然后进行摊铺、碾压。由于旧沥青混合料集料表面的沥青老化后，轻组分的挥发和化学组分的转化，使沥青膜外表层的胶质、沥青质含量较高，而拌合和机中的拌合时间很短，再生剂很难在短时间内通过老化沥青膜外表层渗透进入沥青膜中，再生剂与老化沥青难以均匀混合，导致再生剂对老化沥青性能的改善作用不能充分发挥，从而使再生沥青混合料的性能难以得到较好的恢复。因此，现有各种再生剂用于旧沥青混合料的实际再生效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂及其制备方法，采用该再生剂制备的再生沥青混合料路用性能优良。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂，其特征是它由重油、催化裂化油浆和渗透剂组成；各原料所占质量百分比为：重油20～45％、催化裂化油浆50～75％、渗透剂1～5％。

所述的重油是减压重油，其软化点为35～45℃，针入度大于200。

所述的催化裂化油浆中芳香烃组份的质量含量大于55％。

所述的渗透剂是糠醛。

上述一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂的制备方法，其特征是它包括步骤如下：

1)按各原料所占质量百分比为：重油20～45％、催化裂化油浆50～75％、渗透剂1～5％，选取重油、催化裂化油浆和糠醛原料，备用；

2)分别加热重油和催化裂化油浆至120～140℃；

3)将催化裂化油浆加入重油中，开动搅拌机，在100～200rpm的转速下搅拌20～40min，保持温度为120～140℃；

4)加入糠醛，保持温度为120～140℃，在100～200rpm的转速下搅拌10～20min，得到渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂。

本发明的有益效果如下：

1)基于沥青在老化过程中，由于受热的作用，轻组分挥发，导致饱和份含量明显减少，同时受热、氧和紫外线作用，其化学组分由芳香份逐渐转化为胶质和沥青质，芳香份含量也明显减少，导致化学组成和胶体结构发生了明显变化。本发明以重油和催化裂化油浆为再生剂的主要成分，依靠重油的高饱和份含量和催化裂化油浆的高芳香烃份含量(催化裂化油浆中芳香烃组份的质量含量大于55％)来还原老化沥青的化学组成，恢复其胶体结构，从而改善其性能；采用该再生剂制备的再生沥青混合料路用性能优良。

2)依据相似相溶的原理，糠醛对含芳环物质的溶解性要大于饱和烃。由于旧沥青混合料集料表面老化沥青膜的胶质、沥青质含量较高，而胶质和沥青质以芳环结构的化合物为主，本发明在再生剂中加入适量的糠醛，利用糠醛对胶质、沥青质的良好相溶性，使再生剂容易渗透进入旧集料表面老化沥青膜中，实现在较短时间内再生剂与老化沥青之间的良好混合，从而使老化沥青的化学组成和胶体结构得到恢复，沥青混合料的性能得到很好的改善；本发明再生剂的渗透性能优良。

3)既减少了废旧沥青混合料对环境的污染，又节约了资源。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

称取已加热至130℃的重油(软化点42℃，针入度大于200)25份(质量份，下同)和已加热至130℃的芳香烃质量含量为58％的催化裂化油浆72份，在130℃±5℃温度、150rpm的转速下搅拌30min，然后加入3份糠醛，保持温度和转速继续搅拌15min，即制得渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂。

将本发明所制再生剂0.15份、旧沥青混合料29.85份、新集料67.45份和新沥青2.55份在拌和机中拌和，加料顺序及工艺为：旧沥青混合料经破碎、筛分后加热至145℃，加入已预热至150℃的再生剂，然后加入已预热至180℃的新集料和预热至150℃的新沥青，拌和55秒。制得的再生沥青混合料的马歇尔稳定度12.7kN，流值2.7mm，浸水残留稳定度90.6％，常规劈裂强度1.17MPa，冻融劈裂强度比85.6％，车辙动稳定度1520次/mm；良好的性能说明采用该再生剂制备的再生沥青混合料路用性能优良，也说明该再生剂的再生效果好，也说明本发明的再生剂具有良好的渗透性。

对比实施例1：

称取已加热至130℃的重油(软化点42℃，针入度大于200)25.8份和已加热至130℃的芳香烃质量含量为58％的催化裂化油浆74.2份，在130℃±5℃温度、150rpm的转速下搅拌30min，即制得废旧沥青混合料再生剂。将该对比实施例的再生剂0.15份、旧沥青混合料29.85份、新集料67.45份和新沥青2.55份在拌和机中拌和，加料顺序及工艺同实施例1。制得的再生沥青混合料的马歇尔稳定度11.3kN，流值2.3mm，浸水残留稳定度77.3％，常规劈裂强度1.03MPa，冻融劈裂强度比78.2％，车辙动稳定度980次/mm。

由于对比实施例1中的再生剂未掺加渗透剂，与实施例1相比，使用该对比实施例1的再生剂制备的再生沥青混合料的性能明显降低。说明对比实施例1的渗透性差，而本发明的再生剂具有良好的渗透性。

实施例2：

称取已加热至140℃的重油(软化点38℃，针入度大于200)30份和已加热至140℃的芳香烃质量含量为65％的催化裂化油浆66份，在130℃±5℃温度、140rpm的转速下搅拌30min，然后加入4份糠醛，保持温度和转速继续搅拌15min，即制得渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂。

将所制再生剂0.2份、旧沥青混合料39.8份、新集料57.7份和新沥青2.3份在拌和机中拌和，加料顺序及工艺为：旧沥青混合料经破碎、筛分后加热至145℃，加入已预热至150℃的再生剂，然后加入已预热至190℃的新集料和预热至155℃的新沥青，拌和55秒。制得的再生沥青混合料的马歇尔稳定度13kN，流值2.5mm，浸水残留稳定度87.6％，常规劈裂强度1.24MPa，冻融劈裂强度比84.7％，车辙动稳定度2413次/mm；良好的性能说明采用该再生剂制备的再生沥青混合料路用性能优良，也说明该再生剂的再生效果好，也说明本发明的再生剂具有良好的渗透性。

对比实施例2：

称取已加热至140℃的重油(软化点38℃，针入度大于200)31.3份和已加热至140℃的芳香烃质量含量为65％的催化裂化油浆68.7份，在130℃±5℃温度、140rpm的转速下搅拌30min，即制得废旧沥青混合料再生剂。将该再生剂0.2份、旧沥青混合料39.8份、新集料57.7份和新沥青2.3份在拌和机中拌和，加料顺序及工艺实施例2。制得的再生沥青混合料的马歇尔稳定度11.6kN，流值2.2mm，浸水残留稳定度76.9％，常规劈裂强度1.13MPa，冻融劈裂强度比78.7％，车辙动稳定度1624次/mm。

由于对比实施例2中的再生剂未掺加渗透剂，与实施例2相比，使用该对比实施例2的再生剂制备的再生沥青混合料的性能明显降低。说明对比实施例2的渗透性差，而本发明的再生剂具有良好的渗透性。

实施例3：

一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂的制备方法，它包括步骤如下：

1)按各原料所占质量百分比为：重油20％、催化裂化油浆75％、渗透剂5％，选取重油、催化裂化油浆和糠醛原料，备用；所述的重油是减压重油，其软化点为35℃，针入度为210；所述的催化裂化油浆中芳香烃组份的质量含量为56％；所述的渗透剂是糠醛(分子式C₅H₄O₂，又称2-呋喃甲醛)；

2)分别加热重油和催化裂化油浆至120℃；

3)将催化裂化油浆加入重油中，开动搅拌机，在100rpm(每分钟转数)的转速下搅拌20min，保持温度为120℃；

4)加入糠醛，保持温度为120℃，在100rpm的转速下搅拌10min，得到渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂。

实施例4：

一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂的制备方法，它包括步骤如下：

1)按各原料所占质量百分比为：重油45％、催化裂化油浆50％、渗透剂5％，选取重油、催化裂化油浆和糠醛原料，备用；所述的重油是减压重油，其软化点为45℃，针入度大于200；所述的催化裂化油浆中芳香烃组份的质量含量为68％；所述的渗透剂是糠醛；

2)分别加热重油和催化裂化油浆至140℃；

3)将催化裂化油浆加入重油中，开动搅拌机，在200rpm的转速下搅拌40min，保持温度为140℃；

4)加入糠醛，保持温度为140℃，在200rpm的转速下搅拌20min，得到渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂。

实施例5：

一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂的制备方法，它包括步骤如下：

1)按各原料所占质量百分比为：重油45％、催化裂化油浆54％、渗透剂1％，选取重油、催化裂化油浆和糠醛原料，备用；所述的重油是减压重油，其软化点为40℃，针入度为250；所述的催化裂化油浆中芳香烃组份的质量含量为60％；所述的渗透剂是糠醛；

2)分别加热重油和催化裂化油浆至130℃；

3)将催化裂化油浆加入重油中，开动搅拌机，在150rpm(每分钟转数)的转速下搅拌30min，保持温度为130℃；

4)加入糠醛，保持温度为130℃，在150rpm的转速下搅拌15min，得到渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂。

Claims (4)

1.一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂，其特征是它由重油、催化裂化油浆和渗透剂组成；各原料所占质量百分比为：重油20～45％、催化裂化油浆50～75％、糠醛1～5％。

2.根据权利要求1所述的一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂，其特征在于：所述的重油是减压重油，其软化点为35～45℃，针入度大于200。

3.根据权利要求1所述的一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂，其特征在于：所述的催化裂化油浆中芳香烃组份的质量含量大于55％。

4.如权利要求1所述的一种渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂的制备方法，其特征是它包括步骤如下：

1)按各原料所占质量百分比为：重油20～45％、催化裂化油浆50～75％、糠醛1～5％，选取重油、催化裂化油浆和糠醛原料，备用；

2)分别加热重油和催化裂化油浆至120～140℃；

3)将催化裂化油浆加入重油中，开动搅拌机，在100～200rpm的转速下搅拌20～40min，保持温度为120～140℃；

4)加入糠醛，保持温度为120～140℃，在100～200rpm的转速下搅拌10～20min，得到渗透性能优良的废旧沥青混合料再生剂。