CN103145376B - 废胶粉复合再生全天候道路冷补材料及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种废胶粉复合再生全天候道路冷补材料，其特征在于，包括以下组分及各组分的质量百分比为：柴油：0.9～1.2%；冷补料添加剂：0.2～0.3%；基质沥青：3.5～4.0%；废胶粉：0.5～0.8%；沥青道路铣刨废料：20～35%；矿粉：1～2%；新集料：余量。本发明同时公开了一种废胶粉复合再生全天候道路冷补材料的生产方法。本发明具有高效利用废旧轮胎和道路铣刨废料的双重优势，从而能有效的减少废旧轮胎和道路铣刨料对环境的污染，节约了资源。同时本发明提出的废胶粉复合再生全天候道路冷补材料具有生产方法简单、存储运输方便、抗车辙能力强、黏聚性能好、成型强度高、低温操作和易性能好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种废胶粉复合再生全天候道路冷补材料及其生产方法，尤其是涉及一种废胶粉和沥青道路铣刨废料再生的冷补材料及其生产方法，属于废物再生利用和冷补材料生产方法技术领域。
背景技术
随着公路运输事业的迅速发展，汽车保有量大幅度增加，每年产生的废轮胎越来越多，成为迫切需要解决的环境问题。同时在沥青路面养护、维修和改造过程中会产生大量的废料，这些废料如果不加以利用会占用大量的土地，污染环境。
沥青道路在行车荷载和雨水等作用下易产生坑槽等病害，目前修补坑槽类病害的方法主要采用热补法和冷补法。其中，冷补法最常用的修补材料为冷补料。冷补料相对热拌沥青混合料具有如下优点：（1）不受气候条件的限制，能在低温冬季和雨季施工；（2）坑槽可不经过涂刷粘层油等特殊处理；（3）不需要专门的施工人员及设备；（4）易存储，可随用随取，不会造成材料浪费；（5）修补完毕后可立即开放交通；但现有冷补料也存在如下缺点：（1）耐久性能不好，大部分坑槽采用冷补料后很短时间就会出现剥落或损坏现象；（2）目前绝大部分冷补沥青混合料采用新石料和新基质沥青，且在冷补料中需添加冷补添加剂成本较高；（3）冷补料大部分只修补2m2以下的坑槽，修补面积较小。CN101008172B专利中采用了铣刨废料，具有大大提高了再生型道路冷补料的抗车辙性能，修补面积大大增大等优点，但也存在如下不足之处：（1）仅再生道路铣刨废料，对废胶粉没有进行复合再生利用，再生效率较低；（2）道路铣刨废料中的沥青大部分已老化，因此再生型道路冷补材料黏聚性能和耐水性能降低；（3）低温操作和易性能降低。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够有效利用废胶粉和道路铣刨废料且实施简便、适用性广、经济、环保的废胶粉复合再生全天候道路冷补材料及其生产方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：
一种废胶粉复合再生全天候道路冷补材料，其特征在于，包括以下组分及各组分的质量百分比为：
柴油： 0.9～1.2%；
冷补料添加剂： 0.2～0.3%；
基质沥青： 3.5～4.0%；
废胶粉： 0.5～0.8%；
沥青道路铣刨废料：20～35%；
矿粉： 1～2%；
新集料： 余量。
其中，所述的柴油为普通0#或-10#柴油。
所述的废胶粉为通过废旧轮胎粉碎后形成的胶粉，所述的废胶粉的粒径为40～80目。
所述的沥青道路铣刨废料为沥青道路面层铣刨料，且所述的沥青道路铣刨废料的粒径为3-20mm。
所述的冷补料添加剂为棕褐色液体，比重为0.820-0.880g/cm3，粘度为0.365-0.680Pa.s，闪点≥150℃。
而所述的新集料则为玄武岩。
一种废胶粉复合再生全天候道路冷补材料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）备料：按照权利要求1所述的各组分的质量百分比准备各组分；
（2）将沥青道路铣刨废料、新集料和矿粉分别预先加热到100℃-150℃；
（3）将拌合锅预先加热到100℃-150℃；
（4）将基质沥青加热到180℃，并将废胶粉加入基质沥青之中，搅拌均匀；
（5）将柴油和冷补料添加剂在常温条件下混合均匀；
（6）将步骤（4）中制备好的废胶粉和基质沥青的混合物加入到步骤（5）所述的柴油和冷补料添加剂的混合物中，搅拌均匀，并放在100℃烘箱中保温；
（7）将步骤（6）所述的废胶粉、基质沥青、柴油和冷补料添加剂的混合物与步骤（2）中加热好的道路铣刨料、新集料和矿粉在步骤（3）所述的加热好的拌合锅中拌合均匀；
（8）出料，得到废胶粉复合再生全天候道路冷补材料。
本发明的有益效果是：
本发明所述的废胶粉复合再生全天候道路冷补材料主要用于沥青路面坑槽类病害的快速修补，与现有的坑槽类病害快速修补的冷补料相比，本发明有以下优点：
（1）本发明由于采用了铣刨废料，大大提高了冷补料的抗车辙能力；
（2）能够进行废胶粉和道路铣刨废料的复合再生利用，再生效率更高，可减少“黑色污染”和道路铣刨废料带来的巨大环境压力，充分利用能源和节约土地资源，符合资源节约型和环境友好的要求；
（3）本发明的配方中由于掺加了废胶粉，其可对沥青进行改性，大大提高了冷补料的黏聚性能和成型强度；
（4）而由于本发明的配方中还掺加了新基质沥青和废胶粉，同时大大提高了冷补料的耐水性能；
（5）本发明还具有良好的低温操作和易性；施工方便，无需配备专门的工具与设备和无需对坑槽进行特殊处理，大大降低了材料成本，提高了路面的使用质量和寿命；且生产方法简单、存储及运输方便。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明具体的介绍。
实施例1：
1、材料准备：
柴油：采用普通0#柴油。
基质沥青：采用A级70#道路石油沥青，本实施例采用的为中海油泰州厂生产的沥青。
废胶粉：采用天然橡胶含量较高的货车废旧轮胎，经过剪切破碎获得，本实施例使用的废胶粉的粒径为40目。
沥青道路铣刨废料：采用京沪高速面层铣刨废料，在使用前需将铣刨料进行过筛，筛除较大的结块铣刨料，过筛后铣刨料的粒径为：3-16mm。
矿粉：要求采用石灰岩加工的矿粉，粒径的要求为0.6mm筛孔的通过率100%，0.15mm筛孔的通过率大于90%，0.075mm筛孔的通过率大于75%。
新集料为镇江茅迪玄武岩。
冷补添加剂由南京双恒科技有限公司生产其技术指标如表1所示。
表1 冷补添加剂技术指标
以上组分及各组分的重量百分比分别为：
柴油1.0%；冷补添加剂0.2%；基质沥青3.7%；废胶粉0.6%；沥青道路铣刨废料25%；矿粉2%；新集料：67.5%。
2.将上述材料按以下方法步骤制备废胶粉复合再生全天候道路冷补材料
（1）将沥青道路铣刨料、新集料和矿粉分别预先加热到105℃；
（2）将拌和锅预先加热到105℃；
（3）将A级70#道路石油沥青加热到180℃，并将废胶粉加入A级70#道路石油沥青之中，搅拌均匀；
（4）将柴油和冷补添加剂在常温条件下混合均匀；
（5）将步骤（3）中制备好的废胶粉、沥青混合物加入步骤（4）的柴油和冷补添加剂混合物中，搅拌均匀，并放在100℃烘箱中保温；
（6）将步骤（5）所述的废胶粉、基质沥青和柴油和冷补添加剂的混合物与步骤（1）中的加热好的道路铣刨料和新集料、矿粉在步骤（2）所述的加热好的拌合锅中拌合均匀；
（7）出料装袋。
实施例2：
1、材料准备：
柴油：采用普通-10#柴油。
基质沥青：采用A级90#道路石油沥青，本实施例采用的为中海油泰州厂生产的沥青。
废胶粉：采用天然橡胶含量较高的货车废旧轮胎，经过破碎获得，本实施例使用的废胶粉的粒径为50目。
沥青道路铣刨废料：采用京沪高速面层铣刨废料，在使用前需将铣刨料进行过筛，筛除较大的结块铣刨料，过筛后铣刨料的粒径为：3-16mm。
矿粉：要求采用石灰岩加工的矿粉，粒径的要求为0.6mm筛孔的通过率100%，0.15mm筛孔的通过率大于90%，0.075mm筛孔的通过率大于75%。
新集料：镇江茅迪玄武岩。
冷补添加剂由南京双恒科技有限公司生产，其技术指标如实施例1中的表1所示。
以上组分及各组分的重量百分比分别为：柴油1.1%；冷补料添加剂0.3%；基质沥青3.9%；废胶粉0.7%；沥青道路铣刨废料22%；矿粉2%；新集料70%。
2.将上述材料按以下步骤制备废胶粉复合再生全天候道路冷补材料：
（1）将沥青道路铣刨料、新集料和矿粉预先加热到130℃；
（2）将拌和锅预先加热到130℃；
（3）将基质沥青加热到180℃，并将废胶粉加入A级90#道路石油沥青之中，搅拌均匀；
（4）将柴油和冷补添加剂在常温条件下混合均匀；
（5）将步骤（3）中制备好的废胶粉、沥青混合物加入步骤（4）的柴油和冷补添加剂混合物中，搅拌均匀，并放在100℃烘箱中保温；
（6）将步骤（5）所述的废胶粉、基质沥青和柴油和冷补添加剂的混合物与步骤（1）中的加热好的道路铣刨料和新集料、矿粉在步骤（2）所述的加热好的拌合锅中拌合均匀；
（7）出料装袋。
实施例3：
1、材料准备：
柴油，采用普通0#柴油。
基质沥青：采用70#道路石油沥青，本实施例采用的为中海油泰州厂生产的沥青。
废胶粉：采用天然橡胶含量较高的货车废旧轮胎，经过破碎获得，本实施例使用的废胶粉的粒径为80目。
沥青道路铣刨废料：采用京沪高速面层铣刨废料，在使用前需将铣刨料进行过筛，筛除较大的结块铣刨料。过筛后铣刨料的粒径为：3-20mm。
矿粉：要求采用石灰岩加工的矿粉，粒径的要求为0.6mm筛孔的通过率100%，0.15mm筛孔的通过率大于90%，0.075mm筛孔的通过率大于75%。
新集料：镇江茅迪玄武岩。
冷补添加剂由南京双恒科技有限公司生产其技术指标如实施例1中的表1所示。
以上组分及各组分的重量百分比分别为：柴油：1.2%；冷补添加剂：0.3%；基质沥青：3.7%；废胶粉：0.8%；沥青道路铣刨废料：25%；矿粉：2%；新集料：67%。
2.将上述材料按以下步骤制备废胶粉再生道路冷补材料：
（1）将沥青道路铣刨料、新集料和矿粉预先加热到150℃；
（2）将拌和锅预先加热到150℃；
（3）将基质沥青加热到180℃，并将废胶粉加入基质沥青之中，搅拌均匀；
（4）将柴油和冷补添加剂在常温条件下混合均匀；
（5）将步骤（3）中制备好的橡胶、沥青混合物加入步骤（4）的柴油和冷补添加剂混合物中，搅拌均匀，并放在100℃烘箱中保温；
（6）将步骤（5）所述的废胶粉、基质沥青和柴油和冷补添加剂的混合物与步骤（1）中的加热好的道路铣刨料和新集料、矿粉在步骤（2）所述的加热好的拌合锅中拌合均匀；
（7）出料装袋。
实施例4：
废胶粉复合再生道路冷补材料黏聚性试验。
分别将上述实施例1-3制备好的废胶粉复合再生全天候道路冷补料800g装入马歇尔试模中，放入4℃恒温室中2-3h，取出后双面各击实5次，制作试件，脱模称取试件质量（初始质量G）并迅速放在标准筛上（标准筛底部为直径305mm、筛孔为26.5mm），盖上盖，将标准筛直立并使试件沿标准筛来回滚动20次，打开盖，称取最大碎块质量（残留质量G1），计算破损率P=（1-G1/G）×100。试验结果如表2所示：
表2 黏聚性试验结果
通过表2试验结果可得废胶粉复合再生全天候道路冷补材料具有良好的黏聚性能。
实施例5：
废胶粉复合再生全天候道路冷补材料马歇尔试验。
分别称取实施例1-3制备好的混合料1180g在常温装入试模中，双面各击实50次，连同试模一起以侧面树立方式置110℃烘箱中养生24h，取出后再双面各击实25次，在连同试模在室温中竖立放置24h，脱模后在60℃恒温水槽中养生30min，进行马歇尔试验，试验结果如表3所示：
表3 马歇尔试验结果
通过表3可知：废胶粉复合再生全天候道路冷补材料具有较高的强度。
实施例6：
废胶粉复合再生全天候道路冷补材料水煮法试验。
在1000ml的干净烧杯中注入800ml左右蒸馏水,加热至微沸。分别称取250g的废胶粉复合再生道路冷补材料放入沸水中,用玻璃棒以每秒1周的速率搅拌,持续3min。停止加热并将水面上漂浮的沥青撇去以免二次裹附。（2）将水冷却至室温,倒掉水分并将湿混合料放到白纸上，目测残留沥青裹附率，试验结果如表4所示：
表4 水煮法试验结果
通过表4可知：废胶粉复合再生全天候道路冷补材料具有良好的耐水性能。
实施例7：
废胶粉复合再生全天候道路冷补材料低温操作和易性试验。
用塑料袋分别将拌制好的废胶粉复合再生全天候道路冷补材料密封好，放进-10℃的冰箱中24小时，取出后观察冷补材料有无明显的凝聚结块现象和能否用铁铲方便的拌合，试验结果如表5所示：
表5 低温操作和易性试验结果
如表5所示：废胶粉复合再生全天候道路冷补材料经-10℃冰箱冰冻后无明显的凝聚结块现象，且能用铁铲方便地拌合，具有良好的低温操作和易性。
利用本发明所述的方法生产的废胶粉复合再生全天候道路冷补材料具有高效利用废旧轮胎和道路铣刨废料的双重优势，从而能有效的减少废旧轮胎和道路铣刨料对环境的污染，节约了资源。同时本发明提出的废胶粉复合再生全天候道路冷补材料具有生产方法简单、存储运输方便、抗车辙能力强、黏聚性能好、成型强度高、低温操作和易性能好等优点。
本发明可广泛应用于各等级公路、城市道路、停车场等各种场合的路面坑槽修补，适用于沥青混凝土和水泥混凝土路面；无需配备专门的工具与设备，只需将坑槽清理干净，放入冷补料，再用小型压路机震动压实后，即可开放交通。
此外，其还能够大大降低养护成本，有效延长道路使用寿命，推迟大中修的时间；同时可有效地保证道路平整、提高车速，大大提高养护效率和通行的安全舒适性。
本发明按照上述实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.废胶粉复合再生全天候道路冷补材料，其特征在于，包括以下组分及各组分的质量百分比为：
柴油： 0.9～1.2%；
冷补料添加剂： 0.2～0.3%；
基质沥青： 3.5～4.0%；
废胶粉： 0.5～0.8%；
沥青道路铣刨废料：20～35%；
矿粉： 1～2%；
新集料： 余量。
2.根据权利要求1所述的废胶粉复合再生全天候道路冷补材料，其特征在于，所述的柴油为普通0#或-10#柴油。
3.根据权利要求1所述的废胶粉复合再生全天候道路冷补材料，其特征在于，所述的废胶粉为通过废旧轮胎粉碎后形成的胶粉。
4.根据权利要求1或3所述的废胶粉复合再生全天候道路冷补材料，其特征在于，所述的废胶粉的粒径为40～80目。
5.根据权利要求1所述的废胶粉复合再生全天候道路冷补材料，其特征在于，所述的沥青道路铣刨废料为沥青道路面层铣刨料。
6.根据权利要求1所述的废胶粉复合再生全天候道路冷补材料，其特征在于，所述的沥青道路铣刨废料的粒径为3-20mm。
7.根据权利要求1所述的废胶粉复合再生全天候道路冷补材料，其特征在于，所述的冷补料添加剂为棕褐色液体，比重为0.820-0.880g/cm3，粘度为0.365-0.680Pa.s，闪点≥150℃。
8.根据权利要求1所述的废胶粉复合再生全天候道路冷补材料，其特征在于，所述的新集料为玄武岩。
9.废胶粉复合再生全天候道路冷补材料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）备料：按照权利要求1所述的各组分的质量百分比准备各组分；
（2）将沥青道路铣刨废料、新集料和矿粉分别预先加热到100℃-150℃；
（3）将拌合锅预先加热到100℃-150℃；
（4）将基质沥青加热到180℃，并将废胶粉加入基质沥青之中，搅拌均匀；
（5）将柴油和冷补料添加剂在常温条件下混合均匀；
（6）将步骤（4）中制备好的废胶粉和基质沥青的混合物加入到步骤（5）所述的柴油和冷补料添加剂的混合物中，搅拌均匀，并放在100℃烘箱中保温；
（7）将步骤（6）所述的废胶粉、基质沥青、柴油和冷补料添加剂的混合物与步骤（2）中加热好的道路铣刨料、新集料和矿粉在步骤（3）所述的加热好的拌合锅中拌合均匀；
（8）出料，得到废胶粉复合再生全天候道路冷补材料。
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