CN103774537B

CN103774537B - 一种沥青路面再生方法

Info

Publication number: CN103774537B
Application number: CN201210411162.5A
Authority: CN
Inventors: 陈闯; 宁爱民; 李志军; 范思远; 张静
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2032-10-25
Also published as: CN103774537A

Abstract

本发明公开了一种沥青路面再生方法，包括如下内容：（1）对旧有沥青路面进行铣刨破碎，将旧路面材料回收至沥青罐，加热，搅拌均匀；（2）向步骤（1）的混合物中加入无机结合料和有机添加剂，搅拌均匀；（3）向步骤（2）的混合物中加入的沥青再生剂和热熔沥青，搅拌均匀，即得到再生沥青混合料；（4）将再生沥青混合料进行摊铺，压实，即完成沥青路面的再生处理。该方法工艺简单，再生效果好，成本低，适用于工业应用。本发明方法在沥青路面再生领域有着广阔的前景。

Description

一种沥青路面再生方法

技术领域

本发明涉及一种沥青路面再生方法。

背景技术

目前，我国90%以上的高等级公路在修建时均采用半刚性材料作为沥青路面基层和底基层。按照沥青路面的设计寿命（15～20年），我国目前已修建的许多公路将陆续进入修复养护阶段，如果采取传统的方法，将铣刨下来的大量废旧沥青混合料废弃，一方面造成环境污染，另一方面是对资源的极大浪费。沥青路面的再生技术是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分后，与再生剂、新沥青材料、新矿料等按一定比例重新拌和成混合料，使之能够满足一定的路用性能并用其重新铺筑路面的一套工艺技术。沥青路面的再生技术包括厂拌冷再生、现场冷再生、厂拌热再生和现场热再生技术。其中路面热再生技术可以保证再生路面较高的路用性能；路面冷再生技术作为一项绿色环保技术，但缺点是控制施工质量难度大，一般需要加铺沥青面层做罩面处理。

CN1580130A公开了一种废沥青再生剂，包括轻质油分、树脂、防老剂和抗紫外线助剂等。该废沥青再生剂可以使老化的废沥青在再生后达到原沥青技术指标要求，但该再生剂中的轻质油分易挥发，稳定性较差，并且其中未涉及再生剂对再生沥青混合料的性能影响。

CN101845227A公开了一种普通沥青再生剂及其制备和应用。该再生剂是将基质沥青、再生油、增塑剂和高温稳定剂经加热至110℃～135℃，混合、搅拌后制得。应用时先将老化沥青加热，再向其中添加制得的普通沥青再生剂，然后加热搅拌得到再生沥青。该普通沥青再生剂可以使老化沥青起到较好的再生效果，但该再生剂常温下为粘稠液体，且添加量为30%以上，增加了现场再生过程的难度，并且该发明未涉及再生剂对老化沥青混合料的再生效果。

CN1757828A公开了一种通过添加泡沫沥青实现沥青现场冷再生的方法，该方法是先在单独的沥青罐中利用高温热熔沥青添加发泡剂制备出泡沫沥青，在施工时先将混合料回收至搅拌筒，添加水泥和混合料一起混合，最后喷洒先前制备的泡沫沥青并搅拌混匀。该方法可以有效地完成沥青路面的再生，但在施工过程中需要用导热油将5t的沥青罐加热，利用高温热熔沥青生产出泡沫沥青，再完成沥青路面的再生，增大了现场施工机组的热负荷和操作难度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种沥青路面再生方法，该方法工艺简单，再生效果好，成本低，适用于工业应用。

本发明沥青路面再生方法，包括如下内容：（1）对旧有沥青路面进行铣刨破碎，将旧路面材料回收至沥青罐，加热，搅拌均匀；（2）向步骤（1）的混合物中加入无机结合料和有机添加剂，搅拌均匀；（3）向步骤（2）的混合物中加入的沥青再生剂和热熔沥青，搅拌均匀，即得到再生沥青混合料；（4）将再生沥青混合料进行摊铺，压实，即完成沥青路面的再生处理。

本发明方法中，步骤（1）的加热温度为130～170℃。

本发明方法中，步骤（3）的搅拌温度为110～150℃。

本发明方法中，无机结合料为石料、石英砂、沸石粉、活性矾土、陶粒砂、碳酸钙砂、矿粉、水泥、机制砂、粉煤灰、硅铝酸钠、活性氧化铝、蛭石、消石灰、膨润土或活性炭中的一种或多种。其中石料的粒度为10～30mm，石英砂、沸石粉、活性矾土、陶粒砂、碳酸钙砂、矿粉、水泥、机制砂、粉煤灰、硅铝酸钠、活性氧化铝、蛭石、消石灰、膨润土或活性炭的粒度小于3mm。

本发明方法中，有机添加剂为重氮乙酸乙酯、烷基醇醚羧酸钠、偶氮二甲酰胺、N,N-二亚硝基五次甲基四胺和偶氮二异丁腈中的一种或多种；其中烷基醇醚羧酸钠的结构式为R（OCH₂CH₂）_nOCH₂COONa，R为C₁₂～C₁₈的烷基，n=3～9。

本发明方法中，所述的沥青为道路石油沥青，如70号、90号和110号等道路沥青。

本发明方法中，按再生沥青混合料质量为基准，加入45%～98.6%的旧沥青路面材料，0.5%～20%的无机结合料，0.5%～20%的有机添加剂，0.2%～10%的沥青再生剂，0.2%～5%的热熔沥青。

本发明方法中，沥青再生剂以重量份计包括：椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠（DMSS）0.2～10份，脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠（MES）0.5～10份，酸0.1～3份，水77～100份。

本发明方法中，所述的椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠的结构式为RCONHCH₂CH₂OCOCHCH(SO₃Na)COONa，其中R为C₁₂～C₁₅的烷基。

本发明方法中，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠的结构式为RO(CH₂CH₂O)₃COCH₂CH(SO₃Na)COONa，其中R为C₁₂～C₁₄的烷基。

本发明方法中，所述的酸为C₁～C₆的有机弱酸或无机弱酸，有机弱酸选自甲酸、乙酸、丙酸、草酸和酒石酸中的一种或多种，无机弱酸选自硅酸、碳酸和硼酸中的一种或多种。

本发明方法中，沥青再生剂中可以根据实际应用需要加入其它添加剂，如抗剥落剂、抗老化剂和聚合物改性剂等。

本发明沥青再生剂的制备方法为：按配比将椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠和水加入容器，搅拌升温至70～90℃，加入酸，恒温搅拌，0.5～2小时，即得本发明的沥青再生剂。

本发明方法中，无机结合料具有较强吸附性，既补充了旧路面材料中相应粒度石料的缺失，同时增大了沥青与石料的结合力。本发明方法所使用的沥青再生剂中，DMSS和MES的复配性和分散性好，与有机添加剂协同作用，与老化的沥青充分交融，使凝聚起来的沥青质溶解而分散在油分中，降低了旧沥青的粘度，调节沥青的胶体结构，改善其流变性质，使沥青从脆硬状态转变为软塑形态，可以在机械力和热的作用下充分分散，与新沥青和新集料均匀混合，提高和改善再生沥青混合料的性能。本发明方法中，沥青再生剂的加入，降低了拌合温度，减少了有害气体的产生，节约了能耗。本发明方法中，所用原料易采集，生产成本低，稳定性好，对环境和人体刺激性小，易于工业应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不因此限制本发明。

实施例1

将椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠（R为C₁₅）0.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠（R为C₁₄）8.5份和水90.8份加入容器，搅拌升温至72℃，加入甲酸0.2份，恒温搅拌0.5小时，得到沥青再生剂。

对旧有沥青路面进行铣刨破碎，将旧沥青路面材料回收至沥青罐，加热至150℃，搅拌均匀。按再生沥青混合料质量为基准，向沥青罐中加入10%的石料（粒度为10～30mm）、7%的水泥（粒度小于3mm）、0.6%的重氮乙酸乙酯、0.5%的偶氮二甲酰胺，搅拌均匀，向沥青罐中以喷洒的方式加入8.5%的沥青再生剂、4.5%的热熔沥青，在115℃充分搅拌，即得到再生沥青混合料。

实施例2

将椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠（R为C₁₂）5.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠（R为C₁₂）4.5份和水89.1份加入容器，搅拌升温至80℃，加入乙酸0.9份，恒温搅拌1小时，得到沥青再生剂。

对旧有沥青路面进行铣刨破碎，将旧沥青路面材料回收至沥青罐，加热至155℃，搅拌均匀。按再生沥青混合料质量为基准，向沥青罐中加入5%的石料（粒度为10～30mm）、7%的机制砂（粒度小于3mm）、5%的偶氮二甲酰胺、1%的烷基醇醚羧酸钠（R为14，n=8），搅拌均匀，向沥青罐中以喷洒的方式加入5.5%的沥青再生剂、3%的热熔沥青，在125℃充分搅拌，即得到再生沥青混合料。

实施例3

将椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠（R为C₁₄）9份、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠（R为C₁₃）0.7份和水87.9份加入容器，搅拌升温至85℃，加入硼酸2.4份，恒温搅拌1.5小时，得到沥青再生剂。

对旧有沥青路面进行铣刨破碎，将旧沥青路面材料回收至沥青罐，加热至160℃，均匀搅拌。按再生沥青混合料质量为基准，向沥青罐中加入2%的水泥（粒度小于3mm）、3.5%的石料（粒度为10～30mm）、5%的烷基醇醚羧酸钠（R为16，n=6）、8.5%的偶氮二异丁腈，搅拌均匀，向沥青罐中以喷洒的方式加入3%的沥青再生剂、2%的热熔沥青，在135℃充分搅拌，即得到再生沥青混合料。

实施例4

将椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠（R为C₁₂）7.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠（R为C₁₅）6.5份和水84份加入容器，搅拌升温至89℃，加入丙酸2份，恒温搅拌1.5小时，得到沥青再生剂。

对旧有沥青路面进行铣刨破碎，将旧沥青路面材料回收至沥青罐，加热至165℃，搅拌均匀。按再生沥青混合料质量为基准，向沥青罐中加入0.5%的石料（粒度为10～30mm）、0.5%的矿粉（粒度小于3mm）、0.5%的水泥（粒度小于3mm）、5%的重氮乙酸乙酯，3.5%的偶氮二甲酰胺、6.5%的烷基醇醚羧酸钠（R为12，n=9）、2%的N,N-二亚硝基五次甲基四胺，搅拌均匀，向沥青罐中以喷洒的方式加入0.5%的沥青再生剂、0.5%的热熔沥青，在145℃充分搅拌，即得到再生沥青混合料。

本试验采用90A沥青，将再生沥青混合料泵送至摊铺槽进行摊铺，摊铺成型后使用轮胎式压路机进行初压，钢轮压路机进行终压，即可完成路面的再生处理。

旧沥青路面材料和再生混合料的级配见表1，将实施例1、2、3、4中得到的四种再生沥青混合料分别制成马歇尔试件，对再生混合料进行性能测试，结果见表2。

表1旧沥青路面材料和再生混合料的级配。

筛孔，mm	26.5	19	16	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
													通过质量百分率，%
旧料	100	96.7	94.0	86.8	71.6	42.6	19.5	9.3	5.4	2.3	1.3	0.8
													实施例1	100	95.4	92.8	84.0	72.6	53.7	42.0	32.7	25.9	22.5	14.9	13.0
实施例2	100	94.3	92.6	83.7	73.1	53.0	42.3	31.7	26.0	20.6	13.6	12.3
													实施例3	100	95.0	92.0	83.5	72.0	52.4	39.5	30.2	24.4	18.0	13.0	8.4
实施例4	100	94.6	93.2	84.6	73.5	51.8	37.6	29.9	24.8	17.5	12.3	7.6

表2再生混合料性能测试结果。

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	技术要求	试验方法
							稳定度，kN	6.83	6.77	6.45	6.39	＞5	T0709
残留稳定度比，%	84.5	83.6	82.8	82.0	＞75	T0709
							残留强度比，%	83.6	81.2	80.3	79.8	＞70	T0729

从表2中数据可以看出，再生混合料的稳定度、残留稳定度比以及残留强度比指标均满足技术要求。

Claims

1.一种沥青路面再生方法，其特征在于包括如下内容：（1）对旧有沥青路面进行铣刨破碎，将旧路面材料回收至沥青罐，加热，搅拌均匀；（2）向步骤（1）的混合物中加入无机结合料和有机添加剂，搅拌均匀；（3）向步骤（2）的混合物中加入的沥青再生剂和热熔沥青，搅拌均匀，即得到再生沥青混合料；（4）将再生沥青混合料进行摊铺，压实，即完成沥青路面的再生处理；沥青再生剂以重量份计包括：椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠0.2～10份，脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠0.5～10份，酸0.1～3份，水77～100份；所述的酸为C₁～C₆的有机弱酸或无机弱酸，有机弱酸选自甲酸、乙酸、丙酸、草酸和酒石酸中的一种或多种，无机弱酸选自硅酸、碳酸和硼酸中的一种或多种。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）的加热温度为130～170℃。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）的搅拌温度为110～150℃。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的无机结合料为石料、石英砂、沸石粉、活性矾土、陶粒砂、碳酸钙砂、矿粉、水泥、机制砂、粉煤灰、硅铝酸钠、活性氧化铝、蛭石、消石灰、膨润土或活性炭中的一种或多种。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的石料的粒度为10～30mm；石英砂、沸石粉、活性矾土、陶粒砂、碳酸钙砂、矿粉、水泥、机制砂、粉煤灰、硅铝酸钠、活性氧化铝、蛭石、消石灰、膨润土或活性炭的粒度小于3mm。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的有机添加剂为重氮乙酸乙酯、烷基醇醚羧酸钠、偶氮二甲酰胺、N,N-二亚硝基五次甲基四胺和偶氮二异丁腈中的一种或多种。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：烷基醇醚羧酸钠的结构式为R（OCH₂CH₂）_nOCH₂COONa，R为C₁₂～C₁₈的烷基，n=3～9。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的热熔沥青为道路石油沥青，选自70号、90号和110号道路沥青中的一种或几种。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：按再生沥青混合料质量为基准，加入45%～98.6%的旧沥青路面材料，0.5%～20%的无机结合料，0.5%～20%的有机添加剂，0.2%～10%的沥青再生剂，0.2%～5%的热熔沥青。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠的结构式为RCONHCH₂CH₂OCOCHCH(SO₃Na)COONa，其中R为C₁₂～C₁₅的烷基；所述的脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠的结构式为RO(CH₂CH₂O)₃COCH₂CH(SO₃Na)COONa，其中R为C₁₂～C₁₄的烷基。

11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：沥青再生剂的制备方法，包括如下内容：按配比将椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠和水加入容器，搅拌升温至70～90℃，加入酸，恒温搅拌，0.5～2小时，得到沥青再生剂。