CN104788970A - 就地热再生沥青用再生剂、混合料及其制备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及道路工程材料技术领域，具体公开一种就地热再生沥青用再生剂，包括糠醛抽出油35-50重量份、废食用油脂25-35重量份、环氧脂肪酸甲酯15-24重量份、蒸馏妥尔油5-8重量份、甲基硅油1-2重量份。本发明还公开了该再生剂的制备方法，包括该再生剂的就地热再生沥青混合料及其制备方法。本发明的再生剂成本低，使用该再生剂进行就地热再生的旧料掺配率高、拌合温度低、混合料施工性能好、抗剥落性能好。并且再生剂和混合料的制备方法简单，无需添加大型设备，特别适合应用于沥青路面再生。

Description

就地热再生沥青用再生剂、混合料及其制备

技术领域

本发明涉及道路工程材料技术领域，具体公开一种就地热再生沥青用再生剂、混合料，以及它们的制备方法。

背景技术

近年来，我国的道路建设获得了史无前例的大发展。到2015年，公路总里程达到450万公里，国家高速公路网基本建成。与此同时，由于交通量增加、车辆荷载增大或到达设计使用年限，大批道路相继进入养护维修和重建阶段。

已修建和在建的高等级公路大部分是沥青路面，传统的沥青道路维修多采用铣刨挖除面层或基层后重新摊铺的做法。沥青道路对天然石料的使用量巨大，而天然石料属于不可再生资源，我国现存的路用石料资源有限，且石料开采对生态环境破坏严重，不利于可持续发展。我国道路石油沥青含蜡量高，优质的道路石油沥青大部分依赖进口，新沥青成本高。翻修下来的大量沥青混合料运输到郊外掩埋或堆放，不仅运输成本高，还会给掩埋或堆放地造成二次污染。

沥青路面材料再生利用可有效解决上述问题，具有广阔的发展前景。就地热再生是指对旧沥青路面就地加热、翻松、拌合、摊铺、压实，一次性将旧沥青路面摊铺成型的再生技术。就地热再生因其工艺简单、施工进度快、节约资源、再生路面质量好等优点而备受关注。

然而，现有的沥青路面就地热再生技术存在着再生剂成本高、旧料掺配率低、拌合温度高、再生路面抗剥落性能较差等不足，需要生产出一种性能较好的就地热再生沥青混合料。

发明内容

本发明旨在克服现有的沥青路面就地热再生技术中存在的上述问题，提供一种改进的再生剂，及就地热再生沥青混合料。

在本发明的第一方面，提供一种就地热再生沥青用再生剂，包括以下组分：糠醛抽出油35-50重量份、废食用油脂25-35重量份、环氧脂肪酸甲酯15-24重量份、蒸馏妥尔油5-8重量份、甲基硅油1-2重量份。

一些实施例中，所述糠醛抽出油可以是减三线抽出油、减四线抽出油，或他们的混合物。

一些实施例中，所述废食用油脂可以是因化学降解或污染物累积而不再适合用于食品加工的油脂，或它们的混合物。

在本发明的另一方面，提供一种用于制备所述就地热再生沥青用再生剂的方法，包括步骤：加温废食用油脂至80-90℃；将环氧脂肪酸甲酯、蒸馏妥尔油、甲基硅油混入废食用油脂，并保温搅拌以形成混合物；加温所述混合物至90-110℃，并加入糠醛抽出油，搅拌，形成所述再生剂。

一些实施例中，所述再生剂可以被保温在70℃。

在本发明的再一方面，提供一种就地热再生沥青混合料，包括以下组分：回收沥青路面材料50-70重量份、新矿料30-50重量份、新沥青1.5-3.0重量份、抗剥落剂0.5-1重量份，以及本发明所述的就地热再生沥青用再生剂，其用量为所述回收沥青路面材料中旧沥青重量的6％。

在本发明的再另一方面，提供一种用于制备所述就地热再生沥青混合料的方法，包括步骤：拌合新矿料、新沥青、抗剥落剂，得到新混合料，并控制其到场温度为140-160℃；对符合就地热再生设计的沥青路面进行大面积连续加热，使路面平均温度高于120℃；加热铣刨机，铣刨旧沥青路面，同时喷洒混合本发明所述的再生剂，形成再生旧混合料；加热拌合新混合料与再生旧混合料，形成就地热再生沥青混合料。

一些实施例中，所述就地热再生沥青混合料的摊铺温度可以是120-130℃。

本发明通过的就地热再生沥青用再生剂成本低廉，利用该再生剂就地热再生沥青路面，旧料掺配率高、再生路面抗剥落性能好。

具体实施方式

本发明公开一种就地热再生沥青用再生剂，包括以下组分：糠醛抽出油35-50重量份、废食用油脂25-35重量份、环氧脂肪酸甲酯15-24重量份蒸馏妥尔油5-8重量份、甲基硅油1-2重量份。

糠醛抽出油含有丰富的芳香分和饱和分，可稀释调和老化的旧沥青，提高旧沥青中的溶剂组分含量，在沥青质周围重新形成良好的溶剂化层，达到老化沥青再生的作用。

废食用油脂富含游离脂肪酸，可通过氢键作用、酸碱作用、π-π共轭、电荷转移等吸附在沥青质颗粒表面。其较长的亲油链使得沥青质互相分散，有利于溶剂组分进入，大大增强再生沥青态体系的稳定性。且废植物油的应用可有效解决餐饮业废油脂排放超标的问题，并能有效降低再生剂成本。

本发明使用的废食用油脂为由于化学降解破坏原有脂肪酸和维生素等营养成分或由于苯类、酮类、丙烯醛等污染物累积，而不再适合用于食品加工的油脂。经脱除游离甘油和水处理后，游离脂肪酸含量大于40％的废食用油脂可用于制备本发明的再生剂。

环氧脂肪酸甲酯具有良好的分散性和润滑性，可提高老化沥青再生速率，且性能稳定，具有良好的抗老化作用。蒸馏妥尔油主要由松香酸和部分不饱和脂肪酸组成，起到增溶分散作用同时提高再生沥青的抗老化性。甲基硅油在再生剂生产应用中起到消泡作用，且因其表面张力小，可有效防治再生剂喷洒口堵塞。

本发明的再生剂再生效率高，在用于就地热再生沥青时，能够提高旧料掺配率、降低拌合温度，同时还能维持再生沥青混合料的使用性能。

本发明的再生剂可以通过如下方法制备。

首先，加温废食用油脂至80-90℃，该操作可以在反应釜中进行。然后将环氧脂肪酸甲酯、蒸馏妥尔油、甲基硅油混入废食用油脂，并保温搅拌以形成混合物。例如可以将放有废食用油脂的反应釜在搅拌环境中添加环氧脂肪酸甲酯、蒸馏妥尔油和甲基硅油，保温搅拌20-30min。最后，加温所述混合物至90-110℃，并加入糠醛抽出油，搅拌，形成所述再生剂。例如将反应釜中的混合物加温适当温度后，加入糠醛抽出油，搅拌3-5min后出料。

本发明的再生剂可以被保温在70℃，以对沥青路面进行就地热再生。

根据本发明的就地热再生施工工艺，亦即根据本发明的就地热再生沥青混合料的制备方法如下。

首先，拌合新矿料、新沥青、抗剥落剂，得到新混合料。新混合料的到场温度应被控制在140-160℃。然后，对符合就地热再生设计的沥青路面进行大面积连续加热，使路面平均温度高于120℃。例如可以对沥青路面清除浮尘，用沥青路面热再生加热机对路基完好、路面破损的沥青路面进行大面积的连续加热，以满足再生施工工艺的要求，保证翻松时骨料不会被打碎。

接着，加热铣刨机，铣刨旧沥青路面，同时喷洒混合本发明的再生剂，形成再生旧混合料。铣刨机搅拌、翻松，是旧混合料与再生剂充分混合。最后，加热拌合新混合料与再生旧混合料，形成就地热再生沥青混合料。例如可以将新混合料添加到复拌机料斗中，启动复拌机再次加热旧再生混合料，并将其与新混合料拌合。混合均匀后即为就地热再生沥青混合料。本发明的就地热再生沥青混合料的摊铺温度可以是120-130℃。

需要说明的是，制备方法中各个步骤的顺序仅用于说明本发明的一个实施例，而非对本发明的限制。在实践允许的情况下，制备方法中的各步骤的顺序可以调整。例如拌合新混合料的操作与加热要被再生的沥青路面的操作可以同时进行，或以其他顺序进行。

本发明的就地热再生沥青混合料中，各组分的配比为：回收沥青路面材料50-70重量份、新矿料30-50重量份、新沥青1.5-3.0重量份、抗剥落剂0.5-1重量份，以及上述再生剂，其用量为回收沥青路面材料中旧沥青重量的6％。

可见，使用本发明的再生剂就地热再生沥青路面，提高了混合料中旧料(即回收沥青路面材料)的掺配率。抗剥落剂可提高就地热再生沥青混合料的抗水损害性，延长再生沥青路面的使用寿命。

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

在某二级公路上实施了本发明高性能就地热再生沥青混合料及其制备方法。

实施例A：制备就地热再生沥青用再生剂。

将废食用油脂放进反应釜中，加温至80-90℃；将放有废食用油脂的反应釜在搅拌环境中添加环氧脂肪酸甲酯、蒸馏妥尔油和甲基硅油，保温搅拌20-30min；将反应釜中的混合物加温至90-110℃后加入糠醛抽出油，搅拌3-5min后出料。将再生剂优选地保温在70℃。

再生剂中各组分的配比如下表1所示。

表1：就地热再生沥青用再生剂配方

按相应试验标准方法，来测定本发明的就地热再生沥青用再生剂的性能，结果如下表2所示。

表2：就地热再生沥青用再生剂性能试验结果

可见，本发明的再生剂富含芳香分，且对老化沥青的再生作用效果显著。

实施例B：制备就地热再生沥青混合料

将新矿料、新沥青、抗剥落剂拌合得到新混合料，新混合料到场温度控制在140-160℃。

路面预处理。将符合就地热再生设计要求的该二级沥青路面用森林灭火器吹去浮尘。

旧沥青路面铣刨。用沥青路面热再生加热机对该沥青路面进行大面积的连续加热，使路面平均温度高于120℃，满足再生施工工艺的要求，保证翻松时骨料不会被打碎。加热铣刨机，铣刨旧沥青路面同时喷洒再生剂，铣刨机搅拌、翻松使旧混合料料与再生剂充分混合。

混合料制备。将新沥青混合料添加到复拌机料斗中，启动复拌机对旧混合料进行再次加热并与新沥青混合料拌合，混合均匀后即为就地热再生沥青混合料，摊铺温度为120-130℃。

就地热再生沥青混合料中各组分的配比如下表3所示。

表3：就地热再生沥青混合料配方

按相应试验标准方法，来测定本发明的就地热再生沥青用再生剂的性能，结果如下表4所示。

表4：就地热再生沥青混合料性能试验结果

可见，本发明的就地热再生沥青混合料的各项性能均达到规范要求。经对比试验发现，当回收沥青路面材料掺量同为50％时，使用本发明再生剂的就地热再生混合料(实施例B1)的性能试验结果明显优于AR2000再生混合料。说明本发明的就地热再生混合料的高温性能、低温性能、水稳性能优于AR2000再生混合料。

当回收沥青路面材料掺量为50％和60％时，使用本发明再生剂的就地热再生混合料(实施例B1、B2)的高温性能、低温性能、水稳性能优于AC-20I新拌混合料。

当回收沥青路面材料掺量为70％时，使用本发明再生剂的就地热再生混合料(实施例B3)的马歇尔稳定度稍低于AC-20I新拌混合料，亦即本发明的就地热再生混合料的高温性能稍低于后者，但其他性能优势明显。

使用本发明再生剂的就地热再生混合料的沥青剥落程度远小于AR2000再生混合料和AC-20I新拌混合料。说明本发明的就地热再生混合料的抗剥落性能远高于AR2000再生混合料和AC-20I新拌混合料。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种就地热再生沥青用再生剂，其特征在于，包括以下组分：糠醛抽出油35-50重量份、废食用油脂25-35重量份、环氧脂肪酸甲酯15-24重量份、蒸馏妥尔油5-8重量份、甲基硅油1-2重量份。

2.如权利要求1所述的再生剂，其特征在于，所述糠醛抽出油为减三线抽出油、减四线抽出油，或他们的混合物。

3.如权利要求1所述的再生剂，其特征在于，所述废食用油脂为因化学降解或污染物累积而不再适合用于食品加工的油脂，或它们的混合物。

4.一种用于制备权利要求1-3所述的就地热再生沥青用再生剂的方法，其特征在于，包括步骤：

加温废食用油脂至80-90℃；

将环氧脂肪酸甲酯、蒸馏妥尔油、甲基硅油混入废食用油脂，并保温搅拌以形成混合物；

加温所述混合物至90-110℃，并加入糠醛抽出油，搅拌，形成所述再生剂。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述再生剂被保温在70℃。

6.一种就地热再生沥青混合料，其特征在于，包括以下组分：回收沥青路面材料50-70重量份、新矿料30-50重量份、新沥青1.5-3.0重量份、抗剥落剂0.5-1重量份，以及权利要求1-3所述的就地热再生沥青用再生剂，其用量为所述回收沥青路面材料中旧沥青重量的6％。

7.一种用于制备权利要求6所述的就地热再生沥青混合料的方法，其特征在于，包括步骤：

拌合新矿料、新沥青、抗剥落剂，得到新混合料，并控制其到场温度为140-160℃；

对符合就地热再生设计的沥青路面进行大面积连续加热，使路面平均温度高于120℃；

加热铣刨机，铣刨旧沥青路面，同时喷洒混合权利要求1-3所述的再生剂，形成再生旧混合料；

加热拌合新混合料与再生旧混合料，形成就地热再生沥青混合料。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述就地热再生沥青混合料的摊铺温度为120-130℃。