CN105271948A - 高ra掺量的沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及沥青混合料及其制备方法，具体为高RA掺量的沥青混合料及其制备方法，解决现有混合料RA掺量低，改性剂价格贵、成本大的问题，方案：由30~60%的沥青回收料，7~10%的废机油，3.5~5.5%的高密度聚乙烯塑料，1.6~5%的新沥青，20~55%的新集料构成。方法：依照《规程》对旧路面铣刨并粉碎；阿布森法得出老化沥青含量Aold；马歇尔试验确定最佳沥青用量A；废机油掺入沥青回收料中，加热搅拌融合；高密度聚乙烯塑料粉碎后加入上述混合物中，加热搅拌；新沥青及新集料加入沥青回收料中，加热搅拌均匀。优点：1、沥青回收料利用率大，降低成本；2、废机油、废弃的高密度聚乙烯塑料废物利用，缩减成本，减轻环境污染；3、性能可达到《规程》要求的各项指标。

Description

高RA掺量的沥青混合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及沥青混合料及其制备方法，具体为高RA掺量的沥青混合料及其制备方法。
背景技术
道路路面在使用一定年限后，需要对路面进行维护，首先要将原有路面铲除，重新铺设沥青。原有路面铲起后，所含的沥青回收料（RecycleAsphalt，简称RA）在进行加工处理后可重复使用。目前，可在RA中添加一定量的还原剂和改性剂，并加入新的沥青料制备成沥青混合料。但由于所用的还原剂和改性剂大多由工厂生产，使用成本较高，且使用此类改性剂和还原剂后，所需掺入的新沥青用量仍然较大，对RA利用率不高。针对以上问题，急需研制一种能够充分利用沥青回收料，并且生产成本低廉的沥青混合料。
发明内容
本发明解决现有沥青混合料中RA掺量低，改性剂价格昂贵、生产成本大的问题，提供一种高RA掺量的沥青混合料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：高RA掺量的沥青混合料，由30~60%质量分数的沥青回收料，7~10%质量分数的废机油，3.5~5.5%质量分数的高密度聚乙烯塑料，1.6~5%质量分数的新沥青，20~55%质量分数的新集料构成。沥青回收料为公路大修时回收并粉碎得到，其中包含老化沥青以及旧集料。废机油可起到软化老化沥青、提高互溶性的作用。高密度聚乙烯塑料可增加沥青胶结稳定性、提高沥青与集料的粘附性。在30~60%含量的沥青回收料范围内，经大量沥青软化点和针入度试验测算，废机油含量在7~10%范围内，高密度聚乙烯塑料含量在3.5~5.5%范围内时，制备的沥青混合料各项性能指标均可以满足《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（以下简称《规程》）要求。若沥青回收料添加量小于30%，并不能起到大量利用回收料的效果，而大于60%的沥青回收料添加量，会导致制备的沥青混合料性能指标大幅下降，再向其内添加改性剂并不能将其性能提高至《规程》要求范围内。新集料由粗集料、细集料、填料按照一定比例混合而成，其相互配比按照《规程》（JTGE20-2011）中相关规定配制，此为本领域技术人员的公知常识，在此不做赘述。
高RA掺量的沥青混合料制备方法，是通过以下操作步骤实现的：
a、根据实际施工需求，依照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》对原有旧路面进行铣刨并对其进行粉碎；
b、采用阿布森法回收沥青回收料中的老化沥青并称重，得出沥青回收料中所含老化沥青的含量Aold；
c、通过马歇尔试验方法确定沥青混合料的最佳沥青用量A；
d、将沥青混合料7~10%质量分数的废机油掺入沥青混合料30~60%质量分数的沥青回收料中，使用低剪切搅拌器将二者的混合物在160℃温度下搅拌融合6-10分钟；
e、将沥青混合料3.5~5.5%质量分数的高密度聚乙烯塑料粉碎后加入步骤d制得的混合物中，在180℃温度下用低剪切搅拌器加热搅拌60-100分钟得到改性后的沥青回收料；
f、将A-Aold（即沥青混合料的1.6~5%质量分数）量的新沥青以及沥青混合料20~55%质量分数的新集料加入改性后的沥青回收料中，用低剪切搅拌器加热搅拌均匀得到高RA掺量的沥青混合料。
根据《规程》规定，结合实际施工路面层级需要对原有旧路面进行铣刨，并将其粉碎。然后采用阿布森法可测得回收RA中的老化沥青含量百分比，再通过计算可得实际需要制备的沥青混合料中添加的沥青回收料中所含的老化沥青的含量Aold。马歇尔试验是确定沥青混合料最佳油石比的试验。其试验过程是对样品在规定的温度和湿度等条件下标准击实，测定沥青混合料的稳定度和流值等指标，经一系列计算后，分别绘制出油石比与稳定度、流值、密度、空隙率、饱和度的关系曲线，最后确定出沥青混合料的最佳油石比。根据最终确定的最佳油石比通过计算，可得到添加的沥青总量A。则A-Aold（即沥青混合料的1.6~5%质量分数）则是需要添加的新沥青的含量。同理可得添加新集料的总量，然后根据《规程》及图1可配制实际需要的相应比例的新集料。依次向沥青回收料中加入废机油和粉碎后的高密度聚乙烯塑料，对沥青回收料中的老化沥青进行改性，以实现软化老化沥青、提高互溶性、增加老化沥青胶结稳定性、提高老化沥青与集料的粘附性的目的。添加的新集料中包含粗集料、细集料以及填料，三者之间的相互比值以及新集料占沥青混合料的比重可根据马歇尔试验方法以及《规程》中对于不同路面等级以及铺设路面层级的规定计算和试验得出，此种确定配比的方法为本领域通用做法，属于现有技术的范畴，在此不做过多叙述。
本发明与现有技术相比具有以下优点：1、沥青回收料利用率大，大大缩减了新材料的投入，降低了生产成本；2、添加的沥青回收料改性剂为废机油、废弃的高密度聚乙烯塑料，二者均为废物重新利用，不但缩减生产成本，还对废物加以利用，减轻了环境污染；3、利用废机油和高密度聚乙烯塑料可对沥青回收料进行改性，配制的沥青混合料性能可达到《规程》要求的各项指标。
附图说明
图1为本发明制备的沥青混合料的级配表；表征最终沥青混合料的级配分布情况；
图2为本发明制备的沥青混合料车辙实验结果；
图3为本发明制备的沥青混合料残留稳定度实验结果；
图4为本发明制备的沥青混合料冻融劈裂强度实验结果；以上三项实验结果为评价沥青混合料性能的重要指标，由实验结果看均符合《规程》要求。
具体实施方式
实施例一：高RA掺量的沥青混合料，由30%质量分数的沥青回收料，7%质量分数的废机油，5%质量分数的高密度聚乙烯塑料，3%质量分数的新沥青，55%质量分数的新集料构成。
高RA掺量的沥青混合料制备方法，是通过以下操作步骤实现的：
a、根据实际施工需求，依照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》对原有旧路面进行铣刨并对其进行粉碎；
b、采用阿布森法回收沥青回收料中的老化沥青并称重，得出沥青回收料中所含老化沥青的含量Aold；
c、通过马歇尔试验方法确定沥青混合料的最佳沥青用量A；
d、将沥青混合料7%质量分数的废机油掺入沥青混合料30%质量分数的沥青回收料中，使用低剪切搅拌器将二者的混合物在160℃温度下搅拌融合6分钟；
e、将沥青混合料5%质量分数的高密度聚乙烯塑料粉碎后加入步骤d制得的混合物中，在180℃温度下用低剪切搅拌器加热搅拌80分钟得到改性后的沥青回收料；
f、将A-Aold量的新沥青以及沥青混合料55%质量分数的新集料加入改性后的沥青回收料中，用低剪切搅拌器加热搅拌均匀得到高RA掺量的沥青混合料。
实施例二：高RA掺量的沥青混合料，由60%质量分数的沥青回收料，8%质量分数的废机油，4%质量分数的高密度聚乙烯塑料，2%质量分数的新沥青，26%质量分数的新集料构成。
高RA掺量的沥青混合料制备方法，是通过以下操作步骤实现的：
a、根据实际施工需求，依照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》对原有旧路面进行铣刨并对其进行粉碎；
b、采用阿布森法回收沥青回收料中的老化沥青并称重，得出沥青回收料中所含老化沥青的含量Aold；
c、通过马歇尔试验方法确定沥青混合料的最佳沥青用量A；
d、将沥青混合料8%质量分数的废机油掺入沥青混合料60%质量分数的沥青回收料中，使用低剪切搅拌器将二者的混合物在160℃温度下搅拌融合8分钟；
e、将沥青混合料4%质量分数的高密度聚乙烯塑料粉碎后加入步骤d制得的混合物中，在180℃温度下用低剪切搅拌器加热搅拌60分钟得到改性后的沥青回收料；
f、将A-Aold量的新沥青以及沥青混合料26%质量分数的新集料加入改性后的沥青回收料中，用低剪切搅拌器加热搅拌均匀得到高RA掺量的沥青混合料。
实施例三：高RA掺量的沥青混合料，由59.5%质量分数的沥青回收料，10%质量分数的废机油，5.5%质量分数的高密度聚乙烯塑料，5%质量分数的新沥青，20%质量分数的新集料构成。
高RA掺量的沥青混合料制备方法，是通过以下操作步骤实现的：
a、根据实际施工需求，依照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》对原有旧路面进行铣刨并对其进行粉碎；
b、采用阿布森法回收沥青回收料中的老化沥青并称重，得出沥青回收料中所含老化沥青的含量Aold；
c、通过马歇尔试验方法确定沥青混合料的最佳沥青用量A；
d、将沥青混合料10%质量分数的废机油掺入沥青混合料59.5%质量分数的沥青回收料中，使用低剪切搅拌器将二者的混合物在160℃温度下搅拌融合10分钟；
e、将沥青混合料5.5%质量分数的高密度聚乙烯塑料粉碎后加入步骤d制得的混合物中，在180℃温度下用低剪切搅拌器加热搅拌90分钟得到改性后的沥青回收料；
f、将A-Aold量的新沥青以及沥青混合料20%质量分数的新集料加入改性后的沥青回收料中，用低剪切搅拌器加热搅拌均匀得到高RA掺量的沥青混合料。
实施例四：高RA掺量的沥青混合料，由40%质量分数的沥青回收料，8.9%质量分数的废机油，3.5%质量分数的高密度聚乙烯塑料，1.6%质量分数的新沥青，46%质量分数的新集料构成。
高RA掺量的沥青混合料制备方法，是通过以下操作步骤实现的：
a、根据实际施工需求，依照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》对原有旧路面进行铣刨并对其进行粉碎；
b、采用阿布森法回收沥青回收料中的老化沥青并称重，得出沥青回收料中所含老化沥青的含量Aold；
c、通过马歇尔试验方法确定沥青混合料的最佳沥青用量A；
d、将沥青混合料8.9%质量分数的废机油掺入沥青混合料40%质量分数的沥青回收料中，使用低剪切搅拌器将二者的混合物在160℃温度下搅拌融合7分钟；
e、将沥青混合料3.5%质量分数的高密度聚乙烯塑料粉碎后加入步骤d制得的混合物中，在180℃温度下用低剪切搅拌器加热搅拌100分钟得到改性后的沥青回收料；
f、将A-Aold量的新沥青以及沥青混合料46%质量分数的新集料加入改性后的沥青回收料中，用低剪切搅拌器加热搅拌均匀得到高RA掺量的沥青混合料。
实施例五：高RA掺量的沥青混合料，由46%质量分数的沥青回收料，7.5%质量分数的废机油，4.5%质量分数的高密度聚乙烯塑料，4%质量分数的新沥青，38%质量分数的新集料构成。
高RA掺量的沥青混合料制备方法，是通过以下操作步骤实现的：
a、根据实际施工需求，依照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》对原有旧路面进行铣刨并对其进行粉碎；
b、采用阿布森法回收沥青回收料中的老化沥青并称重，得出沥青回收料中所含老化沥青的含量Aold；
c、通过马歇尔试验方法确定沥青混合料的最佳沥青用量A；
d、将沥青混合料7.5%质量分数的废机油掺入沥青混合料46%质量分数的沥青回收料中，使用低剪切搅拌器将二者的混合物在160℃温度下搅拌融合9分钟；
e、将沥青混合料4.5%质量分数的高密度聚乙烯塑料粉碎后加入步骤d制得的混合物中，在180℃温度下用低剪切搅拌器加热搅拌70分钟得到改性后的沥青回收料；
f、将A-Aold量的新沥青以及沥青混合料38%质量分数的新集料加入改性后的沥青回收料中，用低剪切搅拌器加热搅拌均匀得到高RA掺量的沥青混合料。

Claims (2)

1.一种高RA掺量的沥青混合料，其特征在于：由30~60%质量分数的沥青回收料，7~10%质量分数的废机油，3.5~5.5%质量分数的高密度聚乙烯塑料，1.6~5%质量分数的新沥青，20~55%质量分数的新集料构成。
2.高RA掺量的沥青混合料制备方法，是通过以下操作步骤实现的：
a、根据实际施工需求，依照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》对原有旧路面进行铣刨并对其进行粉碎；
b、采用阿布森法回收沥青回收料中的老化沥青并称重，得出沥青回收料中所含老化沥青的含量Aold；
c、通过马歇尔试验方法确定沥青混合料的最佳沥青用量A；
d、将沥青混合料7~10%质量分数的废机油掺入沥青混合料30~60%质量分数的沥青回收料中，使用低剪切搅拌器将二者的混合物在160℃温度下搅拌融合6-10分钟；
e、将沥青混合料3.5~5.5%质量分数的高密度聚乙烯塑料粉碎后加入步骤d制得的混合物中，在180℃温度下用低剪切搅拌器加热搅拌60-100分钟得到改性后的沥青回收料；
f、将A-Aold量的新沥青以及沥青混合料20~55%质量分数的新集料加入改性后的沥青回收料中，用低剪切搅拌器加热搅拌均匀得到高RA掺量的沥青混合料。
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