CN106633950A - 一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环保领域中的废弃物回收再利用方向，具体涉及一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料及其制备方法。一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料，其特征在于它是由包含废旧沥青混合料、废胶粉以及废食用油基再生剂通过复掺、加热、拌合制备而成，废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的16~22%，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的8%~12%。该方法工艺简单、经济环保，所得到混合料的性能优良。
Description
技术领域
本发明属于环保领域中的废弃物回收再利用方向，具体涉及一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料及其制备方法。
背景技术
一方面，我国公路网的日趋完善，公路维修与重建将逐渐占据主导地位，废旧沥青混合料的再生利用日益受到重视；另一方面，汽车工业的发展和汽车保有量的迅速增加，我国面临发达国家早已遇到的废轮胎带来的环境问题。为了改善再生混合料的路用性能，实现资源回收利用，采用干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料具有明显的社会、经济和环境效益。当前，国内外废胶粉改性沥青混合料主要有干拌和湿拌两种技术手段。湿法改性效果明显，但需要增设橡胶沥青现场生产设备，能耗大、效率低、工艺复杂，而干拌法能很好地克服这些问题，因此干拌法在实际工程应用中具有更广阔的前景。
中国专利CN 102585529 A“利用废食用油配制的再生剂及其制备过程”中提到了利用废食用油配制沥青再生剂的制备工艺，有效地实现了废食用油的回收利用，但缺乏对再生混合料性制备工艺及性能研究。中国专利CN 103709769 A“一种利用废旧轮胎制备改性道路沥青的方法”提到了利用废旧轮胎改性道路沥青的方法，但该方法侧重改性新拌合的沥青混合料，而不是针对废旧沥青混合料的再生利用。中国专利CN 103145176 A“废胶粉复合再生全天候道路冷补材料及其生产方法”提到了一种利用废胶粉和废旧沥青混合料的方法，但该方法不适用于铺筑大面积再生路面，同时再生效果也有待改善。
发明内容
本发明的目的是提供了一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料及其制备方法，该方法工艺简单、经济环保，所得到混合料的性能优良。
为实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料，其特征在于它是由包含废旧沥青混合料、废胶粉、废食用油基再生剂通过复掺、加热、拌合制备而成，废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的16～22％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的8％～12％。
所述废旧沥青混合料是由路面养护或维修过程产生，经破碎并按照《公路工程集料试验规程》中T0302-2005筛分试验进行筛分处理，其中筛子孔径为0.075mm～31.5mm的套筛。
所述废胶粉是由废旧轮胎经清洗、切割、压圈、磨粉、磁选等工艺制备而成，其细度为20～80目。
所述废食用油再生剂是由餐饮废油、劣质动植物油或变质动植物油经过滤、脱水、除臭工艺处理而得到，其水分及其它挥发物量不大于0.2％(质量)，粘度不大于0.05Pa·s。
上述一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)对废旧沥青混合料取样分析出：废旧沥青混合料中沥青的质量百分含量；
按废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的16～22％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的8％～12％，选取废旧沥青混合料、废胶粉和废食用油基再生剂；
2)预热废旧沥青混合料：将经过破碎、筛分处理的废旧沥青混合料置于135℃±5℃的烘箱中预热1.5～2h；
3)预拌和废旧沥青混合料：将预热完成的废旧沥青混合料置于180℃±5℃的拌锅中干拌30s；
4)添加废胶粉：将称量准确的废胶粉加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合60s；
5)添加废食用油基再生剂：将称量准确的废食用油基再生剂加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合90s，拌合完成；
6)烘箱焖料：将拌和完成的混合料置于180℃±5℃的烘箱中焖制1～1.5h，得到混合料；
7)混合料成型：混合料采用马歇尔击实仪进行成型，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0702-2011击实法将混合料制作成马歇尔试件，马歇尔试件由击实锤击实次数为75次，击实锤质量为4536g±9g，成型温度为165℃～175℃，得到干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料。
干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料的性能检测：水稳定性检测。
以废胶粉和废食用油分别作为改性剂和再生剂，对废旧沥青混合料进行复合再生。其中废食用油对废旧沥青的组分调节作用是再生混合料的基础，而改性过程的关键在于废胶粉对轻质油份的吸收和溶胀作用。胶粉溶胀作用占主导地位，胶粉与沥青形成疏松絮状结构，增加了混合料的内摩擦角且不易析油，改善了混合料的路用性能。因此采用干拌法废胶粉改性废食用油再生沥青混合料理论上完全可行。
本发明充分利用了废旧沥青混合料、废胶粉以及废食用油三种废弃资源，并能生产出性能良好的沥青混合料，对废弃物的合理资源化利用和社会发展的可持续性具有重要的现实意义。从经济效益分析，该技术降低路面造价30％左右；从技术方面分析，目前国内已具备较成熟的热再生技术。
综上所述，本发明所述的干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料，在改善再生沥青混合料路用性能的前提下，充分利用了废胶粉以和废食用油，实现了废旧沥青混合料的回收利用。
本发明具有以下有益效果：
1.添加废胶粉有效地改善了再生沥青混合料水稳定性。
2.采用干拌法废胶粉改性，制备工艺简单、易于实施、生产效率高。
3.实现了废食用油、废胶粉以及废旧沥青混合料的回收利用，减少了再生剂、新沥青、新集料的使用，具有明显的经济和环保效益。
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述本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料(或称：干拌法废胶粉改性废食用油热再生AC-13沥青混合料，应用于上面层)，它是包含由废旧沥青混合料、废胶粉和废食用油基再生剂通过复掺、加热、拌合制备而成，废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的18％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的10％。
根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)的要求，废旧沥青混合料(废旧AC-13沥青混合料)筛分结果见表1。
表1废旧AC-13沥青混合料筛分结果
所述废旧沥青混合料是由路面养护或维修过程产生，经破碎并按照《公路工程集料试验规程》中T0302-2005筛分试验进行筛分处理，其中筛子孔径为0.075mm～19mm的套筛。
所述废胶粉是由废旧轮胎经清洗、切割、压圈、磨粉、磁选等工艺制备而成，其细度为60目。
所述废食用油再生剂是由餐饮废油、劣质动植物油或变质动植物油经过滤、脱水、除臭工艺处理而得到，其水分及其它挥发物量不大于0.2％(质量)，粘度不大于0.05Pa·s。
上述一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料的制备方法，它包括如下步骤：
1)对废旧沥青混合料取样分析出：废旧沥青混合料中沥青的质量百分含量；
按废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的16～22％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的8％～12％，选取废旧沥青混合料、废胶粉和废食用油基再生剂；
2)预热废旧沥青混合料：将经过破碎、筛分处理的废旧沥青混合料置于135℃±5℃的烘箱中预热1.5～2h；
3)预拌和废旧沥青混合料：将预热完成的废旧沥青混合料置于180℃±5℃的拌锅中干拌30s；
4)添加废胶粉：将称量准确的废胶粉加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合60s；
5)添加废食用油基再生剂：将称量准确的废食用油基再生剂加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合90s，拌合完成；
6)烘箱焖料：将拌和完成的混合料置于180℃±5℃的烘箱中焖制1～1.5h，得到混合料；
7)混合料成型：混合料采用马歇尔击实仪进行成型，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0702-2011击实法制作的马歇尔试件，其击实次数为75次，击实锤质量为4536g±9g，成型温度为165℃～175℃，得到干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料。
干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料的性能检测：水稳定性检测。
这里主要针对其水稳性进行检测主要是由于废胶粉掺入进行改性后，根据理论分析以及参考橡胶沥青混合料性能可知由于胶粉本身的性质，可吸收应变，并恢复形变所以其抗疲劳性能、低温性能等均有明显改善，而由于胶粉的掺入，使得沥青粘附性变差，其水稳定性可能变差。然而实验表明干拌法废胶粉改性废食用油再生沥青混合料的水稳性能有所提高，故以此为研究重点。
水稳定性检验，进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来检验设计沥青混合料的水稳定性，实验结果如表2、表3所示。从表2、表3中可以看到改性再生沥青混合料具有良好的水稳定性能，改善了再生混合料水稳定性，达到规范要求。
表2浸水马歇尔稳定度试验结果
表3冻融劈裂试验结果
实施例2：
一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料(或称：干拌法废胶粉改性废食用油热再生AC-20沥青混合料，应用于中面层)，它是由包含废旧沥青混合料、废胶粉和废食用油基再生剂通过复掺、加热、拌合制备而成，废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的18％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的10％。
根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)的要求，废旧沥青混合料筛分结果见表4。
表4废旧AC-20筛分及合成级配
所述废旧沥青混合料是由路面养护或维修过程产生，经破碎并按照《公路工程集料试验规程》中T0302-2005筛分试验进行筛分处理，筛子孔径为0.075mm～26.5mm的套筛。
所述废胶粉是由废旧轮胎经清洗、切割、压圈、磨粉、磁选等工艺制备而成，其细度为60目。
所述废食用油再生剂是由餐饮废油、劣质动植物油或变质动植物油经过滤、脱水、除臭工艺处理而得到，其水分及其它挥发物量不大于0.2％(质量)，粘度不大于0.05Pa·s。
上述一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料(或称：干拌法废胶粉改性废食用油热再生AC-20沥青混合料，应用于中面层)的制备方法，它包括如下步骤：
1)对废旧沥青混合料取样分析出：废旧沥青混合料中沥青的质量百分含量；
按废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的18％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的10％，选取废旧沥青混合料、废胶粉和废食用油基再生剂；
2)预热废旧沥青混合料：将经过破碎、筛分处理的废旧沥青混合料置于135℃±5℃的烘箱中预热1.5～2h；
3)预拌和废旧沥青混合料：将预热完成的废旧沥青混合料置于180℃±5℃的拌锅中干拌30s；
4)添加废胶粉：将称量准确的废胶粉加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合60s；
5)添加废食用油基再生剂：将称量准确的废食用油基再生剂加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合90s，拌合完成；
6)烘箱焖料：将拌和完成的混合料置于180℃±5℃的烘箱中焖制1～1.5h，得到混合料；
7)混合料成型：混合料采用马歇尔击实仪进行成型，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0702-2011击实法制作的马歇尔试件，其击实次数为75次，击实锤质量为4536g±9g，成型温度为165℃～175℃，得到干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料。
干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料的性能检测：水稳定性检测。
水稳定性检验，进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来检验设计沥青混合料的水稳定性，实验结果如表5、表6所示。从表5、表6中可以看到改性再生沥青混合料具有良好的水稳定性能，改善了再生混合料水稳定性，达到规范要求。
表5浸水马歇尔稳定度试验结果
表6冻融劈裂试验结果
实施例3：
一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料(或称：干拌法废胶粉改性废食用油热再生AC-25沥青混合料，应用于上面层)，它是包含由废旧沥青混合料、废胶粉和废食用油基再生剂通过复掺、加热、拌合制备而成，废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的18％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的10％。
根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)的要求，废旧沥青混合料筛分结果见表7。
表7废旧AC-25筛分及合成级配
所述废旧沥青混合料是由路面养护、维修过程产生，经破碎并按照《公路工程集料试验规程》中T0302-2005筛分试验进行筛分处理，其中筛子孔径为0.075mm～31.5mm的套筛。
所述废胶粉是由废旧轮胎经清洗、切割、压圈、磨粉、磁选等工艺制备而成，细度为60目废胶粉。
所述废食用油基再生剂是所述废食用油基再生剂是所述废食用油再生剂是由餐饮废油、劣(变)质动植物油等经过滤、脱水、除臭等工艺处理后得到，其水分及其它挥发物量不大于0.2％，粘度不大于0.05Pa·s。
上述一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料的制备方法，它包括如下步骤：
1)对废旧沥青混合料取样分析出：废旧沥青混合料中沥青的质量百分含量；
按废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的16～22％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的8％～12％，选取废旧沥青混合料、废胶粉和废食用油基再生剂；
2)预热废旧沥青混合料：将经过破碎、筛分处理的废旧沥青混合料置于135℃±5℃的烘箱中预热1.5～2h；
3)预拌和废旧沥青混合料：将预热完成的废旧沥青混合料置于180℃±5℃的拌锅中干拌30s；
4)添加废胶粉：将称量准确的废胶粉加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合60s；
5)添加废食用油基再生剂：将称量准确的废食用油基再生剂加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合90s，拌合完成；
6)烘箱焖料：将拌和完成的混合料置于180℃±5℃的烘箱中焖制1～1.5h，得到混合料；
7)混合料成型：混合料采用马歇尔击实仪进行成型，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0702-2011击实法制作的马歇尔试件，其击实次数为75次，击实锤质量为4536g±9g，成型温度为165℃～175℃，得到干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料。
干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料的性能检测：水稳定性检测。水稳定性检验，进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来检验设计沥青混合料的水稳定性，实验结果如表8、表9所示。从表8、表9中可以看到改性再生沥青混合料具有良好的水稳定性能，改善了再生混合料水稳定性，达到规范要求。
表8浸水马歇尔稳定度试验结果
表9冻融劈裂试验结果
实施例4：
一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料，它是由废旧沥青混合料、废胶粉、废食用油基再生剂通过复掺、加热、拌合制备而成，废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的16％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的8％。
所述废旧沥青混合料是由路面养护或维修过程产生，经破碎并按照《公路工程集料试验规程》中T0302-2005筛分试验进行筛分处理，筛子孔径为0.075mm～19mm的套筛。
所述废胶粉是由废旧轮胎经清洗、切割、压圈、磨粉、磁选等工艺制备而成，其细度为20目。
所述废食用油再生剂是由餐饮废油、劣质动植物油或变质动植物油经过滤、脱水、除臭工艺处理而得到，其水分及其它挥发物量不大于0.2％(质量)，粘度不大于0.05Pa·s。
上述一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料的制备方法，它包括如下步骤：
1)对废旧沥青混合料取样分析出：废旧沥青混合料中沥青的质量百分含量；
按废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的16～22％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的8％～12％，选取废旧沥青混合料、废胶粉和废食用油基再生剂；
2)预热废旧沥青混合料：将经过破碎、筛分处理的废旧沥青混合料置于135℃±5℃的烘箱中预热1.5～2h；
3)预拌和废旧沥青混合料：将预热完成的废旧沥青混合料置于180℃±5℃的拌锅中干拌30s；
4)添加废胶粉：将称量准确的废胶粉加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合60s；
5)添加废食用油基再生剂：将称量准确的废食用油基再生剂加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合90s，拌合完成；
6)烘箱焖料：将拌和完成的混合料置于180℃±5℃的烘箱中焖制1～1.5h，得到混合料；
7)混合料成型：混合料采用马歇尔击实仪进行成型，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0702-2011击实法制作的马歇尔试件，其击实次数为75次，击实锤质量为4536g±9g，成型温度为165℃～175℃，得到干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料。
干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料的性能检测：水稳定性检测，结果显示本发明性能优良。
实施例5：
一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料，它是由废旧沥青混合料、废胶粉、废食用油基再生剂通过复掺、加热、拌合制备而成，废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的22％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的12％。
所述废旧沥青混合料是由路面养护或维修过程产生，经破碎并按照《公路工程集料试验规程》中T0302-2005筛分试验进行筛分处理，筛子孔径为0.075mm～19mm的套筛。
所述废胶粉是由废旧轮胎经清洗、切割、压圈、磨粉、磁选等工艺制备而成，其细度为80目。
所述废食用油再生剂是由餐饮废油、劣质动植物油或变质动植物油经过滤、脱水、除臭工艺处理而得到，其水分及其它挥发物量不大于0.2％(质量)，粘度不大于0.05Pa·s。
上述一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料的制备方法，它包括如下步骤：
1)对废旧沥青混合料取样分析出：废旧沥青混合料中沥青的质量百分含量；
按废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的16～22％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的8％～12％，选取废旧沥青混合料、废胶粉和废食用油基再生剂；
2)预热废旧沥青混合料：将经过破碎、筛分处理的废旧沥青混合料置于135℃±5℃的烘箱中预热1.5～2h；
3)预拌和废旧沥青混合料：将预热完成的废旧沥青混合料置于180℃±5℃的拌锅中干拌30s；
4)添加废胶粉：将称量准确的废胶粉加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合60s；
5)添加废食用油基再生剂：将称量准确的废食用油基再生剂加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合90s，拌合完成；
6)烘箱焖料：将拌和完成的混合料置于180℃±5℃的烘箱中焖制1～1.5h，得到混合料；
7)混合料成型：混合料采用马歇尔击实仪进行成型，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0702-2011击实法制作的马歇尔试件，其击实次数为75次，击实锤质量为4536g±9g，成型温度为165℃～175℃，得到干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料。
干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料的性能检测：水稳定性检测，结果显示本发明性能优良。
本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
Claims (6)
1.一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料，其特征在于它是由包含废旧沥青混合料、废胶粉、废食用油基再生剂通过复掺、加热、拌合制备而成，废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的16～22％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的8％～12％。
2.根据权利要求1所述一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料，其特征在于：所述废旧沥青混合料是由路面养护或维修过程产生，经破碎、筛分工艺处理而得到。
3.根据权利要求1所述一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料，其特征在于：所述废胶粉是由废旧轮胎经清洗、切割、压圈、磨粉、磁选制备而成，其细度为20～80目。
4.根据权利要求1所述一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料，其特征在于：所述废食用油再生剂是由餐饮废油、劣质动植物油或变质动植物油经过滤、脱水、除臭工艺处理而得到，其水分及其它挥发物量不大于0.2％(质量)，粘度不大于0.05Pa·s。
5.如权利要求1所述的一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)对废旧沥青混合料取样分析出：废旧沥青混合料中沥青的质量百分含量；
按废胶粉的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的16～22％，废食用油基再生剂的加入量为废旧沥青混合料中沥青质量的8％～12％，选取废旧沥青混合料、废胶粉和废食用油基再生剂；
2)预热废旧沥青混合料：将经过破碎、筛分处理的废旧沥青混合料置于135℃±5℃的烘箱中预热1.5～2h；
3)预拌和废旧沥青混合料：将预热完成的废旧沥青混合料置于180℃±5℃的拌锅中干拌30s；
4)添加废胶粉：将称量准确的废胶粉加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合60s；
5)添加废食用油基再生剂：将称量准确的废食用油基再生剂加入拌锅，保持拌和温度180℃±5℃继续拌合90s，拌合完成；
6)烘箱焖料：将拌和完成的混合料置于180℃±5℃的烘箱中焖制1～1.5h，得到混合料；
7)混合料成型：混合料制作成马歇尔试件，马歇尔试件由击实锤击实次数为75次，击实锤质量为4536g±9g，成型温度为165℃～175℃，得到干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料。
6.根据权利要求5所述的一种干拌法废胶粉改性废食用油热再生沥青混合料的制备方法，其特征在于，马歇尔试件是按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0702-2011击实法制作得到。
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