CN107162522A - 一种利用废弃机油残留物的稀浆封层及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用废弃机油残留物的稀浆封层及其施工方法，该结构层的重量份配比为：集料100份，硅酸盐水泥或消石灰2份，水6份，沥青胶结料10份，废弃机油残留物6份，添加剂0.2份，施工方法由清扫路面、放样划线、摊铺、初期养护、质量检验组成。经过大量室内研究试验，结果表明，该结构层路用性能指标完全符合交通运输部部颁标准要求，而且具有抗渗水能力突出、粘结力强的特点。同时本发明结构层能够有效利用具有较强环境危害的旧机油处理行业产生的工业废渣，替代部分沥青胶结材料，节能环保，有利于经济社会的可持续发展，可广泛应用于城市道路、机场道路和公路等路面的预防性养护工程领域。

Description

一种利用废弃机油残留物的稀浆封层及其施工方法

技术领域

本发明属于城市道路、机场道路和公路等的路面技术领域，具体涉及到一种利用废弃机油残留物的预防性养护稀浆封层及其施工方法。

背景技术

截至2016年年底，我国高速公路通车里程已达13万公里，全国公路通车总里程达到450多万公里，已经从“建设为主”阶段转入“建设与养护并重”阶段。及时的预防性养护不仅能够提高路面服务质量，而且能够降低全寿命周期内的养护成本。稀浆封层是将适当级配的乳化沥青、粗细集料、水、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)和添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上形成的薄层。乳化沥青稀浆封层属于一种预防性养护施工方法，旧的沥青路面经常出现裂缝和坑洼，当表面受到磨损后，在路面上用乳化沥青稀浆封层混合料摊铺成薄层，并使其尽快固化，从而使旧有沥青路面的功能得以恢复，防止发生进一步破坏。

国外稀浆封层的使用寿命普遍超过5年，而我国稀浆封层的使用寿命普遍只有2～3年，甚至更短。究其原因，是因为通常情况下稀浆封层采用的普通乳化沥青仅能起到胶结作用，并不能对原有路面发生老化的旧沥青性能进行恢复或再生，新旧沥青未发生有效融合可能导致新铺筑的封层与原路面粘结力不足，进而影响其使用性能与使用寿命。

伴随着机动车、飞机等交通工具的剧增，我国每年仅交通行业就产生2500至3000万吨废弃机油，因此，国家环保局已将废弃机油列为21世纪环保领域主要控制的三大重点之一。机油在使用过程中由于添加剂的消耗、氧化、磨损产物和污染物混入，以及水分吸收等导致其功能下降，进而失效报废成为废弃机油。目前，发达工业国家大多通过超滤、离心分离、分子蒸馏、絮凝处理和溶剂精制等工艺将REO生产成燃料油或润滑油，实现绝大部分废弃机油的再生利用。通过这些工艺一般能将70～80％的废弃机油进行有效回收利用，剩余的20～30％由于混入的杂质较多无法有效回收而成为真正的废弃机油残留物。近年以来，国内对于废旧机油的回收利用率正在快速增加，但是大量废弃机油残留物被直接废弃，造成了资源浪费和环境污染。因此，废弃机油残留物的有效回收利用已成为我国亟需攻克的一大难题。

机油和道路建设常用的沥青都是石油经过不同提炼工序后得到的产物，二者虽然来自相同的原料，但是却具有不同的化学组分。机油主要由基础油和添加剂组成，基础油一般由原油提炼而成，其组成一般为烷烃、环烷烃、芳烃、环烷基芳烃以及含氧、氮、硫的有机化合物；添加剂一般包括清洁剂、驱散剂、抗氧化剂、防锈剂和抗腐蚀剂等。沥青是由带有不同长短侧链的直链烷烃和带有多个取代基的环烷与芳香稠环所组成的复杂大分子混合物。尽管机油和沥青的组成成分不完全一样，但其组分之间具有较好的相容性。

将废弃机油残留物代替部分胶结材料即乳化沥青，以适当的方式加入到稀浆封层中形成一种新型的废弃机油残留物稀浆封层，能够通过渗透对原路面旧沥青进行再生，改善新旧路面的粘结性能，提高稀浆封层的使用性能和使用寿命。该技术不仅可以大量回收利用废弃机油残留物，减轻环境污染压力，实现可持续发展，而且利用其铺筑的废弃机油残留物稀浆封层可以广泛用于沥青路面的预防性养护工程，提高工程质量，降低工程造价。因此，经济效益、社会效益及环境效益显著，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于回收利用一种具有较强环境危害的工业废渣，替代部分沥青胶结材料，提供一种成本较低、施工简单易行、各项性能良好的利用废弃机油残留物的稀浆封层。

本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种利用废弃机油残留物的稀浆封层的施工方法。

本发明的技术方案如下：

一种利用废弃机油残留物的稀浆封层，该结构层是由下述质量份配比的原料铺筑而成：

上述的集料是粒径为0.075～9.5mm的石灰岩或花岗岩或玄武岩或辉绿岩；水是人畜饮用水；沥青胶结料是由道路石油沥青制成的阳离子或阴离子乳化沥青或改性乳化沥青；废弃机油残留物是废机油回收加工后产生的工业废渣；添加剂是硫酸铝或氯化钙或聚乙烯醇或羧甲基纤维素或阳离子丁苯聚合胶乳PC-1468。

本发明的利用废弃机油残留物的稀浆封层所用原料优选质量份配比为：

本发明的利用废弃机油残留物的稀浆封层所用原料最佳质量份配比为：

本发明的利用废弃机油残留物的稀浆封层的施工方法，包括步骤如下：

(1)清扫路面

清扫路面上的松散材料、泥土、杂草、油污以及其他杂物；施工时，应对路面上的检查井、阀门箱及其他公用设施遮盖，防止污染；

(2)放样划线

沿摊铺方向划出控制线；

(3)摊铺

将稀浆摊铺车开至施工起点，对准控制线，放下摊铺箱，调整摊铺箱使其周边与原路面贴紧，按本发明废弃机油残留物稀浆封层的重量份配比将集料、沥青胶结料、废弃机油残留物、填料、水和添加剂注入摊铺箱内，并摊铺在路面上；

(4)初期养护

禁止一切车辆和行人通行，当抗滑磨耗层的粘聚力大于2.0N·M时，开放交通；

(5)质量检验

按交通运输部发布的《公路路基路面现场测试规程》JTG E60-2008进行检测，检验合格后移交使用。

本发明采用废弃机油残留物代替部分沥青胶结料拌制稀浆混合料并摊铺形成稀浆封层，该封层可以广泛用于已有沥青路面的预防性养护工程，不仅具有粘结性能好、耐久性突出的特点，恢复了沥青路面的表面功能，延长其使用寿命，而且还能大量回收利用废机油加工行业产生的废渣即废弃机油残留物，降低了道路养护成本。废弃机油残留物在道路工程中的应用解决了制约废机油加工行业发展的瓶颈问题，大大节约了加工成本，减轻了环境和资源压力。废弃机油残留物的二次有效利用，不仅实现废机油加工处理行业的可持续发展，还能节约道路工程材料，促进公路养护的发展，经济效益、社会效益和环境效益显著。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

以集料的总质量为100kg为例，铺筑利用废弃机油残留物的稀浆封层所用原料及其质量配比如下：

上述的集料是粒径为0.075～9.5mm的石灰岩；水是人畜饮用水；沥青胶结料是由道路石油沥青制成的改性乳化沥青；废弃机油残留物是废机油回收加工后产生的液体工业废渣；添加剂是硫酸铝。

上述利用废弃机油残留物的稀浆封层的铺筑方法为：

(1)清扫路面

清扫路面上的松散材料、泥土、杂草、油污以及其他杂物；施工时，应对路面上的检查井、阀门箱及其他公用设施遮盖，防止污染；

(2)放样划线

沿摊铺方向划出控制线；

(3)摊铺

将稀浆摊铺车开至施工起点，对准控制线，放下摊铺箱，调整摊铺箱使其周边与原路面贴紧，按本发明废弃机油残留物稀浆封层的重量份配比将集料、沥青胶结料、废弃机油残留物、填料、水和添加剂注入摊铺箱内，并摊铺在路面上；

(4)初期养护

禁止一切车辆和行人通行，当抗滑磨耗层的粘聚力大于2.0N·M时，开放交通；

(5)质量检验

按交通运输部发布的《公路路基路面现场测试规程》JTG E60-2008进行检测，检验合格后移交使用。

实施例2

以集料的总质量为100kg为例，铺筑利用废弃机油残留物的稀浆封层所用原料及其质量配比如下：

上述的集料、硅酸盐水泥或消石灰、水、沥青胶结料、废弃机油残留物、添加剂与实施例1相同；施工方法与实施例1相同。

实施例3

以集料的总质量为100kg为例，铺筑利用废弃机油残留物的稀浆封层所用原料及其质量配比如下：

上述的集料、硅酸盐水泥或消石灰、水、沥青胶结料、废弃机油残留物、添加剂与实施例1相同；施工方法与实施例1相同。

实施例4

以集料的总质量为100kg为例，铺筑利用废弃机油残留物的稀浆封层所用原料及其质量配比如下：

上述的集料、硅酸盐水泥或消石灰、水、沥青胶结料、废弃机油残留物、添加剂与实施例1相同；施工方法与实施例1相同。

实施例5

以集料的总质量为100kg为例，铺筑利用废弃机油残留物的稀浆封层所用原料及其质量配比如下：

上述的集料、硅酸盐水泥或消石灰、水、沥青胶结料、废弃机油残留物、添加剂与实施例1相同；施工方法与实施例1相同。

实施例6

以集料的总质量为100kg为例，铺筑利用废弃机油残留物的稀浆封层所用原料及其质量配比如下：

上述的集料、硅酸盐水泥或消石灰、水、沥青胶结料、废弃机油残留物、添加剂与实施例1相同；施工方法与实施例1相同。

实施例7

以集料的总质量为100kg为例，铺筑利用废弃机油残留物的稀浆封层所用原料及其质量配比如下：

上述的集料、硅酸盐水泥或消石灰、水、沥青胶结料、废弃机油残留物、添加剂与实施例1相同；施工方法与实施例1相同。

实施例8

以集料的总质量为100kg为例，铺筑利用废弃机油残留物的稀浆封层所用原料及其质量配比如下：

上述的集料、硅酸盐水泥或消石灰、水、沥青胶结料、废弃机油残留物、添加剂与实施例1相同；施工方法与实施例1相同。

实施例9

以集料的总质量为100kg为例，铺筑利用废弃机油残留物的稀浆封层所用原料及其质量配比如下：

上述的集料、硅酸盐水泥或消石灰、水、沥青胶结料、废弃机油残留物、添加剂与实施例1相同；施工方法与实施例1相同。

为了验证本发明的有益效果，申请人采用常用AC-13沥青混凝土配合比以交通部部颁标准《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中的T0703-2011试件成型方法成型试件，采用本发明实施例1～9的原料配比在试件上面进行了摊铺，摊铺后进行了测试，并与未采用废弃机油残留物的相同沥青结合料剂量稀浆封层相关指标比较各种试验情况如下：

1、路面抗滑值检测

测试仪器：摆式摩擦仪，由江苏省沭阳科兴公路仪器有限公司生产；橡胶片、标准量尺、路面温度计市售、皮尺，市售。

(1)检测方法

按交通部《公路工程质量检验评定标准》进行检测。

(2)检测结果

检测结果见表1。

表1 路面抗滑值检测结果表

由表1可见，实施例1～9的原料配比拌制的利用废弃机油残留物的稀浆封层抗滑值指标满足国家部颁技术标准的要求。

2、路面构造深度测定

测试仪器：人工铺砂仪，由江苏省沭阳科兴公路仪器有限公司生产；量砂，粒径0.15～0.3mm；钢板尺、钢卷尺，市售。

(1)检测方法

按交通部《公路工程质量检验评定标准》进行检测。

(2)检测结果

检测结果见表2。

表2 路面构造深度结果表

由表2可见，实施例1～9的原料配比拌制的利用废弃机油残留物的稀浆封层构造深度指标满足国家部颁技术标准的要求。

3、渗水系数测试

测试仪器：渗水系数仪。

(1)检测方法

按交通部《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行检测。

(2)检测结果

测试结果见表3。

表3 渗水系数测试结果表

由表3可见，实施例1～9的原料配比拌制的利用废弃机油残留物的稀浆封层渗水系数指标明显优于未采用废弃机油残留物的相同沥青结合料剂量混合料。

4、湿轮磨耗试验

试验仪器：湿轮磨耗仪，山东路达公路仪器公司生产。

(1)检测方法

按交通部部颁标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行检测。

(2)检测结果

检测结果见表4。

表4 湿轮磨耗试验结果表

由表4可见，按照实施例1～9原料配比拌制的稀浆封层浸水1h湿轮磨耗值指标明显优于未采用废弃机油残留物的相同沥青结合料剂量稀浆封层，说明掺加废弃机油残留物能够显著增强稀浆封层的粘结性能。

综合利用废弃机油残留物的稀浆封层路面抗滑值、构造深度、渗水系数试验及湿轮磨耗试验结果，铺筑本发明利用废弃机油残留物的稀浆封层所用原料优选质量份配比为：

铺筑本发明利用废弃机油残留物的稀浆封层所用原料最佳质量份配比为：

Claims (4)

1.一种利用废弃机油残留物的稀浆封层，其特征在于由下述质量份配比的原料铺筑成：

上述的集料是粒径为0.075～9.5mm的石灰岩或花岗岩或玄武岩或辉绿岩；水是人畜饮用水；沥青胶结料是由道路石油沥青制成的阳离子或阴离子乳化沥青或改性乳化沥青；废弃机油残留物是废机油回收加工后产生的工业废渣；添加剂是硫酸铝或氯化钙或聚乙烯醇或羧甲基纤维素或阳离子丁苯聚合胶乳PC-1468。

2.根据权利要求1所述的利用废弃机油残留物的稀浆封层，其特征在于由下述质量份配比的原料铺筑成：

3.根据权利要求1所述的一种利用废弃机油残留物的稀浆封层，其特征在于由下述质量份配比的原料铺筑成：

4.一种权利要求1所述的利用废弃机油残留物的稀浆封层的施工方法，其特征在于是由下述步骤组成：

(1)清扫路面

清扫路面上的松散材料、泥土、杂草、油污以及其他杂物；施工时，应对路面上的检查井、阀门箱及其他公用设施遮盖，防止污染；

(2)放样划线

沿摊铺方向划出控制线；

(3)摊铺

将稀浆摊铺车开至施工起点，对准控制线，放下摊铺箱，调整摊铺箱使其周边与原路面贴紧，按本发明废弃机油残留物稀浆封层的重量份配比将集料、沥青胶结料、废弃机油残留物、填料、水和添加剂注入摊铺箱内，并摊铺在路面上；

(4)初期养护

禁止一切车辆和行人通行，当抗滑磨耗层的粘聚力大于2.0N·M时，开放交通；

(5)质量检验

按交通运输部发布的《公路路基路面现场测试规程》JTG E60-2008进行检测，检验合格后移交使用。