CN107201045A - 废旧沥青混合料常温再生改性剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧沥青混合料常温再生改性剂及其制备方法,具体地,废旧沥青混合料常温再生改性剂包括重量配比如下的各组分:橡胶油0~30份;轻馏分油30~60份;聚合物5~10份;交联剂2~5份;表面活性剂1~5份。该再生改性剂用于再生沥青混合料生产,RAP掺配率高,拌合温度低、再生沥青混合料路用性能好。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程材料领域,特别涉及一种废旧沥青混合料常温再生改性剂及其制备方法。
背景技术
随着我国公路建设事业的蓬勃发展,交通量不断增长,我国许多较早修建的沥青路面在繁重交通压力作用下已不堪重负,按照这些路面的设计寿命和实际使用情况,不少高等级公路已经进入或接近大修期。据估算,从现在起每年约有12%的沥青路面需要翻修。同时,由于各个资源大省对高等级公里运力要求的不断提升,我国近年来相继开展了一定数量的高等级公路的改建拓宽工程。
无论是沥青里面的大中修,还是改建、扩建都会产生大量的废旧沥青混合料(RAP)。据统计,我国每年因沥青路面大中修与拓宽工程产生的废旧沥青混合料超过3500万立方米,而这一数量还将以每年15%的速度增长,10年之后,每年产生的旧沥青混合料将达到1000万吨。如此规模的废旧材料的堆积、废弃与降解,将加剧日益严重的环境压力和资源问题。因此,如何对这些回收的废弃沥青混合料进行高效的利用,是我国公路行业迫切需要解决的技术重点与难点问题。
目前对沥青路面再生效果最好的是厂拌热再生技术,但由于该技术要求沥青混合料的拌合温度较高,RAP的加热温度要到160℃以上,需要增加专用的加热滚筒,设备改造成本高昂,此外现有厂拌热再生技术RAP利用率不超过30%,严重制约了该技术的应用,同时也限制了对RAP的二次利用。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种废旧沥青混合料常温再生改性剂及其制备方法。该再生改性剂用于再生沥青混合料生产,RAP掺配率高,拌合温度低、再生沥青混合料的路用性能好。
基于上述目的,本发明提供的一种废旧沥青混合料常温再生改性剂,包括重量配比如下的各组分:
橡胶油0~30份;
轻馏分油30~60份;
聚合物5~10份;
交联剂2~5份;
表面活性剂1~5份。
优选地,所述橡胶油是环烷基橡胶油,其环烷烃重量含量不小于40%,芳香烃重量含量不大于2%,100℃运动粘度8~12mm2/s。
可选地,所述环烷基橡胶油包括但不限于KN4010、KN4008、KN4006、K10H中的一种或者多种。
优选地,所述轻馏分油是碳原子数在4~22之间的烷烃或环烷烃的纯物质或混合物,其闪点不小于55℃,芳香烃重量含量不大于1%。
可选地,所述聚合物是丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、丁苯橡胶(SBR)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)中的一种或几种。对于寒区选用SBR、SBS,对于温区选用SBS,对于热区推荐选用SBS、PE、PP。
可选地,所述交联剂为硫磺、多硫化物和含多硫键的有机化合物中的一种或几种。
可选地,所述表面活性剂为阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或几种。
基于相同的发明构思,本发明还提供了一种制备上述的废旧沥青混合料常温再生改性剂的方法,包括以下步骤:
1)将聚合物和轻馏分油加入搅拌釜中,15~40℃,搅拌溶解12~48h;
2)搅拌釜中加入橡胶油、交联剂、表面活性剂,继续搅拌20~40min,所得液体混合料即所述废旧沥青混合料常温再生改性剂。
基于相同的发明构思,本发明还提供了一种使用上述的废旧沥青混合料常温再生改性剂生产再生沥青混合料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将所述废旧沥青混合料常温再生改性剂加入到新沥青中,搅拌20~40min,或者通过循环泵反复循环4~6h;
2)温度为110℃,加入废旧沥青混合料和新集料,拌合时间30~60s。
本发明还提供了一种上述的废旧沥青混合料常温再生改性剂在废旧沥青混合料的再生中的用途。
本发明具有以下优点:
1、材料安全环保,废旧沥青混合料常温再生改性剂闪点不低于80℃,苯、甲苯等含苯挥发分含量不高于1%;
2、无需特殊生产设备,生产工艺简单,无污染;
3、再生沥青混合料的生产温度低,无需对原有拌合楼进行改造,RAP掺配率不低于50%。
综上,本发明提供的废旧沥青混合料常温再生改性剂用于再生沥青混合料生产,无需对常规沥青混合料拌合楼进行改造,RAP掺配率高,拌合温度低、再生混合料使用性能好;同时该常温再生改性剂闪点高、挥发分有害成分含量极低,材料安全环保,制备方法简单,无需大型设备,特别适合应用于沥青路面的再生。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进一步详细说明。
实施例1:
废旧沥青混合料常温再生改性剂的制备配方:
制备方法:
1)将一定重量份的聚合物SBS4303、SBR1502和轻馏分油(汽油、柴油)混合物加入搅拌釜中,25℃,搅拌溶解,搅拌溶解时间48h;
2)于步骤1)搅拌釜中加入环烷基橡胶油KN4010(环烷烃含量>40%,运动粘度10mm2/s)、交联剂(硫磺)、表面活性剂(非离子表面活性剂AC-25),继续搅拌40min,所得液体混合料即所述废旧沥青混合料常温再生改性剂。
实施例2:
废旧沥青混合料常温再生改性剂的制备配方:
制备方法:
参照实施例1方法制备本实施例废旧沥青混合料常温再生改性剂,不同的是步骤1)的搅拌溶解时间为24小时;步骤2)的搅拌时间为30min。
实施例3:
废旧沥青混合料常温再生改性剂的制备配方:
制备方法:
参照实施例1方法制备废旧沥青混合料常温再生改性剂,不同的是步骤1)省略,直接将轻馏分油(煤油和汽油)、环烷基橡胶油KN4010(环烷烃含量>40%,运动粘度10mm2/s)、交联剂(硫磺)、表面活性剂(非离子表面活性剂AC-25)加入到搅拌釜中,搅拌温度为25℃,搅拌20min,所得液体混合料即所述废旧沥青混合料常温再生改性剂。
实施例4:
使用根据实施例1至3所制备获得的废旧沥青混合料常温再生改性剂,进行沥青路面再生。
再生沥青混合料(级配类型AC-16,含RAP的最佳油石比4.3%)的掺配比例见表1。其中,
再生混合料1(使用实施例1中的废旧沥青混合料常温再生改性剂)所用RAP的油石比为3.0%;
再生混合料2(使用实施例2中的废旧沥青混合料常温再生改性剂)所用RAP的油石比为3.5%;
再生混合料3(使用实施例3中的废旧沥青混合料常温再生改性剂)所用RAP的油石比为4.0%。
表1再生沥青混合料的掺配比例
再生沥青混合料的生产步骤同常规沥青混合料的生产步骤,废旧沥青混合料常温再生改性剂提前加入到新沥青中搅拌30min(也可通过循环泵反复循环4~6h即可),RAP和新集料的加入温度为110℃,拌合时间45s。再生沥青混合料1-3的路用性能试验结果见表2:
表2再生沥青混合料的路用性能试验结果
可见,使用实施例1-3中的废旧沥青混合料常温再生改性剂再生改性,其中,RAP的利用率不低于50%,再生沥青混合料的性能满足各项技术要求,闪点不低于80℃,苯、甲苯等含苯挥发分含量不高于1%。
综上,本发明提出的废旧沥青混合料常温再生改性剂,在90~120℃下就可拌合,温度低,RAP上的沥青流动性差,基本不粘附加热滚筒筒壁,采用原有设备就可以完成再生沥青混合料的生产,且该再生改性剂可以对RAP中的老化沥青起到很好的再生效果,再生沥青混合料的RAP利用率大于50%,实现了公路行业废旧材料的高效回收利用,同时还大大节约了燃油等能源消耗,降低了CO2等温室气体排放,将产生可观的经济效益和社会效益。
本领域技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。因此,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种废旧沥青混合料常温再生改性剂,其特征在于,包括重量配比如下的各组分:
橡胶油 0~30份;
轻馏分油 30~60份;
聚合物 5~10份;
交联剂 2~5份;
表面活性剂 1~5份。
2.根据权利要求1所述的废旧沥青混合料常温再生改性剂,其特征在于,所述橡胶油为环烷基橡胶油,其环烷烃的重量含量不小于40%,芳香烃的重量含量不大于2%,100℃运动粘度8~12mm2/s。
3.根据权利要求2所述的废旧沥青混合料常温再生改性剂,其特征在于,所述环烷基橡胶油包括但不限于KN4010、KN4008、KN4006、K10H中的一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的废旧沥青混合料常温再生改性剂,其特征在于,所述轻馏分油是碳原子数在4~22之间的烷烃或环烷烃的纯物质或混合物,其闪点不小于55℃,芳香烃重量含量不大于1%。
5.根据权利要求1所述的废旧沥青混合料常温再生改性剂,其特征在于,所述聚合物是丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡胶、聚乙烯、聚丙烯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的废旧沥青混合料常温再生改性剂,其特征在于,所述交联剂为硫磺、多硫化物和含多硫键的有机化合物中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的废旧沥青混合料常温再生改性剂,其特征在于,所述表面活性剂为阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或几种。
8.制备如权利要求1至7中任一项所述的废旧沥青混合料常温再生改性剂的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将聚合物和轻馏分油加入搅拌釜中,15~40℃,搅拌溶解12~48h;
2)搅拌釜中加入橡胶油、交联剂、表面活性剂,继续搅拌20~40min,所得液体混合料即所述废旧沥青混合料常温再生改性剂。
9.使用权利要求1至7中任一项所述的废旧沥青混合料常温再生改性剂生产再生沥青混合料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将所述废旧沥青混合料常温再生改性剂加入到新沥青中,搅拌20~40min,或者通过循环泵反复循环4~6h;
2)温度为90~120℃,加入废旧沥青混合料和新集料,拌合时间30~60s。
10.权利要求1至7中任一项所述的废旧沥青混合料常温再生改性剂在废旧沥青混合料的再生中的用途。
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