CN110204252B - 再生沥青混合料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生沥青混合料制备方法，采用热辐射加热方式，将新集料、沥青、矿粉等组分加热至160‑165℃；将沥青混合料回收料加热至150‑155℃；将加热后的新集料、沥青、矿粉以及微波加热的沥青混合料回收料，进行拌和；将拌和后的再生沥青混合料再次进行微波，采用微波30s，间歇30s的方式，温度控制在150‑155℃，微波加热6‑8个周期，得到性能强化的再生沥青混合料。本发明采用微波对RAP加热，加热时间短，节省大量能源，能够大幅提升再生沥青混合料的性能。

Description

再生沥青混合料制备方法
技术领域
本发明属于道路工程技术，具体为一种再生沥青混合料制备方法。
背景技术
目前对RAP(废旧沥青混合料)再生利用，主要是将其以一定量的掺比应用于低交通量公路面层和高等级公路的垫层或底基层。但由沥青中上面层回收的基本都是优质集料，之所以不能大量应用在面层中，是因为在掺配RAP后，沥青混合料中的新旧沥青不能充分融合，导致沥青路面抗裂性能、疲劳寿命等相关性能均会产生不同程度的下降。
在目前的RAP热再生工艺中，主要通过热辐射使混合料温度升高至拌和、摊铺所需的温度。在这种辐射加热方式中，热量的传递过程是从RAP外部向其内部传递(由表及里)，不利于再生料吸附旧沥青的析出；并且加热时间长达2-4小时，从而导致RAP进一步老化，降低相应再生沥青混合料的性能，
发明内容
本发明的目的在于提出了一种再生沥青混合料制备方法，以提升再生沥青混合料性能。
实现本发明的技术解决方案为：一种再生沥青混合料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、采用热辐射加热方式，将新集料、沥青、矿粉加热至160-165℃；
步骤2、采用微波加热方式，将沥青混合料回收料加热至150-155℃；
步骤3、将沥青混合料回收料首先干拌90s，再将加热后的新集料、沥青、矿粉以及微波加热的沥青混合料回收料依次加入拌和，每加入一种材料都需要拌和90s。
步骤4、将最终拌和好的再生沥青混合料再次进行微波，采用微波30s，间歇30s的方式，温度控制在150-155℃，微波加热6-8个周期。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明无需添加微波材料即可采用微波对RAP加热，加热时间短，能够避免RAP二次老化，节省大量能源，并且能够大幅提升再生沥青混合料的性能尤其是疲劳和开裂等性能，对于促进RAP的再生利用，具有重大的经济效益、环境效益和社会效益。
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
附图说明
图1是本发明的流程图。
图2是传统再生沥青混合料制备流程图。
具体实施方式
一种再生沥青混合料制备方法，包括以下步骤：
步骤1、采用热辐射加热方式，将新集料、沥青、矿粉加热至160-165℃；
步骤2、采用微波加热方式，将沥青混合料回收料加热至150-155℃；
步骤3、将沥青混合料回收料首先干拌90s，再将加热后的新集料、沥青、矿粉以及微波加热的沥青混合料回收料依次加入拌和，每加入一种材料都需要拌和90s。
步骤4、将最终拌和好的再生沥青混合料再次进行微波，采用微波30s，间歇30s的方式，温度控制在150-155℃，微波加热6-8个周期。
进一步的实施例中，步骤2中所述沥青混合料回收料中四氧化三铁质量质量百分比大于3％。
进一步的实施例中，步骤2中的沥青混合料回收料为利用135℃粘度、25℃针入度两个指标老化程度分级为小于等于III级的各类旧沥青路面胶结料，具体分级方式为：
当旧沥青路面胶结料的类别为石油沥青类时：当针入度值>30时，为I级老化沥青；当20<针入度值≤30时，为II级老化沥青；当10<针入度值≤20时，为III级老化沥青；
当旧沥青路面胶结料的类别为SBS类时：当粘度值≤1.6且针入度值>30时，为I级老化沥青；1.6<粘度值≤3且针入度值>30时，为II级老化沥青；1.6<粘度值≤3且20<针入度值≤30时，为III级老化沥青；1.6<粘度值≤3且10<针入度值≤20时，为IV级老化沥青；粘度值>3且20<针入度值≤30时，为V级老化沥青；粘度值>3且10<针入度值≤20时，为VI级老化沥青。
进一步的实施例中，步骤2中采用间歇式微波加热方式，加热2min间歇30秒。
实施例1
如图1、2所示，以传统加热和本发明分别制备不同掺量(30％、40％、50％)再生沥青混合料试件进行对比研究。
AC-13型再生沥青混合料(30％RAP)合成矿料组成及质量份配比为：新集料65份，再生沥青混合料30份，矿粉5份，沥青4.78份
AC-13型再生沥青混合料(40％RAP)合成矿料组成及质量份配比为：新集料55份，再生沥青混合料40份，矿粉5份，沥青4.42份
AC-13型再生沥青混合料(50％RAP)合成矿料组成及质量份配比为：新集料45份，再生沥青混合料50份，矿粉5份，沥青4.29份
以上配比均能够满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中配合比设计要求。
以传统加热方式成型试件：拌和前将RAP、新集料、矿粉、SBS改性沥青等组分置于恒温烘箱中预加热至165℃；拌和时，首先将RAP置于165℃的拌锅中搅拌90s，其次加入新集料拌和90s，再然后加入SBS改性沥青拌合90s，最后加入矿粉拌和90s后，取出沥青混合料成型试件。
以本发明方式成型试件：拌和前将新集料、矿粉、SBS改性沥青置于恒温烘箱中预加热至165℃；将RAP置于微波炉中加热，采用加热2min、间歇30s的加热方式，加热至155℃；拌和时，首先将微波加热至155℃RAP放入165℃的拌锅中搅拌90s，其次加入新集料拌和90s，然后加入SBS改性沥青拌合90s，再然后加入矿粉拌和90s，最后将拌和好的再生沥青混合料置于微波炉中再次加热，采用加热30s、间歇30秒的加热方式，控制再生沥青混合老的温度在150-155℃范围内，微波加热6个周期后取出再生沥青混合料，成型试件。
按照确定的最佳油石比，采用传统方式和本发明分别制备不同RAP掺量(30％、40％、50％)的再生沥青混合料圆柱形试件，尺寸为直径150mm±2.0mm、高度62mm±2mm并基于理想开裂试验(IDEAL-CT)中的CTindex指标来评价其抗裂性能CTindex值越大代表裂缝扩展速度越慢，混合料抗裂性能越好。
表1为理想开裂试验(IDEAL-CT)试验结果表，由表1可以看出，以本发明成型的RAP掺量为30％、40％、50％的再生沥青混合料试件的裂缝扩展速度CTIndex值与传统方式成型的试件相比分别提高了73.3％、117.8％、147.1％，可以看出以本发明成型的再生沥青混合料与传统加热方式成型的普通沥青混合料相比Wfb更大，也就是说经过微波加热成型的沥青混合料裂缝产生前所需能量更多，反映出微波加热成型的的再生沥青混合料抵抗裂缝产生的能力更强，且这种提升效果随着RAP掺量的增加变得更加明显。
表1
Figure BDA0002055715750000041
分别以两种加热方式成型12组再生沥青混合料板块，每组再生沥青混合料在3种应变模式下成型分别成型3块再生沥青混合料板块，并将每一再生沥青混合料板块切割成4个平试件进行测试。疲劳寿命试验结果见表2。
表2
Figure BDA0002055715750000042
表2为不同加热方式再生沥青混合料疲劳试验结果，由表2可以看出，在650με应变水平下，与传统加热方式成型的再生沥青混合料试件相比，以本发明成型的再生沥青混合料试件(RAP掺量为30％、40％、50％)，其疲劳作用次数分别提高了49.3％、76.9％、105.5％。可见，本发明大幅提升了再生沥青混合料的抗疲劳性能，且这种提升效果随着RAP掺量的增加变得更加明显。

Claims (3)

1.一种再生沥青混合料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、采用热辐射加热方式，将新集料、沥青、矿粉加热至160-165℃；
步骤2、采用微波加热方式，将沥青混合料回收料加热至150-155℃；沥青混合料回收料为利用135℃粘度、25℃针入度两个指标老化程度分级为小于等于III级的各类旧沥青路面胶结料，具体分级方式为：
当旧沥青路面胶结料的类别为石油沥青类时：当针入度值>30时，为I级老化沥青；当20<针入度值≤30时，为II级老化沥青；当10<针入度值≤20时，为III级老化沥青；
当旧沥青路面胶结料的类别为SBS类时：当粘度值≤1.6且针入度值>30时，为I级老化沥青；1.6<粘度值≤3且针入度值>30时，为II级老化沥青；1.6<粘度值≤3且20<针入度值≤30时，为III级老化沥青；1.6<粘度值≤3且10<针入度值≤20时，为IV级老化沥青；粘度值>3且20<针入度值≤30时，为V级老化沥青；粘度值>3且10<针入度值≤20时，为VI级老化沥青；
步骤3、将沥青混合料回收料首先干拌90s，再将加热后的新集料、沥青、矿粉以及微波加热的沥青混合料回收料依次加入拌和，每加入一种材料都需要拌和90s；
步骤4、将最终拌和好的再生沥青混合料再次进行微波，采用微波30s，间歇30s的方式，温度控制在150-155℃，微波加热6-8个周期。
2.根据权利要求1所述的再生沥青混合料制备方法，其特征在于，步骤2中所述沥青混合料回收料中四氧化三铁质量百分比大于3％。
3.根据权利要求1所述的再生沥青混合料制备方法，其特征在于，步骤2中采用间歇式微波加热方式，加热2min间歇30秒。
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