CN111747683A - 一种厂拌热沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

一种厂拌热沥青混合料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种厂拌热沥青混合料及其制备方法，涉及再生沥青加工技术领域。该厂拌热沥青混合料按重量份数计包括再生混合沥青旧料40‑60份；新集料30‑50份；沥青3‑5份；矿粉1‑3份；再生剂0.1‑0.5份；填料0.5‑1份。其制备方法为：S1，将再生混合沥青旧料、新集料和矿粉加入到烘干桶中，搅拌均匀，得到混合料；S2，将干燥后的混合料加入搅拌缸中，将1/2至2/3的沥青加热至150‑170℃并加入到搅拌缸中，搅拌均匀；S3，将再生剂加入到搅拌缸中，搅拌均匀，再加入剩下的沥青，搅拌均匀，即得厂拌热沥青混合料。本发明制备得到的沥青混合料具有较高的结构强度、较长的使用寿命和良好的路用性能的优点。

Description

一种厂拌热沥青混合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及再生沥青加工技术领域，更具体地说，它涉及一种厂拌热沥青混合料及其制备方法。
背景技术
厂拌热再生技术是指：将回收沥青路面材料(RAP)运至沥青拌合场，经破碎、筛分，以一定的比例与新集料、新沥青、再生剂(必要时)等拌制成热拌再生混合料铺筑路面的技术。
作为一种可有效消耗废旧沥青混合料的环保技术，厂拌热再生在公路大中修工程中获得了广泛的应用。国内外的众多成功经验表明，在合理的配合比设计与科学施工的前提下，厂拌热再生沥青混合料的技术指标能够达到甚至高于普通沥青混合料。
在公开号为CN106904872A的中国发明申请专利中公开了一种破碎天然砂砾石料水工沥青混凝土，其由沥青、破碎天然砂砾石骨料、填料和非胺类抗剥落剂组成，其中沥青、破碎天然砂砾石骨料、填料按照如下质量百分比配比：沥青6.4％～6.7％、破碎天然砂砾石骨料80.3％～82.6％、填料11％～13％，非胺类抗剥落剂占沥青质量的0.3％～0.5％，破碎天然砂砾石料水工沥青混凝土矿料的级配指数为0.38～0.40。
上述专利中，通过全部采用破碎天然砂砾石料作为水工沥青混凝土主要的原材料组分，配制破碎天然砂砾石料水工沥青混凝土，可满足水工沥青混凝土性能，降低工程成本因此，但破碎天然砂砾石骨料的酸碱差异性较大，导致其各组分原料间的结合性较差，当破碎天然砂砾石料水工沥青混凝土在使用过程中且承受较大压力时，容易出现裂纹，进而导致其使用寿命大大降低，因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种厂拌热沥青混合料，其具有较高的结构强度、较长的使用寿命和良好的路用性能的优点。
本发明的目的二在于提供一种厂拌热沥青混合料的制备方法，其具有操作简单、适合大规模化生产的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种厂拌热沥青混合料，按重量份数计包括：再生混合沥青旧料40-60份；新集料30-50份；沥青3-5份；矿粉1-3份；再生剂0.1-0.5份；填料0.5-1份。
通过采用上述技术方案，再生混合沥青旧料是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分后所得到的，使拆除的沥青路面可以被再生利用，能够节约大量的沥青、砂石等原材料，且有利于处理废料、保护环境，具有显著的经济效益和社会、环境效益。但再生混合沥青旧料中的沥青在长时间的使用过程中会出现不同程度的老化，而加入再生剂，可以改善沥青的相容性，提高沥青整体的针入度和延度。
进一步优选为，所述新集料采用玄武岩集料和/或石灰岩集料。
通过采用上述技术方案，玄武岩和石灰岩具有良好的加工性、磨光性和很好的胶结性能，选用粒径大小不同的石灰岩所混合而成的新集料，可以与再生混合沥青旧料和沥青在厂拌热再生沥青混凝土的内部形成疏密相见的胶质网，使厂拌热再生沥青混合料在实际使用过程中具有良好的结构强度。
进一步优选为，所述新集料的级配范围为：
筛孔(mm)13.29.54.752.361.180.60.30.150.075
透过率(％)10094.51.30.20.20.20.20.20.1。
通过采用上述技术方案，将玄武岩集料和石灰岩集料的粒径大小控制在上述要求内，使胶质网在厂拌热再生沥青混合料的内部具有良好的空间结构，使厂拌热再生沥青混合料制得混凝土在承受较大压力时不易出现裂纹，即抗压强度高，抗车辙性能好。
进一步优选为，所述再生混合沥青旧料由粒径范围为0～10mm、10～31.5mm的旧沥青路面材料按重量比为(0.8-1.4):1组成。
通过采用上述技术方案，再生混合沥青旧料中旧沥青老化后，软化化点会升高，粘度增大，劲度提高，从而使厂拌热再生沥青混凝土的抗车辙能力大大提高，且再生混合沥青旧料有利于提高厂拌热再生沥青混凝土的抗形变能力和抗疲劳能力。同时，再生混合沥青旧料选用粒径范围为0～10mm、10～31.5mm的旧沥青混凝土按重量份数比为(0.8-1.4):1组成，能够与各组分原料之间具有良好的结合性，进而使厂拌热再生沥青混合料具有良好的品质和路用性能。
进一步优选为，所述矿粉的级配范围为：
筛孔(mm)0.30.150.075
透过率(％)10099.896.6。
通过采用上述技术方案，矿粉在沥青混合料中起到填充作用，可减小沥青混凝土的空隙，矿粉和沥青共同形成沥青胶浆，提高了沥青混合料的强度和稳定性。
进一步优选为，所述填料选自碳化硅、玻璃微珠和硅粉中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，碳化硅、玻璃微珠和硅粉在厂拌热再生沥青混合料中具有良好的分散性，且具有较大的强度，有利于提高利用沥青混合料制成的混凝土的结构强度，其与矿粉配合能填充在各组分原料间的缝隙中，使得其沥青混合料的密实度大大提高，进而提高利用沥青混合料制成的混凝土的稳定性。
进一步优选为，所述再生剂按重量份数计包括：橡胶油：60-100份；增塑剂：15-25份；硅酸盐改性剂：0.75-1.25；抗氧化剂：0.45-0.75；紫外线吸收剂：0.15-0.25。
通过采用上述技术方案，本发明制备的再生剂具有较高的芳香酚，胶质和沥青质含量较低，SBS沥青老化后轻组分减少，沥青质大量增加，掺入本发明的再生剂后，老化SBS沥青饱和酚、芳香酚以及胶质得到一定的补充，同时对沥青质产生了良好的分散消溶作用，大大提高了沥青的耐老化性能，对老化沥青的针入度和延度有着较好的恢复效果。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种厂拌热沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将再生混合沥青旧料、新集料和矿粉加入到烘干桶中，于1000-1500rpm、80-120℃下搅拌30-60min，得到混合料；
S2，将干燥后的混合料加入搅拌缸中，将1/2至2/3的沥青加热至150-170℃并加入到搅拌缸中，于1200-1500rpm下搅拌5-10min；
S3，将再生剂加入到搅拌缸中，于800-1200rpm转速下继续搅拌5-10min，再加入剩下的沥青，于600-800rpm转速下继续搅拌10-15min，即得厂拌热沥青混合料。
通过采用上述技术方案，将新集料烘干，避免其相互之间由于水分而相互粘连在一起，使厂拌热再生沥青混合料具有良好的性能，先让部分沥青与新集料进行拌和，然后再加入再生剂和剩余的沥青，有利于使新集料的表面能够更多的裹覆到沥青，且使厂拌热再生沥青混合料中的沥青分布的更加均匀。该工艺制得厂拌热再生沥青混合料就有较好的路用性能。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的沥青混合料采用再生沥青旧料和新集料作为主要基料，加入再生剂和其他填料，制得的沥青混合料具有较高的结构强度、较长的使用寿命和良好的路用性能的优点；
(2)本发明制备的再生剂具有较高的芳香酚，胶质和沥青质含量较低，SBS沥青老化后轻组分减少，沥青质大量增加，掺入本发明的再生剂后，老化SBS沥青饱和酚、芳香酚以及胶质得到一定的补充，同时对沥青质产生了良好的分散消溶作用，大大提高了沥青的耐老化性能，对老化沥青的针入度和延度有着较好的恢复效果；
(3)本发明还提供了一种沥青混合料的制备方法，其操作简单、适合大规模化生产，且制得的沥青混合料密实度较好，路用性能好。
附图说明
图1为本发明中厂拌热沥青混合料的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图实施例，对本发明进行详细描述。
本发明中各实施例中的新集料的级配范围均为：
筛孔(mm)13.29.54.752.361.180.60.30.150.075
透过率(％)10094.51.30.20.20.20.20.20.1。
矿粉的级配范围为：
筛孔(mm)0.30.150.075
透过率(％)10099.896.6。
沥青采用70#普通石油沥青。
橡胶油和紫外线吸收剂购自衡水圣康化工有限公司；增塑剂购自深圳强塑科技有限公司；硅酸盐改性剂购自常州筑威建筑材料有限公司；抗氧化剂采用抗氧剂B125型号；紫外线吸收剂采用紫外线吸收剂UV-P。
实施例1：一种厂拌热沥青混合料，各组分及其相应的重量份数如表1所示，如图1，并通过如下步骤制备获得：
S1，将再生混合沥青旧料、新集料和矿粉加入到烘干桶中，于1000rpm、80℃下搅拌60min，得到混合料；
S2，将干燥后的混合料加入搅拌缸中，将1/2的沥青加热至150℃并加入到搅拌缸中，于1200rpm下搅拌10min；
S3，将再生剂加入到搅拌缸中，于800rpm转速下继续搅拌10min，再加入剩下的沥青，于600rpm转速下继续搅拌15min，即得厂拌热沥青混合料。
本实施例中的再生混合沥青旧料由粒径范围为0～10mm、10～31.5mm的旧沥青路面材料按重量比为0.8:1组成；填料采用碳化硅。
本实施例中的再生剂采用常规混合的方式将各组分搅拌混合在一起，搅拌温度为160℃，搅拌速度为400r/min。再生剂按照重量份数计，其用量为：橡胶油60份；增塑剂15份；硅酸盐改性剂0.75份；抗氧化剂0.45份；紫外线吸收剂0.15份。
实施例2-6：一种厂拌热沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-6中各组分及其重量份数
Figure BDA0002560341650000051
实施例7：一种厂拌热沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，通过如下步骤制备获得：
S1，将再生混合沥青旧料、新集料和矿粉加入到烘干桶中，于1350rpm、100℃下搅拌45min，得到混合料；
S2，将干燥后的混合料加入搅拌缸中，将2/3的沥青加热至160℃并加入到搅拌缸中，于1350rpm下搅拌7.5min；
S3，将再生剂加入到搅拌缸中，于1000rpm转速下继续搅拌7.5min，再加入剩下的沥青，于700rpm转速下继续搅拌12.5min，即得厂拌热沥青混合料。
本实施例中的再生混合沥青旧料由粒径范围为0～10mm、10～31.5mm的旧沥青路面材料按重量比为1:1组成；填料采用重量比为1:1的碳化硅和玻璃微珠的混合物。
本实施例中的再生剂采用常规混合的方式将各组分搅拌混合在一起，搅拌温度为160℃，搅拌速度为400r/min。再生剂按照重量份数计，其用量为：橡胶油80份；增塑剂20份；硅酸盐改性剂1份；抗氧化剂0.6份；紫外线吸收剂0.2份。
实施例8：一种厂拌热沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，通过如下步骤制备获得：
S1，将再生混合沥青旧料、新集料和矿粉加入到烘干桶中，于1500rpm、120℃下搅拌30min，得到混合料；
S2，将干燥后的混合料加入搅拌缸中，将2/3的沥青加热至170℃并加入到搅拌缸中，于1500rpm下搅拌5min；
S3，将再生剂加入到搅拌缸中，于1200rpm转速下继续搅拌5min，再加入剩下的沥青，于600rpm转速下继续搅拌10min，即得厂拌热沥青混合料。
本实施例中的再生混合沥青旧料由粒径范围为0～10mm、10～31.5mm的旧沥青路面材料按重量比为1.4:1组成；填料采用重量比为1:1:1的碳化硅、玻璃微珠和硅粉的混合物。
本实施例中的再生剂采用常规混合的方式将各组分搅拌混合在一起，搅拌温度为160℃，搅拌速度为400r/min。再生剂按照重量份数计，其用量为：橡胶油100份；增塑剂25份；硅酸盐改性剂1.25份；抗氧化剂0.75份；紫外线吸收剂0.25份。
对比例1：一种厂拌热沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，未加入再生剂。
对比例2：一种厂拌热沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，采用普通市售的DWMA-1型再生剂替代实施例1中的再生剂。
对比例3：一种厂拌热沥青混合料，与实施例1的不同之处在于，采用普通市售的RA102型再生剂替代实施例1中的再生剂。
性能测试
分别对实施例1-8和对比例1-3制得的厂拌热沥青混合料及采用混合料制成的沥青混凝土进行性能测试，测试结果计入表2中。
由表2中测试数据可以看出，实施例1-8中的混合料，其稳定度明显高于对比例1-3，未加入再生剂的对比例1，其稳定度最差。由上述沥青混合料制备得到的沥青混凝土，测试其路用性能可知，实施例1-8中的抗压强度和抗车辙性能均优于对比例1-3，且本发明制备的沥青混合料，其车辙次数可达3700次/mm以上，高于技术指标要求的3000次/mm，且复现性较好。说明本发明制备的厂拌热再生沥青混合料具有良好的使用耐久性能，以其制备的混凝土局具有强度高、抗冲击能力强的优点。
表2性能测试结果
Figure BDA0002560341650000061
Figure BDA0002560341650000071
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种厂拌热沥青混合料，其特征在于，按重量份数计包括：再生混合沥青旧料40-60份；新集料30-50份；沥青3-5份；矿粉1-3份；再生剂0.1-0.5份；填料0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的厂拌热沥青混合料，其特征在于，所述新集料采用玄武岩集料和/或石灰岩集料。
3.根据权利要求2所述的厂拌热沥青混合料，其特征在于，所述新集料的级配范围为：
筛孔（mm）13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
透过率（%）100 94.5 1.3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1。
4.根据权利要求1所述的厂拌热沥青混合料，其特征在于，所述再生混合沥青旧料由粒径范围为0～10mm、10～31.5mm的旧沥青路面材料按重量比为(0.8-1.4):1组成。
5.根据权利要求1所述的厂拌热沥青混合料，其特征在于，所述矿粉的级配范围为：
筛孔（mm）0.3 0.15 0.075
透过率（%）100 99.8 96.6。
6.根据权利要求1所述的厂拌热沥青混合料，其特征在于，所述填料选自碳化硅、玻璃微珠和硅粉中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的厂拌热沥青混合料，其特征在于，所述再生剂按重量份数计包括：橡胶油：60-100份；增塑剂：15-25份；硅酸盐改性剂：0.75-1.25；抗氧化剂：0.45-0.75；紫外线吸收剂：0.15-0.25。
8.根据权利要求1-7任一所述的厂拌热沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将再生混合沥青旧料、新集料和矿粉加入到烘干桶中，于1000-1500rpm、80-120℃下搅拌30-60min，得到混合料；
S2，将干燥后的混合料加入搅拌缸中，将1/2至2/3的沥青加热至150-170℃并加入到搅拌缸中，于1200-1500rpm下搅拌5-10min；
S3，将再生剂加入到搅拌缸中，于800-1200rpm转速下继续搅拌5-10min，再加入剩下的沥青，于600-800rpm转速下继续搅拌10-15min，即得厂拌热沥青混合料。
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