CN112062495A

CN112062495A - 一种温拌再生剂及温拌再生沥青的制作方法

Info

Publication number: CN112062495A
Application number: CN202010980117.6A
Authority: CN
Inventors: 颜川奇; 艾长发; 任东亚; 黄杨权; 张家康; 梅煜康
Original assignee: Southwest Jiaotong University
Current assignee: Southwest Jiaotong University
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2020-09-17
Publication date: 2020-12-11

Abstract

本发明公开了一种温拌再生剂的制作方法，以聚山梨酯、氧化聚乙烯蜡、橡胶油和十二烷基苯磺酸钠混合搅拌得温拌再生剂；还公开了温拌再生沥青的制作方法，包括温拌再生剂，其制作步骤具体为：将温拌再生剂加入到新沥青中，在130℃～150℃的温度下拌和均匀；再加入铣刨料继续拌和60～120分钟，得到温拌再生沥青；本发明温拌再生剂可同时兼顾温拌和再生，能有效改善铣刨料的三大指标，有效降低铣刨料的粘度；且本发明制作温拌再生沥青的过程为温拌方式，降低了拌和温度，从而解决了高温拌和带来的能耗问题和拌和过程中刺激性气体的释放，起到节能减排的作用，更好地保护了环境和人员的身体健康。

Description

一种温拌再生剂及温拌再生沥青的制作方法

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，尤其是一种温拌再生剂及温拌再生沥青的制作方法。

背景技术

目前，对沥青路面的大修基本上是铣刨原有路面后加铺新的沥青路面，因此会产生相当数量的回收沥青路面材料，回收的沥青路面材料为旧沥青，称为铣刨料，每年翻修产生的铣刨料超过数万吨，并呈逐年上升趋势，不仅占用土地资源、引发环境污染，还会造成资源的巨大浪费。铣刨料中除沥青存在部分老化情况外，砂、石性能并未失效，因此，通过对铣刨料进行回收再生利用，可以节省大量的砂石材料和沥青。

传统对于铣刨料的再生利用方法主要有就地热再生、就地冷再生、厂拌热再生、厂拌冷再生。这些方法在一定程度上使得沥青混合料的性能有所恢复，但是还存在一些问题：就地热再生和厂拌热再生都属于是热拌料方式，就地热再生和厂拌热再生方法的核心环节都是加热铣刨料，加热温度较高，在160℃～170℃，高温加热的过程中往往耗费大量能源，并产生刺激性气体，污染环境，危害施工人员的身体建康。就地冷再生和厂拌冷再生方法普遍采用乳化体系或泡沫体系，其早期强度较低，开放交通延迟，往往造成一定时间的交通中断，且冷再生的质量离散性比较大，往往达不到面层的质量标准，一般只能用于高速公路下面层或低等级公路，具有一定的局限性。

现有技术中，中国专利CN104177850B公开了一种复合温拌再生剂及其制备方法，复合温拌再生剂是表面活性剂与油份再生剂的复合材料，其中表面活性剂为脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、蔗糖酯中的一种或者几种，油分再生剂为精制润滑油时的抽出油、润滑油、机油、重油中的一种或者几种。但是，该方案在制备温拌再生沥青混合料时，需将温拌剂添加到沥青当中进行拌合，这就要求实际使用时需提前预制温拌再生沥青进行，因此该方法在工程上不具有普遍适用性，具有一定局限性。

现有技术中，中国专利CN102285774A公开了一种沥青路面温拌再生剂的制备方法，是由长链烷烃环烷烃、高油沥青、糖醛抽出油、分散剂、增塑剂、增韧剂、抗老化剂混合融化后与新旧石料和新沥青混合使用。但是，该方案在生产拌合过程中，仍需在较高温度下完成，导致沥青在再生过程中发生二次老化，不利于沥青路面的耐久性。

发明内容

本发明为解决铣刨料再利用问题与热拌料温度高带来的环境污染和能源浪费的技术问题提供一种温拌再生剂及温拌再生沥青的制作方法。

本发明所采用的技术方案是：一种温拌再生剂的制作方法，以聚山梨酯、氧化聚乙烯蜡、橡胶油和十二烷基苯磺酸钠混合搅拌得温拌再生剂。聚山梨酯和十二烷基苯磺酸钠起到表面活性剂的作用，有效改善沥青大分子直接的粘结力，起到降粘温拌的作用；氧化聚乙烯蜡有着极优的外部润滑性，同时内部具有偶联性，也起到改善沥青大分子直接的粘结力，起到降粘温拌的作用；沥青老化后轻质组分挥发或向沥青质转移，打破了原有的胶体结构平衡，导致沥青质增多，橡胶油在老化沥青中起到了溶解剂的作用，调节了老化沥青的粘度，降低了老化沥青中沥青质和胶质的溶解度差，分散溶解了过多的沥青质，使沥青组分重新调和，生成了新的稳定胶体结构，从而实现旧沥青的再生。橡胶油具有特定碳型结构、低凝点、低芳烃、高环烷烃含量的特点，稳定性好，可以很好的溶于沥青当中，并对其组分起到调和再生的作用。本发明温拌再生剂可同时兼顾温拌和再生，添加温拌再生剂后，老化沥青的三大指标明显得到改善，与此同时，有效降低沥青粘度，是降粘温拌机理与化学再生机理的有机结合。本发明的温拌再生剂制作过程简单、制备时间短、制备过程无污染，不会对环境和人体造成伤害，将本发明的温拌再生剂添加到沥青混合料中，能有效降低拌和温度，从而有效避免能源的浪费和刺激性气体的释放。

进一步的是，按质量百分数，3％～9％的聚山梨酯、20％～40％的氧化聚乙烯蜡、52％～72％的橡胶油、1.5％～3.5％的十二烷基苯磺酸钠，将所有原料混合搅拌45～60分钟得温拌再生剂。通过上述组分的原料配比，可以大大提高温拌再生剂的性能，使温拌再生剂的性能处于较佳的状态。

进一步的是，所述聚山梨酯为聚山梨酯80,聚山梨酯80的运动粘度在25℃时为400～500mm³/s，聚山梨酯的皂化值为45～60。本发明优选聚山梨酯80，其性能更能满足本发明的温拌再生剂，作为一种表面活性剂，可更好的降低沥青的粘度，使沥青可更好的拌和。

进一步的是，所述氧化聚乙烯蜡的软化点温度为101～107℃，氧化聚乙烯蜡的针入度小于5dmm。氧化聚乙烯蜡有着极优的外部润滑性，同时内部具有偶联性，该规格的氧化聚乙烯蜡可更好的降低沥青的粘度，使沥青可更好的拌和。

进一步的是，所述橡胶油为环烷基橡胶油或芳烃基橡胶油的一种。环烷基橡胶油或芳烃基橡胶油具有特定碳型结构、低凝点、低芳烃、高环烷烃含量的特点，性能更加稳定，可以很好的溶于沥青当中，并对其组分起到调和再生的作用。

进一步的是，所述橡胶油为石油橡胶油。

进一步的是，所述十二烷基苯磺酸钠的分解温度为440℃～450℃，十二烷基苯磺酸钠的临界胶束浓度为1.2mmol/L。

一种温拌再生沥青的制作方法，包括上述的温拌再生剂，其制作步骤具体为：

将温拌再生剂加入到沥青混合料中，在一定温度下拌和60～120分钟，得到温拌再生沥青；所述沥青混合料为铣刨料和新沥青的混合物；所述拌和温度为130℃～150℃。本发明通过一次性将温拌再生剂加入到沥青混合料中进行拌和，对铣刨料进行再利用，避免了浪费，降低了生产成本，同时也解决了铣刨料的处理问题；与传统的热拌相比，本发明属于温拌方式，降低了拌和温度，从而解决了高温拌和带来的能耗问题和拌和过程中刺激性气体的释放，起到节能减排的作用，更好地保护了环境和人员的身体健康。

进一步的是，所述温拌再生剂与沥青混合料的重量比为(2～4)：100，温拌再生剂太少，不能起到改善铣刨料粘度的作用；温拌再生剂太多，则会使得制作的温拌再生沥青过稀，影响后序的使用。因此通过上述的重量比能配制出较佳的温拌再生沥青。

将温拌再生剂加入到新沥青中，在一定温度下拌和均匀；再加入铣刨料继续拌和60～120分钟，得到温拌再生沥青；所述拌和温度为130℃～150℃；所述温拌再生剂与新沥青和铣刨料重量之和的重量比为(2～4)：100。本发明可对铣刨料进行再利用，避免了浪费，降低了生产成本，同时也解决了铣刨料的处理问题；与传统的热拌相比，本发明属于温拌方式，降低了拌和温度，从而解决了高温拌和带来的能耗问题和拌和过程中刺激性气体的释放，起到节能减排的作用，更好地保护了环境和人员的身体健康。本发明通过对温拌再生剂间隔式的进行添加，先将温拌再生剂和新沥青进行拌和，再与铣刨料进行拌和，可以看出本发明对温拌再生剂的加入方式多种多样，方法更加多样化。

本发明的有益效果是：

1、本发明温拌再生剂可同时兼顾温拌和再生，能有效改善铣刨料的三大指标，有效降低铣刨料的粘度，是降粘温拌机理与化学再生机理的有机结合；且本发明的温拌再生剂制作过程简单、制备时间短、制备过程无污染，不会对环境和人体造成伤害。

2、本发明制作温拌再生沥青的过程为温拌方式，降低了拌和温度，从而解决了高温拌和带来的能耗问题和拌和过程中刺激性气体的释放，起到节能减排的作用，更好地保护了环境和人员的身体健康。

3、本发明温拌再生沥青可以一次性将温拌再生剂添加到沥青混合料中，也可以先与新沥青进行拌和，再与铣刨料进行拌和，方式多样化，可有效避免误操作。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征及优点，下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述。实施例中所用新沥青为基质ESSO70#，所用铣刨料是由某市政道路大修工程上面层沥青混合料抽提得到，抽提方法采用旋转蒸馏法，各实施例制备的温拌再生沥青的技术指标如表1。

实施例1

本实施例的温拌再生剂由以下质量百分数的原料组成：5％的聚山梨酯、30％的氧化聚乙烯蜡、63％的橡胶油、2％的十二烷基苯磺酸钠，将所有原料混合搅拌45～60分钟得温拌再生剂。

将3重量份温拌再生剂加入100重量份铣刨料当中并充分搅拌，沥青加热温度为140℃，搅拌时间为90分钟，制备得到温拌再生沥青。制得材料技术指标如表1所示。

实施例2

将3重量份温拌再生剂加入50重量份新沥青及50重量份铣刨料当中并充分搅拌，沥青加热温度为140℃，搅拌时间为90分钟，制备得到温拌再生沥青。制得材料技术指标如表1所示。

实施例3

本实施例的温拌再生剂由以下质量百分数的原料组成：6.5％的聚山梨酯、30％的氧化聚乙烯蜡、60％的橡胶油、3.5％的十二烷基苯磺酸钠，将所有原料混合搅拌45～60分钟得温拌再生剂。

实施例4

本实施例的温拌再生剂由以下质量百分数的原料组成：3％的聚山梨酯、25％的氧化聚乙烯蜡、70.5％的橡胶油、1.5％的十二烷基苯磺酸钠，将所有原料混合搅拌45～60分钟得温拌再生剂。

将3重量份温拌再生剂加入50重量份新沥青和50重量份铣刨料当中并充分搅拌，沥青加热温度为140℃，搅拌时间为90分钟，制备得到温拌再生沥青。制得材料技术指标如表1所示。

实施例5

本实施例的温拌再生剂由以下质量百分数的原料组成：9％的聚山梨酯、35％的氧化聚乙烯蜡、52.5％的橡胶油、3.5％的十二烷基苯磺酸钠，将所有原料混合搅拌45～60分钟得温拌再生剂。

实施例6

本实施例的温拌再生剂由以下质量百分数的原料组成：6％的聚山梨酯、30％的氧化聚乙烯蜡、62％的橡胶油、2％的十二烷基苯磺酸钠，将所有原料混合搅拌45～60分钟得温拌再生剂。

表1：

实施例1和实施例3是不同组分的温拌再生剂加入到铣刨料中，实施例2、4、5和6是不同组分的温拌再生剂加入到铣刨料和新沥青的混合料中。

由以上检测结果可见，实施例1～6制备的温拌再生沥青的粘度值明显降低，针入度和延度均有明显提高，软化点降低。根据规范，普通基质沥青最佳拌合温度在145-165℃，最佳压实温度为130-135℃，由表1可知，以粘度为标准，本发明所制温拌再生沥青的最佳拌合温度为130-140℃，最佳压实温度为110-120℃。本发明的温拌再生剂改变了沥青的粘温曲线，有效的降低了沥青的粘度，提高了施工和易性，达到了温拌的目的。与此同时，温拌再生剂的加入使得沥青的软化点降低，针入度和延度均有明显提高，达到了再生的目的，且效果显著。且从表1可见，实施例1的各项指标均优于其余实施例，因此实施例1中制备的温拌再生剂的各项组分配比关系为最佳。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种温拌再生剂的制作方法，其特征在于，以聚山梨酯、氧化聚乙烯蜡、橡胶油和十二烷基苯磺酸钠混合搅拌得温拌再生剂。

2.如权利要求1所述的一种温拌再生剂的制作方法，其特征在于，按质量百分数，3％～9％的聚山梨酯、20％～40％的氧化聚乙烯蜡、52％～72％的橡胶油、1.5％～3.5％的十二烷基苯磺酸钠，将所有原料混合搅拌45～60分钟得温拌再生剂。

3.如权利要求1所述的一种温拌再生剂的制作方法，其特征在于，所述聚山梨酯为聚山梨酯80,聚山梨酯80的运动粘度在25℃时为400～500mm³/s，聚山梨酯的皂化值为45～60。

4.如权利要求1所述的一种温拌再生剂的制作方法，其特征在于，所述氧化聚乙烯蜡的软化点温度为101～107℃，氧化聚乙烯蜡的针入度小于5dmm。

5.如权利要求1所述的一种温拌再生剂的制作方法，其特征在于，所述橡胶油为环烷基橡胶油或芳烃基橡胶油的一种。

6.如权利要求5所述的一种温拌再生剂的制作方法，其特征在于，所述橡胶油为石油橡胶油。

7.如权利要求1所述的一种温拌再生剂的制作方法，其特征在于，所述十二烷基苯磺酸钠的分解温度为440℃～450℃，十二烷基苯磺酸钠的临界胶束浓度为1.2mmol/L。

8.一种温拌再生沥青的制作方法，其特征在于，包括如权利要求1～7任意一项所述的温拌再生剂，其制作步骤具体为：

将温拌再生剂加入到沥青混合料中，在一定温度下拌和60～120分钟，得到温拌再生沥青；

所述沥青混合料为铣刨料和新沥青的混合物；

所述拌和温度为130℃～150℃。

9.如权利要求8所述的一种温拌再生沥青的制作方法，其特征在于，所述温拌再生剂与沥青混合料的重量比为(2～4)：100。

10.一种温拌再生沥青的制作方法，其特征在于，包括如权利要求1～7任意一项所述的温拌再生剂，其制作步骤具体为：

将温拌再生剂加入到新沥青中，在一定温度下拌和均匀；再加入铣刨料继续拌和60～120分钟，得到温拌再生沥青；

所述拌和温度为130℃～150℃；

所述温拌再生剂与新沥青和铣刨料重量之和的重量比为(2～4)：100。