CN112661440B - 一种厂拌热再生高模量沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沥青混合料技术领域，特别涉及一种厂拌热再生高模量沥青混合料及其制备方法；包括以下组分：重量份数计，铣刨旧料40～50份、新沥青1～4份、新集料35～50份、矿粉1～6份以及助剂1～4份；其中，所述助剂包括以下重量份数的组分：低密度聚乙烯30～40份、高密度聚乙烯20～25份、甲基苯乙烯类嵌段共聚物13～16份、聚丙烯腈10～20份、高模量剂15～20份、温拌剂5～8份和再生剂10～15份。本发明目的是提供一种厂拌热再生高模量沥青混合料及其制备方法，该沥青混合料具有较高的劲度模量，性能稳定。

Description

一种厂拌热再生高模量沥青混合料及其制备方法

技术领域

本发明涉及沥青混合料技术领域，特别涉及一种厂拌热再生高模量沥青混合料及其制备方法。

背景技术

我国公路经过十多年的迅速发展，将有大量的沥青路面进入大、中修期，沥青路面再生与传统的沥青路面维修方式相比，能够节约大量的沥青、砂石等原材料，节省工程投资，同时有利于处理废料、保护环境，因而具有显著的经济效益和社会、环境效益，随着人们对环保、社会效益的关注，以及技术的进步，沥青路面再生利用技术越来越受到人们的重视。

厂拌热再生就是将旧沥青路面经过翻挖后运回拌和厂，再集中破碎，根据路面不同层次的质量要求，进行配比设计，确定旧沥青混合料的添加比例，再生剂、新沥青材料、新集料等在拌和机中按一定比例重新拌合成新的混合料，从而获得优良的再生沥青混凝土，铺筑成再生沥青路面。

现有的生产过程中老化严重、旧料为团粒结构而新旧沥青融合不充分等因素的影响，劲度模量不高。

为此，提出一种厂拌热再生高模量沥青混合料及其制备方法。

发明内容

本发明目的是提供一种厂拌热再生高模量沥青混合料及其制备方法，该沥青混合料具有较高的劲度模量，性能稳定。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种厂拌热再生高模量沥青混合料，包括以下组分：重量份数计，铣刨旧料40～50份、新沥青1～4份、新集料35～50份、矿粉1～6份以及助剂1～4份；其中，所述助剂包括以下重量份数的组分：低密度聚乙烯30～40份、高密度聚乙烯20～25份、甲基苯乙烯类嵌段共聚物13～16份、聚丙烯腈10～20份、高模量剂15～20份、温拌剂5～8份和再生剂10～15份。

具体的，所述高模量剂由环氧树脂、硫酸钙晶须和羧甲基纤维素钙按重量比10:3:4混合而成。

具体的，所述温拌剂为EC 120温拌改性剂。

具体的，所述再生剂由松焦油和芳烃油按重量比2:1混合而成。

具体的，所述新沥青为布敦岩沥青。

具体的，所述新集料包括粗集料和细集料，其中，粗集料和细集料的掺量根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)的要求，通过级配合成，所述粗集料是指粒径≥2.36mm的碎石、破碎砾石、筛选砾石、石灰岩中的一种，所述细集料是指粒径小于2.36mm的天然砂、人工砂、石屑中的一种。

具体的，所述矿粉为粒径60～80目的石灰石矿粉与石膏按重量比7：3混合而成。

一种厂拌热再生高模量沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：

S1：破碎筛分，依次将铣刨旧料、新集料进行筛分，并按要求确定目标级配，并将新集料放入烘箱中在140℃下保温；

S2：新添沥青制备：分别按相应重量份数取铣刨旧料和新沥青，将铣刨旧料加热至120℃～125℃后，按照配比掺入新沥青，保持温度不变，搅拌8～10min，得到新添沥青，再将新添沥青放在150℃～155℃的烘箱中保温2h，取出后在三级高速剪切机中进行精剪，在160℃～165℃的条件下高速剪切10min，在130℃±5℃的条件下边搅拌边进行存储；

S3：将相应重量份数的高模量剂和再生剂加入搅拌机中分散，常温搅拌5～8min，依次加入相应重量份数的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、甲基苯乙烯类嵌段共聚物和聚丙烯腈，继续搅拌10～15min，得到混合物A；

S4：将相应重量份数的混合物A加入新添沥青中，搅拌90s，再添加矿粉，搅拌120s，得到混合物B；

S5：将相应重量份数的保温新集料放入混合物B中分散，搅拌90s，随后进行冷却，再降温至90℃加入温拌剂，搅拌4～5min，之后倒出混合料，即制得沥青混合料。

本发明的有益效果为：

(1)本发明将铣刨旧料经破碎筛分，以一定比例与其他物料形成再生混合料并应用，能够实现资源再生应用，增加旧料的利用率；

(2)本发明采用特定比例的高模量剂，能够使沥青混合料具有高模量、高韧性以及高抗磨损性能，可有效提高沥青混合料的劲度模量；

(3)本发明采用特定比例的再生剂，能够使铣刨旧料中沥青质含量降低，同时提高铣刨旧料的溶解能力，改善铣刨旧料的相容性，有效提高铣刨旧料的针入度和延度，使其恢复或接近原来的性能；

(4)本发明采用新沥青为布敦岩沥青，该布敦岩沥青中沥青质含量较少，易于存储且不易结块，使用方便；

(5)本发明中的新集料，根据要求确定目标级配，采用的新集料更具有针对性，实用性强；另外，还对新集料进行保温处理，能够使新集料和混合物B充分拌和，提高两者的分散性；

(6)本发明中沥青混合料的制备方法，将制备方法中制备温度需要严格控制，不能超过170℃，能够防止沥青混合料在制备过程中出现新添沥青老化的现象，另外，将制备方法生产工艺简单，易于实施，再生效果好。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例中的铣刨旧料为先将原沥青路面分层铣刨回收，并通过粉碎处理成合适的粒径，再进行厂拌热再生。

其中，本实施例的厂拌热再生高模量的沥青混合料，包括以下组分：重量份数计，铣刨旧料40份、新沥青1份、新集料35份、矿粉1份以及助剂1份；所述助剂包括以下重量份数的组分：低密度聚乙烯30份、高密度聚乙烯20份、甲基苯乙烯类嵌段共聚物13份、聚丙烯腈10份、高模量剂15份、温拌剂5份和再生剂10份。

具体的，所述高模量剂由环氧树脂、硫酸钙晶须和羧甲基纤维素钙按重量比10:3:4混合而成。

具体的，所述温拌剂为EC 120温拌改性剂，本发明采用的温拌剂为海川新材料科技有限公司生产的温拌改性剂，白色固体，熔点为100℃，熔融状态下的黏度低于0.02Pa·s，在120℃的情况下能够完全均匀地溶解在沥青中。

具体的，所述再生剂由松焦油和芳烃油按重量比2:1混合而成。

具体的，所述新沥青为布敦岩沥青，本发明采用的布敦岩沥青产自于印尼布敦岛，该布敦岩沥青中沥青质含量较少，易于存储且不易结块。

具体的，所述新集料包括粗集料和细集料，其中，粗集料和细集料的掺量根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)的要求，通过级配合成，所述粗集料是指粒径≥2.36mm的碎石、破碎砾石、筛选砾石、石灰岩中的一种，所述细集料是指粒径小于2.36mm的天然砂、人工砂、石屑中的一种。

具体的，所述矿粉为粒径60～80目的石灰石矿粉与石膏按重量比7：3混合而成；本发明采用的石膏为二水石膏。

一种厂拌热再生高模量沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：

S1：破碎筛分，依次将铣刨旧料、新集料进行筛分，并按要求确定目标级配，并将新集料放入烘箱中在140℃下保温；

S2：新添沥青制备：分别按相应重量份数取铣刨旧料和新沥青，将铣刨旧料加热至120℃～125℃后，按照配比掺入新沥青，保持温度不变，搅拌8～10min，得到新添沥青，再将新添沥青放在150℃～155℃的烘箱中保温2h，取出后在三级高速剪切机中进行精剪，在160℃～165℃的条件下高速剪切10min，在130℃±5℃的条件下边搅拌边进行存储；

S3：将相应重量份数的高模量剂和再生剂加入搅拌机中分散，常温搅拌5～8min，依次加入相应重量份数的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、甲基苯乙烯类嵌段共聚物和聚丙烯腈，继续搅拌10～15min，得到混合物A；

S4：将相应重量份数的混合物A加入新添沥青中，搅拌90s，再添加矿粉，搅拌120s，得到混合物B；

S5：将相应重量份数的保温新集料放入混合物B中分散，搅拌90s，随后进行冷却，再降温至90℃加入温拌剂，搅拌4～5min，之后倒出混合料，即制得沥青混合料。

根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)以及《公路工程集料试验规程》(JTG E42)的要求对所取的铣刨旧料和布敦岩沥青进行测试，其中劲度模量试验中对试件施加正弦波轴向压力试验荷载，在20℃条件下采用25Hz的加载频率，循环次数控制为200次，其各项指标性能见表1和表2所示。

表1旧料基本性能

表2布敦岩沥青基本性能

根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)的要求，对新集料进行级配合成，其合成级配见表3，粗集料的基本性能见表4，细集料的基本性能见5。

表3合成级配

表4粗集料的基本性能

项目	试验值	规范要求
			压碎值/％	15.5	≤26
坚固性/％	5.3	≤12
			针片状颗粒含量/％	4.1	≤12
软石含量/％	2.5	≤3

表5细集料的基本性能

项目	试验值	规范要求
			坚固性/％	15.1	≥12
含泥量/％	7.9	≤15

实施例2

本实施例中沥青混合料的制备方法同实施例1，在此不再赘述。

本实施例中，沥青混合料，包括以下组分：铣刨旧料50份、新沥青4份、新集料50份、矿粉6份以及助剂4份；其中，所述助剂包括以下重量份数的组分：低密度聚乙烯40份、高密度聚乙烯25份、甲基苯乙烯类嵌段共聚物16份、聚丙烯腈20份、高模量剂20份、温拌剂8份和再生剂15份。

实施例3

本实施例中沥青混合料的制备方法同实施例1，在此不再赘述。

本实施例中，沥青混合料，包括以下组分：铣刨旧料45份、新沥青3份、新集料40份、矿粉5份以及助剂3份；其中，所述助剂包括以下重量份数的组分：低密度聚乙烯35份、高密度聚乙烯23份、甲基苯乙烯类嵌段共聚物15份、聚丙烯腈15份、高模量剂18份、温拌剂7份和再生剂12份。

对上述实施例1～3性能进行检测，包括高温稳定性、低温稳定性、水稳定性以及劲度模量试验，检测结果见表6。

表6性能检测结果

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种厂拌热再生高模量沥青混合料，其特征在于，包括以下组分：重量份数计，铣刨旧料40～50份、新沥青1～4份、新集料35～50份、矿粉1～6份以及助剂1～4份；其中，所述助剂包括以下重量份数的组分：低密度聚乙烯30～40份、高密度聚乙烯20～25份、甲基苯乙烯类嵌段共聚物13～16份、聚丙烯腈10～20份、高模量剂15～20份、温拌剂5～8份和再生剂10～15份；

所述高模量剂由环氧树脂、硫酸钙晶须和羧甲基纤维素钙按重量比10:3:4混合而成；所述再生剂由松焦油和芳烃油按重量比2:1混合而成；所述新沥青为布敦岩沥青；

在制备过程中，以上各组分制备温度不能超过170℃，能够防止沥青混合料在制备过程中出现新添沥青老化的现象。

2.根据权利要求1所述的一种厂拌热再生高模量沥青混合料，其特征在于，所述温拌剂为EC120温拌改性剂。

3.根据权利要求1所述的一种厂拌热再生高模量沥青混合料，其特征在于，所述新集料包括粗集料和细集料，其中，粗集料和细集料的掺量根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)的要求，通过级配合成，所述粗集料是指粒径≥2.36mm的碎石、破碎砾石、筛选砾石、石灰岩中的一种，所述细集料是指粒径小于2.36mm的天然砂、人工砂、石屑中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种厂拌热再生高模量沥青混合料，其特征在于，所述矿粉为粒径60～80目的石灰石矿粉与石膏按重量比7：3混合而成。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种厂拌热再生高模量沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：破碎筛分，依次将铣刨旧料、新集料进行筛分，并按要求确定目标级配，并将新集料放入烘箱中在140℃下保温；

S2：新添沥青制备：分别按相应重量份数取铣刨旧料和新沥青，将铣刨旧料加热至120℃～125℃后，按照配比掺入新沥青，保持温度不变，搅拌8～10min，得到新添沥青，再将新添沥青放在150℃～155℃的烘箱中保温2h，取出后在三级高速剪切机中进行精剪，在160℃～165℃的条件下高速剪切10min，在130℃±5℃的条件下边搅拌边进行存储；

S3：将相应重量份数的高模量剂和再生剂加入搅拌机中分散，常温搅拌5～8min，依次加入相应重量份数的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、甲基苯乙烯类嵌段共聚物和聚丙烯腈，继续搅拌10～15min，得到混合物A；

S4：将相应重量份数的混合物A加入新添沥青中，搅拌90s，再添加矿粉，搅拌120s，得到混合物B；

S5：将相应重量份数的保温新集料放入混合物B中分散，搅拌90s，随后进行冷却，再降温至90℃加入温拌剂，搅拌4～5min，之后倒出混合料，即制得沥青混合料。