CN114853389A - 一种低温再生沥青及混合料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于再生沥青技术领域，具体涉及一种低温再生沥青及混合料的制备方法，其按质量百分比由以下原料组成：包括20‑35％改性石料、60‑80％回收沥青混合料、4‑10％新沥青、1‑4％矿粉、0.5‑1％沥青再生剂；所述沥青再生剂包括：其按质量百分比由以下原料组成：溶聚丁苯橡胶10‑25％、90#石油沥青20‑60％、芳烃油30‑70％、交联剂0.05‑0.5％、增塑剂0.05～2％、分散剂0.05～1.5％、稳定剂0.05～3％；其目的在于，使沥青再生剂能够与老化沥青完全互溶，提高沥青的低温延度，增强极寒地区的路面抗冻抗裂能力，延长路面的使用寿命。

Description

一种低温再生沥青及混合料的制备方法

技术领域

本发明属于再生沥青技术领域，具体涉及一种低温再生沥青及混合料的制备方法。

背景技术

随着我国公路建设事业的迅速发展，沥青道路总里程数逐年增加，与此同时，许多前期建成的沥青道路陆续进入了养护阶段。沥青道路的建设速度和养护速度已基本持平。传统的沥青路面养护采用挖除面层和基层后重新铺筑的方法，不仅重新建造费用高、工期长，而且铣刨下来的沥青路面材料的剩余价值得不到充分利用。现有技术无法在常温下再生利用回收沥青路面材料(即废沥青混合料)中的沥青，对回收沥青路面材料中沥青的利用只能采用“热熔”方法。然而，高温加热过程中，既耗费了大量的燃料，又使得混合料中的沥青成分进一步老化，影响了沥青的技术性能。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种低温再生沥青及混合料的制备方法，制备方法简单，可在较低温度下对废沥青进行再生，且再生后的沥青性能良好。

本发明采用的技术方案如下：

一种低温再生沥青混合料，其按质量百分比由以下原料组成：包括20-35％改性石料、60-80％回收沥青混合料、4-10％新沥青、1-4％矿粉、0.5-1％沥青再生剂；所述沥青再生剂包括：其按质量百分比由以下原料组成：溶聚丁苯橡胶10-25％、90#石油沥青20-60％、芳烃油30-70％、交联剂0.05-0.5％、增塑剂0.05～2％、分散剂0.05～1.5％、稳定剂0.05～3％。

采用上述技术方案，本技术方案中的沥青再生剂采用溶聚丁苯橡胶、芳烃油、90#石油沥青、交联剂、增塑剂、分散剂以及稳定剂等数种材料。溶聚丁苯橡胶具有优异的低温性能，可用于沥青改性材料，提高沥青的低温延度，同时不破坏沥青其它方面的路用性能。芳烃油是一种良好的沥青再生材料，沥青老化后变硬变脆，芳香分损失严重，芳烃油含有较多的芳香分，能够调和软化老化沥青，补充损失的芳香分，同时芳烃油的粘度小，对SBR的溶胀能力强，其加入能提高SBR改性再生剂的加工效率，减少胶体磨的磨损。交联剂能提高再生剂的高温及常温储存稳定性，减少再生剂的老化，阻止离析的发生。分散剂和稳定剂来促进纳米材料的分散，使得本发明再生剂与沥青相容性好，可以避免沥青加工共混中产生的自由基降低沥青的性能，降低再生剂在施工过程中的再生效果损失，提高再生后沥青的强度，增加稳定性。几种组分相互溶解性强，且对其他组分的相容性强，使沥青再生剂能够与老化沥青完全互溶，提高沥青的低温延度，增强极寒地区的路面抗冻抗裂能力，延长路面的使用寿命。

作为上述技术方案的改进，所述增塑剂为环烷油。

作为上述技术方案的改进，所述分散剂选用聚丙烯蜡、聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐中的一种或多种。

作为上述技术方案的改进，所述稳定剂选用碳酸钙或硫酸钡。

作为上述技术方案的改进所述交联剂选用过氧化二异丙苯、硫磺粉或过氧化二叔丁基苯。

本发明还公开了一种沥青再生剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：向搅拌罐内泵入90#石油沥青，升温至100-120℃时，泵入芳烃油，保温120-130℃，搅拌30-45min；

S2：升温至140-160℃，加入溶聚丁苯橡胶，保温140-160℃，搅拌30-60min；

S3：再加入交联剂、增塑剂、分散剂以及稳定剂，升温至160-185℃，保温搅拌20-40min，然后用胶体磨进行研磨；

S4：研磨后保温130-165℃，搅拌熟化60-90min，制成沥青再生剂成品。

本发明还公开了一种低温再生沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将新沥青和沥青再生剂按照比例混合均匀、备用；

S2：将回收沥青混合料按照级配设计投入干燥滚筒中干燥并加热至120-150℃；将改性石料按照级配比例投入另外一个干燥滚筒中干燥加热至135-175℃；

S3：将改性石料和回收沥青混合料按比例混合并干拌30-60s，按照比例投入新沥青和沥青再生剂的混合物，继续拌合30-60s，温度维持135-160℃；

S4：将矿粉投入S3的混合物中并继续拌合30-60s，制备得到低温再生沥青混合料。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1)本发明提供的低温再生沥青混合料能够显著提高老化沥青的延度，再生后沥青变得柔韧，路面抗裂性能明显增加，适用于极寒地区老化沥青路面的再生；加工工艺简单，质量易于控制。

2)本发明提供的低温再生沥青混合料低温效果优异，原材料质量稳定，易于采购，存储稳定性好，物理化学性质稳定，现场施工方便，适合作为极寒地区就地热再生施工专用再生剂和沥青升级工厂化加工。

3)另外本发明提供的低温再生沥青混合料，用于极寒地区沥青路面就地热再生施工，减少了传统道路养护维修工艺的铣刨环节，没有新旧料的运输，原路面旧料100％循环再用，无需寻找场地堆积废料，施工时交通干扰小，具有明显的环境、经济、社会效益。再生路面质量高，可达到新建道路的标准。

4)经添加本发明沥青冷再生剂再生后的再生沥青混合料的路用性能超过了交通部《公路沥青路面再生技术规范》的路用性能指标要求，完全《公路沥青路面设计规范》的普通沥青混合料的路用性能指标，可广泛应用于高速公路及城市道路和普通公路建设。

附图说明

图1是本发明低温再生沥青混合料制备方法流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合图1对本发明作详细说明。

实施例1

该实施例的一种低温再生沥青混合料，其按质量百分比由以下原料组成：包括25％改性石料、68％回收沥青混合料、4.5％新沥青、2％矿粉、0.5％沥青再生剂。

如图1所示，该实施例的一种低温再生沥青混合料的制备方法为：

S1：制备沥青再生剂；

S2：将新沥青和沥青再生剂按照比例混合均匀、备用；

S3：将回收沥青混合料按照级配设计投入干燥滚筒中干燥并加热至120-150℃；将改性石料按照级配比例投入另外一个干燥滚筒中干燥加热至135-175℃；

S4：将改性石料和回收沥青混合料按比例混合并干拌30-60s，按照比例投入新沥青和沥青再生剂的混合物，继续拌合30-60s，温度维持135-160℃；S4：将矿粉投入S3的混合物中并继续拌合30-60s，制备得到低温再生沥青混合料。

该实施例中涉及到的沥青再生剂按质量百分比由以下原料组成：

其按质量百分比由以下原料组成：溶聚丁苯橡胶20％、90#石油沥青45％、芳烃油30％、过氧化二异丙苯0.5％、环烷油1％、聚丙烯蜡1.5％、碳酸钙2％。

本实施例中，上述低温再生沥青混合料再生剂中的90#石油沥青，其15℃延度>100cm，软化点>46℃，针入度80～100，可优选埃索90A或壳牌90A。

本实施例中，上述低温再生沥青混合料再生剂中的溶聚丁苯橡胶,其主要原料是丁二烯和苯乙烯，经过聚合、凝聚等工艺生产加工而成，外观为白色或淡黄色粉末状。

该实施例的沥青再生剂的制备方法包括以下步骤：

1)：向搅拌罐内泵入90#石油沥青，升温至120℃时，泵入芳烃油，保温120℃，搅拌45min；

2)：升温至160℃，加入溶聚丁苯橡胶，保温160℃，搅拌60min；

3)：再加入交联剂、增塑剂、分散剂以及稳定剂，升温至160℃，保温搅拌40min，然后用胶体磨进行研磨；

4)：研磨后保温165℃，搅拌熟化90min，制成沥青再生剂成品。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于低温再生沥青混合料以及沥青再生剂的各组分含量的不同，具体为：

该实施例的一种低温再生沥青混合料，其按质量百分比由以下原料组成：包括20％改性石料、75％回收沥青混合料、2％新沥青、2％矿粉、1％沥青再生剂。

该实施例中涉及到的沥青再生剂按质量百分比由以下原料组成：

其按质量百分比由以下原料组成：溶聚丁苯橡胶15％、90#石油沥青50％、芳烃油31％、交联剂0.5％、增塑剂0.5％、分散剂1.5％、稳定剂1.5％。

实施例3

本实施例与实施例1、2的区别在于低温再生沥青混合料以及沥青再生剂的各组分含量的不同，具体为：

该实施例的一种低温再生沥青混合料，其按质量百分比由以下原料组成：包括35％改性石料、55％回收沥青混合料、6％新沥青、3％矿粉、1％沥青再生剂。

该实施例中涉及到的沥青再生剂按质量百分比由以下原料组成：

其按质量百分比由以下原料组成：溶聚丁苯橡胶25％、90#石油沥青35％、芳烃油35％、交联剂0.5％、增塑剂1.5％、分散剂1％、稳定剂2％。

对比例1

本对比例提供一种低温再生沥青混合料，其与上述实施例1-4的区别在于，采用的现有技术中使用的常规沥青再生剂。

对比例2

本对比例提供一种低温再生沥青混合料，其与实施例实施例1-4的区别在于，不含有溶聚丁苯橡胶。

将实施例1-4所制备的低温再生沥青混合料再生剂分别按10％的掺量加入老化改性沥青中，检测其针入度(25℃)、软化点、延度(5℃)、弹性恢复(25℃)及旋转粘度(135℃)。其结果如表1：

由表1中可以看出，在实施例1-4均按10％的掺量加入后其改性低温再生沥青混合料的针入度、延度、弹性恢复得到了有效的提升，旋转粘度、软化点有一定程度的降低。综上，实施例1-4的改性低温再生沥青混合料再生剂对于老化改性沥青的再生恢复效果较好，在10％的掺量下能够使其基本恢复至新改性沥青的指标要求。

将对比例1-2中的沥青再生剂分别按10％的掺量加入老化改性沥青中，检测其针入度(25℃)、软化点、延度(5℃)、弹性恢复(25℃)及旋转粘度(135℃)，其中旋转粘度均不大于3.0Pa·s且差别不大故不列入表格。

由表中可以看出，对比例1-2所制备的再生SBS改性沥青对于老化SBS改性沥青具有一定的再生效果，但整体效果较差，无法达到本发明的水平。

分别按照实施例1-4组和对比例1-2组制作改性沥青再生剂，分别进行改性再生AC-20沥青混合料性能试验，其中，改性低温沥青再生剂掺量为旧沥青质量的10％，混合料性能对比试验结果见表2。

由表2中可以看出，除了低温应变，各组的各项指标均满足技术要求，但实施例对各指标的改善程度优于对比例。

以上所述是发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种低温再生沥青混合料，其特征在于，其按质量百分比由以下原料组成：包括20-35％改性石料、60-80％回收沥青混合料、4-10％新沥青、1-4％矿粉、0.5-1％沥青再生剂；所述沥青再生剂按质量百分比由以下原料组成：溶聚丁苯橡胶10-25％、90#石油沥青20-60％、芳烃油30-70％、交联剂0.05-0.5％、增塑剂0.05～2％、分散剂0.05～1.5％、稳定剂0.05～3％。

2.根据权利要求1所述的一种低温再生沥青混合料，其特征在于，所述增塑剂为环烷油。

3.根据权利要求1所述的一种低温再生沥青混合料，其特征在于，所述分散剂选用聚丙烯蜡、聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种低温再生沥青混合料，其特征在于，所述稳定剂选用碳酸钙或硫酸钡。

5.根据权利要求1所述的一种低温再生沥青混合料，其特征在于，所述交联剂选用过氧化二异丙苯、硫磺粉或过氧化二叔丁基苯。

6.根据权利要求1所述的一种低温再生沥青混合料，其特征在于：所述沥青再生剂的制备方法包括以下步骤：

S1：向搅拌罐内泵入90#石油沥青，升温至100-120℃时，泵入芳烃油，保温120-130℃，搅拌30-45min；

S2：升温至140-160℃，加入溶聚丁苯橡胶，保温140-160℃，搅拌30-60min；

S3：再加入交联剂、增塑剂、分散剂以及稳定剂，升温至160-185℃，保温搅拌20-40min，然后用胶体磨进行研磨；

S4：研磨后保温130-165℃，搅拌熟化60-90min，制成沥青再生剂成品。

7.制备权利要求1-6任意一项所述的低温再生沥青混合料的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：将新沥青和沥青再生剂按照比例混合均匀、备用；

S2：将回收沥青混合料按照级配设计投入干燥滚筒中干燥并加热至120-150℃；将改性石料按照级配比例投入另外一个干燥滚筒中干燥加热至135-175℃；

S3：将改性石料和回收沥青混合料按比例混合并干拌30-60s，按照比例投入新沥青和沥青再生剂的混合物，继续拌合30-60s，温度维持135-160℃；

S4：将矿粉投入S3的混合物中并继续拌合30-60s，制备得到低温再生沥青混合料。

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