CN115073061B - 一种再生沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于再生沥青混合料技术领域，具体涉及一种再生沥青混合料及其制备方法，采用不饱和聚酯（UPE）树脂、环氧大豆油丙烯酸酯（AESO）与过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）复配制备再生剂，而后在再生沥青混合料的制备过程中加入再生剂进行增强。本发明制备的改性再生沥青混合料环境友好，具有很好的力学性能、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性。

Description

一种再生沥青混合料及其制备方法
技术领域
本发明属于再生沥青混合料技术领域，具体涉及一种改性再生沥青混合料及其制备方法。
背景技术
旧沥青混合料（简称旧料）中添加适量的再生剂可以有效提高沥青路面的低温抗裂性或疲劳性能。目前研究的再生剂主要是改性植物油和反应性生物油。再生剂通过机械拌和作用以微液滴形式分散在旧料颗粒表面，附着在沥青上，在外力作用下形成包裹旧料的再生剂膜，然后通过扩散作用向旧沥青内部运动，并与旧沥青混合，进而恢复旧沥青的性能。植物油可以提高老化沥青的针入度，改善老化沥青疲劳性能和低温抗裂性能，但高温抗车辙性能会降低；生物油可以消除老化沥青的开裂，改善老化沥青低温抗裂性能和抗高温车辙性能，但抗疲劳性能会降低。对植物油及生物油改性或者添加其它改性剂，可全面恢复再生沥青混合料的各项性能。纤维添加剂的研究相对较少，其中废旧轮胎纤维研究较为成熟，橡胶纤维可与沥青中的油分发生反应，从而对旧沥青起到增强作用，提高再生沥青混合料的抗疲劳性能和水稳定性。
本发明采用常见的商用热固性树脂——不饱和聚酯树脂（UPE）与生物油基树脂——环氧大豆油丙烯酸酯（AESO）复配，作为旧沥青的再生剂；另一方面，在再生沥青体系中引入过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）作为引发剂，使得树脂自发聚合，并在沥青混合料内部形成憎水性的三维交联网状结构，对沥青起到了增强作用。同时，为进一步提高沥青混合料的抗裂性，采用化纤纺织工业下脚料——聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）废纤为增强体，提升再生沥青混合料的各项路用性能。对于高旧料含量的再生沥青混合料而言，PET废纤对沥青有良好的吸附作用，可提高混合料的内部粘聚力，有效减少水分对沥青与集料界面的浸泡，提高其水稳定性，PET废纤在沥青混合料内部能够形成良好的联结和加筋效果，构成空间网状结构，降低骨料之间的“相对滑移”，改善再生沥青混合料高低温性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有再生剂的不足，提供一种复配再生剂的再生沥青混合料及其制备方法。本发明制备的再生沥青混合料具有很好的力学性能、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种再生沥青混合料，所述再生沥青混合料由旧沥青混合料、新沥青、玄武岩集料、矿粉及PET废纤和再生剂组成，其中，旧沥青混合料的组分为旧集料和旧沥青，再生沥青混合料级配类型采用AC-20，旧沥青混合料占再生沥青混合料集料与矿粉总质量的45%，旧沥青混合料按粒径分为9~20mm、0~9mm两档，玄武岩集料按粒径分为10~20mm、5~10mm、3~5mm、0~3mm四档，各档新旧集料与矿粉按质量比例（9~20mm 旧集料﹕0~9mm旧集料﹕10~20mm玄武岩集料﹕5~10mm玄武岩集料﹕3~5mm玄武岩集料﹕0~3mm玄武岩集料﹕矿粉=40 : 5 : 25 : 8 :4 : 15 : 3）配成目标级配（级配曲线如图1所示），其中9~20mm旧集料对应的是9~20mm旧沥青混合料中除去旧沥青后剩余的重量，0~9mm旧集料对应的是0~9旧沥青混合料中除去旧沥青后剩余的重量；沥青总用量占所用集料（旧集料+玄武岩集料）质量的比例（油石比）为3.0%~5.0%，其中沥青总用量包括旧沥青与新沥青，UPE树脂、AESO树脂替代等量的新沥青进行计算；粒径为9~20mm档的旧沥青混合料中油石比为2.8%（即旧沥青与旧集料的质量比为2.8%，沥青含量2.7%），粒径为0~9mm档的旧沥青混合料中油石比为4.6%（沥青含量4.4%）；再生剂由不饱和聚酯树脂、环氧大豆油丙烯酸酯以及过氧化苯甲酸叔丁酯复配制备，其中不饱和聚酯树脂用量为沥青总质量的3%~9%，PET废纤用量为沥青总质量的0.2%~0.6%。
所述的PET废纤为非织造纺织工业产生的下脚料筛分制备得到，PET废纤长度为1mm以下。
再生剂的制备过程包括以下步骤：
（1）不饱和聚酯树脂用量为沥青总质量的3%~9%；
（2）环氧大豆油丙烯酸酯的用量占不饱和聚酯树脂质量的5%~20%；
（3）过氧化苯甲酸叔丁酯的用量占不饱和聚酯树脂质量的1%~3%。
改性再生沥青混合料的制备过程包括以下步骤：
（1）玄武岩集料按粒径分为10~20mm、5~10mm、3~5mm、0~3mm四档，各档玄武岩集料与矿粉按比例（10~20mm : 5~10mm : 3~5mm : 0~3mm : 矿粉= 25 : 8 : 4 : 15 : 3）用电子秤分别称取，各档玄武岩集料放置在同一托盘，矿粉另外放置在一托盘，然后将玄武岩集料与矿粉放入180℃烘箱预热4h；
（2）旧沥青混合料按粒径分为9~20mm、0~9mm两档，各档旧沥青混合料按质量比例（9~20mm旧集料 : 0~9mm旧集料 = 40 : 5）用电子秤分别称取，两档旧沥青混合料放置在同一托盘，放入130℃烘箱预热2h；
（3）称取PET废纤，其用量为沥青总质量的0.2%~0.6%；
（4）称取不饱和聚酯树脂、环氧大豆油丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯复配制备再生剂，不饱和聚酯树脂用量为沥青总质量的3%~9%，环氧大豆油丙烯酸酯用量为不饱和聚酯质量的5%~20%，过氧化苯甲酸叔丁酯用量为不饱和聚酯树脂质量的1%~3%；
（5）将旧沥青混合料与预热的各档玄武岩集料、环氧大豆油丙烯酸酯和过氧化苯甲酸叔丁酯的混合料，一同放入180℃拌和锅中拌和60 s；
（6）将不饱和聚酯树脂、PET废纤和新沥青在150℃下熔融共混，并用高速旋转剪切法使沥青与其混合均匀，剪切速率为1000r/min，搅拌10min；
（7）往拌和锅中加入新石油沥青（沥青总用量占所用新旧集料总质量的3.0%~5.0%，新沥青用量等于沥青总用量减去旧沥青质量和UPE 树脂、AESO树脂质量）、不饱和聚酯树脂与PET废纤的混合物，拌和60 s；
（8）往拌和锅中加入预热好的矿粉，拌和60 s；
（9）混合料拌和好后，立即取出装模，击实成型，自然放置冷却12h即可脱模。
本发明的有益效果在于：
1）与现有技术相比，本发明最主要的区别在于，再生剂的复配方法不同，使用的再生剂不同。本发明采用UPE-AESO-TBPB作为再生剂的主要复配成分，其改性机理为: 如图2（UPE、AESO在TBPB引发作用下的反应机理图）所示，AESO含有两种类型官能团：一是能发生自由基交联的C=C双键，在引发剂作用下可以发生自聚合；二是含有羟基、环氧基团和碳氧双键，石油沥青的主要成分是不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物，AESO与其有很好的相容性，且能润湿再生集料的表面。另一方面，UPE具有与AESO类似的C=C结构，固化过程中不会有副产物生成。在120℃~130℃的环境下，UPE和AESO会发生聚合反应。C=C结构转化为C–C结构，形成三维交联网状结构，对沥青起到了增强作用。
2）将PET废纤用于增强再生沥青混合料，PET废纤对沥青有吸附作用，可提高混合料的内部粘聚力，并且能有效减少水分对沥青与集料界面的浸泡，提高水稳定性，且PET废纤在沥青混合料内部能够形成良好的联结和加筋效果，构成空间网状结构，降低骨料之间的“相对滑移”，改善再生沥青混合料高低温性能。本发明采用UPE-AESO-TBPB作为再生剂，能够改善再生沥青混合料的水稳定性能；另一方面采用PET废纤增加其低温抗裂性能。
3）从UPE-AESO-TBPB再生剂的红外光谱（图3）可以看出，UPE和AESO固化后，再生剂的C=C键（1632cm-1）峰强度明显变小；与未固化的谱图对比，再生剂（即UPE+AESO+TBPB混合物固化产物）显示O–H键的伸缩振动（3491cm-1）、饱和C–H 键（2916 cm-1）和C=O 键的伸缩振动（1737cm-1）吸收峰，这些特征峰来源于UPE和AESO。从图4（再生剂DSC曲线）可以看出，四种曲线均有一个明显的固化放热峰。四种树脂（UPE、AESO、UPE+AESO、UPE+AESO+沥青）的放热峰值温度分别为 128.4℃、138.0℃、117.0℃、128.1℃，说明UPE+AESO树脂的反应活性最高，而AESO 树脂的反应活性最低。此外，与纯UPE+AESO树脂固化行为相比，在添加沥青的环境中，UPE+AESO的初始固化温度有所提高，说明其需要在更高的温度条件下固化，沥青的存在对UPE与AESO树脂的固化起到了延缓作用。
4）本发明制备的一种再生沥青混合料是一类生物油基增强的环境友好复合材料，其具有很好的力学性能、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性。
5）本发明中使用的PET废纤属于非织造纺织工业产生的下脚料，其来源广泛，能使废旧资源化利用，且具有较高的增韧效果，正好弥补了高旧料比例的再生沥青混合料脆性大的缺陷，且其对沥青有吸附作用，既能改善再生沥青混合料的各项性能，又能产生巨大的经济、生态和社会效益。
6）本发明采用的再生沥青混合料，有利于减少石油基沥青的使用，有助于发展低碳经济，保护环境；且充分利用废旧材料（废旧集料、旧沥青、PET废纤等）。不饱和聚酯和环氧大豆油丙烯酸酯的原料来源丰富、价格较便宜，与常规商用再生剂相比，本发明制备的再生沥青混合料成本低。
附图说明
图1是AC-20级配曲线图；
图2是UPE、AESO在TBPB引发下的反应机理图；
图3是再生剂的傅里叶红外光谱图；
图4是再生剂的示差扫描量热（DSC）曲线图；
图5是改性再生沥青混合料马歇尔稳定度。图中矩形柱上下方横线表示数据均值的标准差，柱状图上方无相同字母的表示两组数据均值之间差异显著，否则差异不显著；Control是指未加再生剂的再生沥青混合料，5-UPE是指加入5%UPE含量再生剂的再生沥青混合料，7-UPE是指加入7%UPE含量再生剂的再生沥青混合料，下同；
图6是再生沥青混合料的间接拉伸性能；
图7是再生沥青混合料的高温稳定性能；
图8是再生沥青混合料的低温弯曲性能。
具体实施方式
为进一步公开而不是限制本发明，以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。
再生沥青混合料复合材料的原料组成：PET废纤长度为1mm以下，用量为沥青总质量的0.2%~0.6%，再生剂中UPE树脂用量为沥青总质量的3%~9%，AESO用量占UPE树脂重量的5%~20%，TBPB用量占UPE树脂重量的1%~3%，沥青总质量与新旧集料（旧集料+玄武岩集料）总重量的比值（油石比）为3.0%~5.0%，混合料为AC-20型级配。
再生沥青混合料的具体制备步骤如下：
步骤一，称取UPE树脂（UPE树脂用量占沥青总质量的3%~9%）、AESO树脂（AESO树脂用量占UPE树脂质量的5%~20%）、TBPB（TBPB用量占UPE树脂质量的1%~3%）、PET废纤（PET废纤用量占沥青总质量的0.2%~0.6%）；UPE树脂、PET废纤和新沥青在150℃的油浴锅内熔融共混，并用高速旋转剪切法使沥青与其混合均匀，剪切速率为1000r/min，搅拌10min；AESO树脂和TBPB在常温下用玻棒搅拌均匀后备用。
步骤二，旧沥青混合料按粒径分为9~20mm、0~9mm两档，各档旧沥青混合料按质量比例（9~20mm旧集料 : 0~9mm 旧集料= 40 : 5）用电子秤分别称取，两档旧沥青混合料放置在同一托盘，放入130℃烘箱预热2h；玄武岩集料按粒径分为10~20mm、5~10mm、3~5mm、0~3mm四档，各档玄武岩集料与矿粉按质量比例（10~20mm﹕5~10mm﹕3~5mm﹕0~3mm﹕矿粉=25﹕8﹕4﹕15﹕3）用电子秤分别称取，各档玄武岩集料放置在同一托盘，矿粉放置另一托盘，将玄武岩集料与矿粉放入180℃烘箱预热4h；将AESO树脂和TBPB的混合物与预热好的各档旧沥青混合料和各档玄武岩集料一同放入拌和锅中180℃拌和60 s；往拌和锅中加入新石油沥青（沥青总用量占所用新旧集料总质量的3.0%~5.0%，新沥青用量为沥青总质量减去旧沥青和UPE 树脂、AESO树脂质量）与UPE树脂、PET废纤的混合物，拌和60 s；往拌和锅中加入预热好的矿粉，拌和60 s；混合料拌和好后，立即取出装模，击实成型，自然放置冷却12h即可脱模。
原料：PET废纤（长度1mm以下），由福建长庚新材料股份有限公司（南平）提供；废旧沥青混合料，源自福建霞浦某道路上面层经铣刨而得的旧料；玄武岩集料购自福建漳州；矿粉为白色粉末状石灰石；石油沥青（牌号：A级70号；针入度：25℃，6.6 mm；软化点：47.5℃），购自厦门华特集团股份有限公司；UPE树脂购自上纬精细化工有限公司（上海）；AESO树脂购自江苏利田科技股份有限公司；TBPB购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
实施例1
再生沥青混合料的制备，具体步骤为：
1）再生剂制备过程：称取干燥的PET废纤0.5g，UPE树脂10g，AESO树脂2g（AESO树脂占UPE树脂质量的20%），TBPB 0.3g（TBPB占UPE树脂质量的3%）。
2）再生沥青混合料的马歇尔试样制备：旧沥青混合料按粒径分为9~20mm、0~9mm两档，各档旧沥青混合料按质量比例（9~20mm旧集料 : 0~9mm旧集料 = 40 : 5）用电子秤分别称取，一个马歇尔试件集料总质量取1300g，其中粒径为9~20mm档的旧沥青混合料取534.56g（油石比为2.8%，旧沥青含量为14.56g，旧集料含量为520g），0~9mm的旧料取67.99g（油石比为4.6%，旧沥青含量为2.99g，旧集料含量为65g），两档旧沥青混合料放置在同一托盘，放入130℃烘箱预热2h；新的玄武岩集料按粒径分为10~20mm、5~10mm、3~5mm、0~3mm四档，各档玄武岩集料与矿粉按质量比例（10~20mm : 5~10mm : 3~5mm : 0~3mm : 矿粉= 25 :8 : 4 : 15 : 3）用电子秤分别称取（其中10~20mm取325g，5~10mm取104g，3~5mm取52g，0~3mm取195g，矿粉取39g），各档玄武岩集料放置在同一托盘，矿粉放置另一托盘，将玄武岩集料与矿粉放入180℃烘箱预热4h；称取AESO树脂0.44g，TBPB 0.07g，将其与预热好的旧沥青混合料和玄武岩集料一同放入拌和锅180℃中拌和60s；往拌和锅中加入UPE树脂2.21g（UPE用量为沥青总质量的5%）、PET废纤0.09g（PET用量为沥青总质量的0.2%）、新石油沥青23.94g（沥青总用量占新旧集料（旧集料和玄武岩集料）总质量的3.5%，新沥青用量为沥青总质量除去旧沥青和UPE 树脂、AESO树脂以外的质量）的混合物，拌和60 s；往拌和锅中加入预热好的矿粉，拌和60 s；混合料拌和好后，立即取出装模，击实成型，自然放置冷却12h即可脱模。
实施例2
再生沥青混合料复合材料的制备，具体步骤为：
1）再生剂制备过程：称取干燥的PET废纤1g，UPE树脂15g，AESO树脂3g（AESO树脂占UPE树脂质量的20%），TBPB 0.45g（TBPB占UPE树脂质量的3%）。
2）再生沥青混合料的马歇尔试样制备：旧沥青混合料按粒径分为9~20mm、0~9mm两档，各档旧沥青混合料按质量比例（9~20mm旧集料 : 0~9mm 旧集料= 40 : 5）用电子秤分别称取，一个马歇尔试件集料总质量取1300g，其中粒径为9~20mm档的旧沥青混合料取534.56g（油石比为2.8%，旧沥青含量为14.56g，旧集料含量为520g），0~9mm取67.99g（油石比为4.6%，旧沥青含量为2.99g，旧集料含量为65g），两档旧沥青混合料放置在同一托盘，放入130℃烘箱预热2h；玄武岩集料按粒径分为10~20mm、5~10mm、3~5mm、0~3mm四档，各档玄武岩集料与矿粉按质量比例（10~20mm : 5~10mm : 3~5mm : 0~3mm : 矿粉= 25 : 8 : 4 :15 : 3）用电子秤分别称取（一个马歇尔试件集料总质量取1300g，其中10~20mm的取325g，5~10mm的取104g，3~5mm的取52g，0~3mm的取195g，矿粉取39g），各档玄武岩集料放置在同一托盘，矿粉放置另一托盘，将玄武岩集料与矿粉放入180℃烘箱预热4h；称取AESO树脂0.71g，TBPB 0.11g，将其与预热好的旧沥青混合料和玄武岩集料一同放入拌和锅180℃中拌和60s；往拌和锅中加入UPE树脂3.53g（UPE用量为沥青总质量的7%）、PET废纤0.20g（PET用量为沥青总质量的0.4%）、新石油沥青28.65g（沥青总用量占新旧集料（旧集料和玄武岩集料）总质量的4.0%，新沥青用量为沥青总质量除去旧沥青和UPE 树脂、AESO树脂以外的质量）的混合物，拌和60 s；往拌和锅中加入预热好的矿粉，拌和60 s；混合料拌和好后，立即取出装模，击实成型，自然放置冷却12h即可脱模。
实施例3
再生沥青混合料的制备，具体步骤为：
1）再生剂制备过程：称取干燥的PET纤维1.5g，UPE树脂25g，AESO树脂5g（AESO树脂占UPE树脂质量的20%），TBPB 0.75g（TBPB占UPE树脂质量的3%）。
2）再生沥青混合料的马歇尔试样制备：旧沥青混合料按粒径分为9~20mm、0~9mm两档，各档旧沥青混合料按质量比例（9~20mm 旧集料: 0~9mm 旧集料= 40 : 5）用电子秤分别称取，一个马歇尔试件集料总质量取1300g，其中粒径为9~20mm档的旧沥青混合料取534.56g（油石比为2.8%，旧沥青含量为14.56g，旧集料含量为520g），0~9mm的取67.99g（油石比为4.6%，旧沥青含量为2.99g，旧集料含量为65g），两档旧沥青混合料放置在同一托盘，放入130℃烘箱预热2h；玄武岩集料按粒径分为10~20mm、5~10mm、3~5mm、0~3mm四档，各档玄武岩集料与矿粉按质量比例（10~20mm : 5~10mm : 3~5mm : 0~3mm : 矿粉= 25 : 8 : 4 :15 : 3）用电子秤分别称取（一个马歇尔试件集料总质量取1300g，其中10~20mm取325g，5~10mm取104g，3~5mm取52g，0~3mm取195g，矿粉取39g），各档玄武岩集料放置在同一托盘，矿粉放置另一托盘，将玄武岩集料与矿粉放入180℃烘箱预热4h；称取AESO树脂1.02g，TBPB0.15g，将其与预热好的旧沥青混合料和玄武岩集料一同放入拌和锅180℃中拌和60s；往拌和锅中加入UPE树脂5.11g（UPE用量为沥青总质量的9%）、PET废纤0.34g（PET用量为沥青总质量的0.6%）、新石油沥青33.07g（沥青总用量占新旧集料（旧集料和玄武岩集料）总质量的4.5%，新沥青用量为沥青总质量除去旧沥青和UPE 树脂、AESO树脂以外的质量）的混合物，拌和60 s；往拌和锅中加入预热好的矿粉，拌和60 s；混合料拌和好后，立即取出装模，击实成型，自然放置冷却12h即可脱模。
再生沥青混合料性能测试：
再生沥青混合料马歇尔稳定度、间接拉伸强度、水稳定性测试采用标准马歇尔试件（直径φ101.6mm，高63.5mm）；低温抗裂性能采用小梁试件（规格：长250mm，宽30mm，高35mm）；高温稳定性能测试采用车辙板试件（规格：长300mm，宽300mm，高50mm）。马歇尔试件、小梁试件、车辙板试件这三种试件的制备方法一样，仅尺寸有区别。混合料级配类型采用固定级配AC-20，油石比均采用4.02%。试验分为三组，分别为：对照组（Control，未掺再生剂）、5%UPE改性再生沥青组（5-UPE，不饱和聚酯树脂掺量为沥青总质量的5%，PET废纤长度1mm以下、掺量为沥青总质量的0.4%）、7%UPE改性再生沥青组（7-UPE，不饱和聚酯树脂掺量为沥青总质量的7%，PET废纤长度1mm以下，其掺量为沥青总质量的0.4%）。
对照组制备过程：旧沥青混合料按粒径分为9~20mm、0~9mm两档，各档旧沥青混合料按质量比例（9~20mm旧集料 : 0~9mm旧集料 = 40 : 5）用电子秤分别称取，一个马歇尔试件集料总质量取1300g，其中粒径为9~20mm档的旧沥青混合料取534.56g（油石比为2.8%，旧沥青含量为14.56g，旧集料含量为520g），0~9mm的取67.99g（油石比为4.6%，旧沥青含量为2.99g，旧集料含量为65g），两档旧沥青混合料放置在同一托盘，放入130℃烘箱预热2h。玄武岩集料按粒径分为10~20mm、5~10mm、3~5mm、0~3mm四档，各档玄武岩集料与矿粉按质量比例（10~20mm : 5~10mm : 3~5mm : 0~3mm : 矿粉= 25 : 8 : 4 : 15 : 3）用电子秤分别称取（一个马歇尔试件集料总质量取1300g，其中10~20mm的取325g，5~10mm的取104g，3~5mm的取52g，0~3mm的取195g，矿粉取39g），各档玄武岩集料放置在同一托盘，矿粉放置另一托盘，将玄武岩集料与矿粉放入180℃烘箱预热4h；将预热好的旧沥青混合料和玄武岩集料一同放入拌和锅中180℃拌和60 s；往拌和锅中加入新石油沥青33.14g（沥青总用量占新旧集料（旧集料和玄武岩集料）总质量的4.02%，新沥青用量为沥青总质量除去旧沥青以外的质量），拌和60 s；往拌和锅中加入预热好的矿粉，拌和60 s；混合料拌和好后，立即取出装模，击实成型，自然放置冷却12h即可脱模。
5-UPE组制备过程：
1）再生剂制备过程：称取干燥的PET纤维1g，UPE树脂15g，AESO树脂3g（AESO树脂占UPE树脂质量的20%），TBPB 0.45g（TBPB占UPE树脂质量的3%）。
2）旧沥青混合料按粒径分为9~20mm、0~9mm两档，各档旧沥青混合料按质量比例（9~20mm 旧集料: 0~9mm 旧集料= 40 : 5）用电子秤分别称取，一个马歇尔试件集料总质量取1300g，其中粒径为9~20mm档的旧沥青混合料取534.56g（油石比为2.8%，旧沥青含量为14.56g，旧集料含量为520g），0~9mm档的旧沥青混合料取67.99g（油石比为4.6%，旧沥青含量为2.99g，旧集料含量为65g），两档旧沥青混合料放置在同一托盘，放入130℃烘箱预热2h；玄武岩集料按粒径分为10~20mm、5~10mm、3~5mm、0~3mm四档，各档玄武岩集料与矿粉按质量比例（10~20mm : 5~10mm : 3~5mm : 0~3mm : 矿粉= 25 : 8 : 4 : 15 : 3）用电子秤分别称取（一个马歇尔试件集料总质量取1300g，其中10~20mm的取325g，5~10mm的取104g，3~5mm的取52g，0~3mm的取195g，矿粉取39g），各档玄武岩集料放置在同一托盘，矿粉放置另一托盘，将玄武岩集料与矿粉放入180℃烘箱预热4h；称取AESO树脂0.51g，TBPB0.08g，将其与预热好的旧沥青混合料和玄武岩集料一同放入拌和锅180℃中拌和60s；往拌和锅中加入UPE树脂2.53g（UPE用量为沥青总质量的5%）、PET废纤0.20g（PET用量为沥青总质量的0.4%）、新石油沥青30.10g（沥青总用量占所用新旧集料（旧集料和玄武岩集料）总质量的4.02%，新沥青用量为沥青总质量减去旧沥青和UPE 树脂、AESO树脂质量）的混合物，拌和60 s；往拌和锅中加入预热好的矿粉，拌和60 s；混合料拌和好后，立即取出装模，击实成型，自然放置冷却12h即可脱模。
7-UPE组制备过程：
1）再生剂制备过程：称取干燥的PET纤维1g，UPE树脂20g，AESO树脂4g（AESO树脂占UPE树脂质量的20%），TBPB 0.6g（TBPB占UPE树脂质量的3%）。
2）旧沥青混合料按粒径分为9~20mm、0~9mm两档，各档旧沥青混合料按质量比例（9~20mm 旧集料: 0~9mm旧集料 = 40 : 5）用电子秤分别称取，一个马歇尔试件集料总质量取1300g，其中粒径为9~20mm档的旧沥青混合料取534.56g（油石比为2.8%，旧沥青含量为14.56g，旧集料含量为520g），0~9mm档的旧沥青混合料取67.99g（油石比为4.6%，旧沥青含量为2.99g，旧集料含量为65g），两档旧沥青混合料放置在同一托盘，放入130℃烘箱预热2h；玄武岩集料按粒径分为10~20mm、5~10mm、3~5mm、0~3mm四档，各档玄武岩集料与矿粉按质量比例（10~20mm : 5~10mm : 3~5mm : 0~3mm : 矿粉= 25 : 8 : 4 : 15 : 3）用电子秤分别称取（一个马歇尔试件集料总质量取1300g，其中10~20mm的取325g，5~10mm的取104g，3~5mm的取52g，0~3mm的取195g，矿粉取39g），各档玄武岩集料放置在同一托盘，矿粉放置另一托盘，将玄武岩集料与矿粉放入180℃烘箱预热4h；称取AESO树脂0.76g，TBPB0.11g，将其与预热好的旧沥青混合料和玄武岩集料一同放入拌和锅180℃中拌和60s；往拌和锅中加入UPE树脂3.82g（UPE用量为沥青总量的7%）、PET废纤0.22g（PET用量为沥青总量的0.4%）、新石油沥青31.70g（沥青总用量占所用新旧集料（旧集料和玄武岩集料）总质量的4.02%，新沥青用量为沥青总质量减去旧沥青和UPE 树脂、AESO树脂的质量）的混合物，拌和60 s；往拌和锅中加入预热好的矿粉，拌和60 s；混合料拌和好后，立即取出装模，击实成型，自然放置冷却12h即可脱模。
表1~表2 以及图5~图8按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011的要求测试。
再生沥青混合料马歇尔稳定度
由图5知，对照组马歇尔稳定度6.87kN，5-UPE组稳定度8.07kN，较对照组显著提升17.5%；7-UPE组稳定度8.75kN，较对照组显著提升27.4%。
再生沥青混合料间接拉伸性能
由图6知，对照组的间接拉伸强度0.798 MPa，5-UPE组的间接拉伸强度1.020 MPa，较对照组显著提升27.8%；7-UPE组的间接拉伸强度1.195 MPa，较对照组显著提升了49.7%。
再生沥青混合料高温稳定性能
由图7知，对照组的动稳定度5113次/mm，5-UPE组的动稳定度5927次/mm，7-UPE组的动稳定度6867次/mm，7-UPE组的动稳定度较对照组的提升了34.3%，较5-UPE组的提升了15.9%。
再生沥青混合料低温弯曲性能
由图8知，对照组的弯拉应变3290με，5-UPE组的弯拉应变3955με，较对照组显著提升了20.2%；7-UPE组的弯拉应变4708με，较对照组显著提升了43.1%。
再生沥青混合料水稳定性能
表征水稳定性的指标为浸水稳定度与冻融劈裂强度。由表1知，5-UPE组的常规稳定度比对照组的增加了9.5%，7-UPE组的常规稳定度比对照组的显著提高了27.4%；5-UPE组和7-UPE组的浸水稳定度比对照组的分别显著提高了11.9%与38.1%；5-UPE组和7-UPE组的残留稳定度比对照组的分别提高了2.4%与8.6%。
表1 残留稳定度
Figure DEST_PATH_IMAGE002
由表2知，对照组、5-UPE组与7-UPE组三者的常规劈裂强度分别为0.70MPa、0.85MPa与0.89MPa，其中5-UPE组的常规劈裂强度比对照组的显著提高了21.4%，7-UPE组的常规劈裂强度比对照组的显著提高了27.1%。5-UPE组和7-UPE组的冻融劈裂强度比对照组的分别提高了31.4%与43.1%。5-UPE组和7-UPE组的劈裂强度比（冻融劈裂强度与常规劈裂强度比值）比对照组的分别提高了9.0%与12.9%；7-UPE组的劈裂强度比最高，说明改性后并经冻融循环后的再生沥青混合料仍保留了最高的劈裂抗拉强度。
表2 冻融劈裂试验数据
Figure DEST_PATH_IMAGE004
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种再生沥青混合料，其特征在于：所述再生沥青混合料由旧沥青混合料、新沥青、玄武岩集料、矿粉、再生剂和PET废纤组成，其中，旧沥青混合料的组分为旧集料和旧沥青，再生沥青混合料级配类型采用AC-20，玄武岩集料按粒径分为10~20mm、5~10mm、3~5mm、0~3mm四档，旧沥青混合料按粒径分为9~20mm、0~9mm两档，各档旧沥青混合料、各档玄武岩集料与矿粉按质量比例9~20mm旧集料 : 0~9mm旧集料 : 10~20 mm玄武岩集料: 5~10mm玄武岩集料 : 3~5mm玄武岩集料 : 0~3mm玄武岩集料 : 矿粉=40 : 5 : 25 : 8 : 4 : 15 :3配成目标级配，其中9~20mm旧集料对应的是9~20mm旧沥青混合料中除去旧沥青后剩余的重量，0~9mm旧集料对应的是0~9mm旧沥青混合料中除去旧沥青后剩余的重量；沥青总质量占旧集料和玄武岩集料总质量的3.0%~5.0%；粒径为9~20mm档的旧沥青混合料中油石比为2.8%，粒径为0~9mm档的旧沥青混合料中油石比为4.6%；再生剂由不饱和聚酯树脂、环氧大豆油丙烯酸酯以及过氧化苯甲酸叔丁酯复配制备，其中不饱和聚酯树脂用量为沥青总质量的3%~9%；PET废纤用量为沥青总质量的0.2%~0.6%，其中沥青总质量为新沥青、旧沥青、不饱和聚酯树脂、环氧大豆油丙烯酸酯的质量之和；
再生剂中环氧大豆油丙烯酸酯的用量占不饱和聚酯树脂质量的5%~20%；
再生剂中过氧化苯甲酸叔丁酯的用量占不饱和聚酯树脂质量的1%~3%；
所述的再生沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
（1）分别称取9~20mm、0~9mm两档的旧沥青混合料，两档旧沥青混合料放置在同一托盘，然后将托盘与旧沥青混合料放入130℃烘箱预热2h；
（2）分别称取10~20mm、5~10mm、3~5mm、0~3mm四档玄武岩集料和矿粉，各档玄武岩集料放置在同一托盘，矿粉另外放置一托盘，然后将玄武岩集料与矿粉放入180℃烘箱预热4h；
（3）称取不饱和聚酯树脂、环氧大豆油丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、PET废纤；
（4） 将旧沥青混合料、玄武岩集料和环氧大豆油丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯的混合料，一同放入180℃拌和锅中拌和60 s；
（5）往拌和锅中加入新沥青和不饱和聚酯树脂、PET废纤的拌合物，拌和60 s；
（6）往拌和锅中加入预热好的矿粉，拌和60 s；
（7）混合料拌和好后，立即取出装模，击实成型，自然放置冷却12h脱模。
2.根据权利要求1所述的再生沥青混合料，其特征在于：所述的PET废纤为非织造纺织后产生的下脚料筛分制备得到，PET废纤长度为1mm以下。
3.根据权利要求1所述的再生沥青混合料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）分别称取9~20mm、0~9mm两档的旧沥青混合料，两档旧沥青混合料放置在同一托盘，然后将托盘与旧沥青混合料放入130℃烘箱预热2h；
（2）分别称取10~20mm、5~10mm、3~5mm、0~3mm四档玄武岩集料和矿粉，各档玄武岩集料放置在同一托盘，矿粉另外放置一托盘，然后将玄武岩集料与矿粉放入180℃烘箱预热4h；
（3）称取不饱和聚酯树脂、环氧大豆油丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、PET废纤；
（4） 将旧沥青混合料、玄武岩集料和环氧大豆油丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯的混合料，一同放入180℃拌和锅中拌和60 s；
（5）往拌和锅中加入新沥青和不饱和聚酯树脂、PET废纤的拌合物，拌和60 s；
（6）往拌和锅中加入预热好的矿粉，拌和60 s；
（7）混合料拌和好后，立即取出装模，击实成型，自然放置冷却12h脱模。
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