CN115418109A - 一种再生沥青路面及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的属于再生沥青路面制备技术领域，具体为一种再生沥青路面及其制备方法，包括将废旧沥青路面铣刨料加热至100‑150℃温度后倒入搅拌设备中，同时加入第二步中的第一组分混合物，并在温度100‑150℃，转速为3000‑5000r/min的转速下，高速搅拌10‑15min；然后再加入第三步2)中的第二组分混合物，在120℃～160℃的温度下继续搅拌15‑30min，后加入第三组分混合物，在温度100‑150℃，转速为3000‑5000r/min的转速下，搅拌15‑30min，即得到再生沥青路面材料，利用轻质油、稳定剂、防老化剂、增塑剂作为复合再生组分对废旧集料中的老化沥青进行再生及性能强化处理，恢复并增强了老化沥青的高温和低温性能。
Description
技术领域
本发明涉及再生沥青路面制备技术领域，具体为一种再生沥青路面及其制备方法。
背景技术
随着近几年全球环境问题日益突出，保护环境、节约能源已成为各行各业发展的基点。在公路建设中，沥青路面的铺设由于需要加热到特定温度而需要消耗大量能源、释放污染气体，无论是对环境还是作业人员都存在重大威胁。采用温拌沥青混合料可很好地缓解热拌沥青混合料由于高温拌和而导致的几个问题：(1)高温下的有害气体排放问题。据国外的检测报告，沥青混合料从热拌转为温拌可使二氧化碳CO 2排放减少约1/2，一氧化碳CO排放减少约2/3，二氧化硫SO 2排放减少40％，氧化氮NO X类减少近60％，材料温拌沥青的混合料技术的环保效益是非常明显的；(2)能耗问题，据报道采用温拌沥青混合料可降低燃油消耗30％以上；(3)高温施工导致的沥青老化问题。热拌沥青混合料的拌和及摊铺温度是相当高的，沥青的老化是难以避免的；而温拌剂是一种新型的材料，能够使沥青混合料的拌和、碾压温度比同类热拌沥青混合料相应降低30℃到40℃以上，具有良好的应用前景。
另一方面，我国高速公路通车里程超过12万公里，绝大部分采用沥青路面。目前已有数万公路的沥青路面进行大中修养护期，需要铣刨后重新加铺。
目前，为保护环境，将废弃沥青混合料再生得到了较为广泛的应用，针对公路沥青路面翻修产生的大量废旧沥青混合料，主要处理方法有：废弃掩埋、热再生或冷再生，往往存在资源浪费、环境污染或能效及利用率偏低等方面的不足。因此，如何将废旧沥青混合料中旧沥青有效利用，是一项重要工艺技术。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
因此，本发明的目的是提供一种再生沥青路面及其制备方法，能够以废旧沥青道路的面层铣刨料进行回收加热强制松散筛分处理后作为冷补料的骨架结构原料，解决了沥青道路铣刨废料的环境污染及回收利用问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种再生沥青路面制备方法，其包括以下步骤：
第一步：称取如下重量份原料：废旧沥青路面铣刨料100-150份、新基质沥青50-60份、活性剂200-300份、浓硫酸20-50份、乳胶改性剂30-50份、轻质油20-30份、稳定剂1-3份、防老化剂5-15份和增塑剂15-20份。
第二步：将新基质沥青和活性剂加入反应釜中，设置温度为50-60℃、转速为300r/min，搅拌20min，然后加入乳胶改性剂，在转速为5000r/min的条件下、保持温度不变搅拌30-40min，得到第一组分混合物备用；
第三步，按比例称取轻质油、稳定剂、防老化剂、增塑剂、煤油、废旧沥青路面铣刨料；
2)取称取量一半的轻质油与稳定剂置入反应釜中，设置温度为20-40℃、转速为500r/min，搅拌15min，得到第二组分混合物备用；
3)取剩余轻质油加热至100-120℃，然后与增塑剂一起放入高速剪切设备中循环剪切10-20min，得第三组分混合物备用；
将废旧沥青路面铣刨料加热至100-150℃温度后倒入搅拌设备中，同时加入第二步中的第一组分混合物，并在温度100-150℃，转速为3000-5000r/min的转速下，高速搅拌10-15min；然后再加入第三步2)中的第二组分混合物，在120℃～160℃的温度下继续搅拌15-30min，后加入第三组分混合物，在温度100-150℃，转速为3000-5000r/min的转速下，搅拌15-30min，即得到再生沥青路面材料
作为本发明所述的一种再生沥青路面制备方法的一种优选方案，其中：所述的废旧沥青路面铣刨料为沥青道路的面层铣刨料，经过加热强制松散筛分处理后，剔除粒径＜0.3mm的颗粒，并采用AM－13细粒式半开级配的配合比设计形成骨架结构。
作为本发明所述的一种再生沥青路面制备方法的一种优选方案，其中：所述轻质油为环烷油和芳烃油中的一种或两种按任意比例混合；稳定剂为过氧化氢二异丙苯；防老化剂为防老剂RD和防老剂DNP按质量比1：1-3混合，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯,有效物质含量＞99.5％。
作为本发明所述的一种再生沥青路面制备方法的一种优选方案，其中：所述活性剂由妥尔油、浓硫酸及碱液组成，将妥尔油装入反应器，边剪切搅拌边滴入所述浓硫酸，得到中间产物；
将所述中间产物边剪切搅拌边滴定碱，直至溶液pH在8.5～9.5之间，停止滴定，得到表面活性剂。
作为本发明所述的一种再生沥青路面制备方法的一种优选方案，其中：表面活性剂通过如下步骤制备：
妥尔油滴入浓硫酸时的反应温度为35～45℃，滴入浓硫酸时的搅拌速度为300～500r/min，滴定时间为0.5～1h；所述滴定碱时的反应温度25～30℃，滴定碱时的搅拌速度200～400r/min。
作为本发明所述的一种再生沥青路面制备方法的一种优选方案，其中：所述滴定所用碱为氨水、氢氧化钠和三乙醇胺中的一种；所述剪切搅拌时的温度为80～100℃，剪切搅拌速率为800～1000r/min，剪切搅拌时间为0.5～1h。
作为本发明所述的一种再生沥青路面制备方法的一种优选方案，其中：将得到再生沥青路面材料加入活性剂，在80-100℃的温度下，继续搅拌5-10min，制得高性能再生沥青路面冷补料成品。
一种再生沥青路面，其包括上述任一提出的制备方法制备出的沥青路面。
与现有技术相比：
(1)以废旧沥青道路的面层铣刨料进行回收加热强制松散筛分处理后作为冷补料的骨架结构原料，解决了沥青道路铣刨废料的环境污染及回收利用问题，比现有的产品技术更加环保和节约资源。
(2)利用轻质油、稳定剂、防老化剂、增塑剂作为复合再生组分对废旧集料中的老化沥青进行再生及性能强化处理，恢复并增强了老化沥青的高温和低温性能，并且提高了铣刨废料在沥青中的分散性，且活性位点更容易与助剂结合，助剂中含有聚多巴胺，可以吸收太阳光中的能量，并将其转化为热能，达到乳胶改性剂中的硬脂酸的熔点，使得硬脂酸流动到破损的路面，对破损处进行修复。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明制备方法流程图；
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供一种再生沥青路面及其制备方法，请参阅图1，包括如下步骤：
第一步：称取如下重量份原料：废旧沥青路面铣刨料100-150份、新基质沥青50-60份、活性剂200-300份、浓硫酸20-50份、乳胶改性剂30-50份、轻质油20-30份、稳定剂1-3份、防老化剂5-15份和增塑剂15-20份。
第二步：将新基质沥青和活性剂加入反应釜中，设置温度为50-60℃、转速为300r/min，搅拌20min，然后加入乳胶改性剂，在转速为5000r/min的条件下、保持温度不变搅拌30-40min，得到第一组分混合物备用；
第三步，按比例称取轻质油、稳定剂、防老化剂、增塑剂、煤油、废旧沥青路面铣刨料；
2)取称取量一半的轻质油与稳定剂置入反应釜中，设置温度为20-40℃、转速为500r/min，搅拌15min，得到第二组分混合物备用；
3)取称取量一半的轻质油与稳定剂置入反应釜中，设置温度为20-40℃、转速为500r/min，搅拌15min，得到第二组分混合物备用取剩余轻质油加热至100-120℃，然后与增塑剂一起放入高速剪切设备中循环剪切10-20min，得第三组分混合物备用；
将废旧沥青路面铣刨料(废旧沥青路面铣刨料为沥青道路的面层铣刨料，经过加热强制松散筛分处理后，剔除粒径＜0.3mm的颗粒，并采用AM－13细粒式半开级配的配合比设计形成骨架结构)加热至100-150℃温度后倒入搅拌设备中，同时加入第二步中的第一组分混合物，并在温度100-150℃，转速为3000-5000r/min的转速下，高速搅拌10-15min；然后再加入第三步2)中的第二组分混合物，在120℃～160℃的温度下继续搅拌15-30min，后加入第三组分混合物，在温度100-150℃，转速为3000-5000r/min的转速下，搅拌15-30min，即得到再生沥青路面材料(其中，轻质油为环烷油和芳烃油中的一种或两种按任意比例混合；稳定剂为过氧化氢二异丙苯；防老化剂为防老剂RD和防老剂DNP按质量比1：1-3混合，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯,有效物质含量＞99.5％)；
活性剂由妥尔油、浓硫酸及碱液组成，将妥尔油装入反应器，边剪切搅拌边滴入浓硫酸，得到中间产物，将中间产物边剪切搅拌边滴定碱，直至溶液pH在8.5～9.5之间，停止滴定，得到表面活性剂，表面活性剂通过如下步骤制备：
妥尔油滴入浓硫酸时的反应温度为35～45℃，滴入浓硫酸时的搅拌速度为300～500r/min，滴定时间为0.5～1h；滴定碱时的反应温度25～30℃，滴定碱时的搅拌速度200～400r/min；
滴定所用碱为氨水、氢氧化钠和三乙醇胺中的一种；剪切搅拌时的温度为80～100℃，剪切搅拌速率为800～1000r/min，剪切搅拌时间为0.5～1h。
实施例1：
取废旧沥青路面铣刨料10份、新基质沥青5份、活性剂20份、浓硫酸6份、乳胶改性剂15份、轻质油5份、稳定剂1份、防老化剂3份和增塑剂4份；
将新基质沥青和活性剂加入反应釜中，设置温度为55℃、转速为300r/min，搅拌20min，然后加入乳胶改性剂，在转速为5000r/min的条件下、保持温度不变搅拌30min，得到第一组分混合物备用，取称取量一半的轻质油与稳定剂置入反应釜中，设置温度为30℃、转速为500r/min，搅拌15min，得到第二组分混合物备用，取剩余轻质油加热至100℃，然后与增塑剂一起放入高速剪切设备中循环剪切20min，得第三组分混合物备用，将废旧沥青路面铣刨料加热至100℃温度后倒入搅拌设备中，同时加入第一组分混合物，并在温度110℃，转速为4000r/min的转速下，高速搅拌15min；然后再加入第二组分混合物，在120℃的温度下继续搅拌20min，后加入第三组分混合物，在温度120℃，转速为3000r/min的转速下，搅拌15min，即得到再生沥青路面材料；
实施例2：
重复上述步骤，对得到再生沥青路面材料加入活性剂，在90℃的温度下，继续搅拌8min，制得高性能再生沥青路面冷补料成品；
实施例3：
对加入的活性剂制备时，将妥尔油装入反应器，边剪切搅拌边滴入浓硫酸，得到中间产物，将中间产物边剪切搅拌边滴定碱，直至溶液pH在9之间，停止滴定，得到表面活性剂，表面活性剂通过如下步骤制备：
妥尔油滴入浓硫酸时的反应温度为35℃，滴入浓硫酸时的搅拌速度为350r/min，滴定时间为0.8h；滴定碱时的反应温度25℃，滴定碱时的搅拌速度300r/min，得到高性能再生沥青路面冷补料成品；
实施例4，将实施例1内所添加的材料份数全部减去5份，时间减少五分钟，转速不变，得到再生沥青路面材料。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (8)
1.一种再生沥青路面制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：称取如下重量份原料：废旧沥青路面铣刨料100-150份、新基质沥青50-60份、活性剂200-300份、浓硫酸20-50份、乳胶改性剂30-50份、轻质油20-30份、稳定剂1-3份、防老化剂5-15份和增塑剂15-20份。
第二步：将新基质沥青和活性剂加入反应釜中，设置温度为50-60℃、转速为300r/min，搅拌20min，然后加入乳胶改性剂，在转速为5000r/min的条件下、保持温度不变搅拌30-40min，得到第一组分混合物备用；
第三步，按比例称取轻质油、稳定剂、防老化剂、增塑剂、煤油、废旧沥青路面铣刨料；
2)取称取量一半的轻质油与稳定剂置入反应釜中，设置温度为20-40℃、转速为500r/min，搅拌15min，得到第二组分混合物备用；
3)取剩余轻质油加热至100-120℃，然后与增塑剂一起放入高速剪切设备中循环剪切10-20min，得第三组分混合物备用；
将废旧沥青路面铣刨料加热至100-150℃温度后倒入搅拌设备中，同时加入第二步中的第一组分混合物，并在温度100-150℃，转速为3000-5000r/min的转速下，高速搅拌10-15min；然后再加入第三步2)中的第二组分混合物，在120℃～160℃的温度下继续搅拌15-30min，后加入第三组分混合物，在温度100-150℃，转速为3000-5000r/min的转速下，搅拌15-30min，即得到再生沥青路面材料。
2.根据权利要求1所述的一种再生沥青路面制备方法，其特征在于，所述的废旧沥青路面铣刨料为沥青道路的面层铣刨料，经过加热强制松散筛分处理后，剔除粒径＜0.3mm的颗粒，并采用AM－13细粒式半开级配的配合比设计形成骨架结构。
3.根据权利要求1所述的一种再生沥青路面制备方法，其特征在于，所述轻质油为环烷油和芳烃油中的一种或两种按任意比例混合；稳定剂为过氧化氢二异丙苯；防老化剂为防老剂RD和防老剂DNP按质量比1：1-3混合，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯,有效物质含量＞99.5％。
4.根据权利要求1所述的一种再生沥青路面制备方法，其特征在于，所述活性剂由妥尔油、浓硫酸及碱液组成，将妥尔油装入反应器，边剪切搅拌边滴入所述浓硫酸，得到中间产物；
将所述中间产物边剪切搅拌边滴定碱，直至溶液pH在8.5～9.5之间，停止滴定，得到表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的一种再生沥青路面制备方法，其特征在于，表面活性剂通过如下步骤制备：
妥尔油滴入浓硫酸时的反应温度为35～45℃，滴入浓硫酸时的搅拌速度为300～500r/min，滴定时间为0.5～1h；所述滴定碱时的反应温度25～30℃，滴定碱时的搅拌速度200～400r/min。
6.根据权利要求1所述的一种再生沥青路面制备方法，其特征在于，所述滴定所用碱为氨水、氢氧化钠和三乙醇胺中的一种；所述剪切搅拌时的温度为80～100℃，剪切搅拌速率为800～1000r/min，剪切搅拌时间为0.5～1h。
7.根据权利要求1所述的一种再生沥青路面制备方法，其特征在于，将得到再生沥青路面材料加入活性剂，在80-100℃的温度下，继续搅拌5-10min，制得高性能再生沥青路面冷补料成品。
8.一种再生沥青路面，其特征在于，包括任一权利要求提出的制备方法制备出的沥青路面。
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