CN117534371B - 一种高比例再生橡胶沥青混合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种高比例再生橡胶沥青混合料及其制备方法,涉及沥青材料技术领域,至少解决了现有沥青混合料生成成本高且整体性能较低的技术问题。所述高比例再生橡胶沥青混合料包括橡胶沥青和集料;橡胶沥青包括50份~70份基质沥青、5份~10份废旧橡胶颗粒、1份~4份芳烃油、1份~4份稳定剂、2份~4份SBS改性剂和1~4份胶粉混合物。本申请的高比例再生橡胶沥青混合料相较于现有沥青混合料,生产成本更低且性能更加优异。
Description
技术领域
本申请涉及沥青材料技术领域,尤其涉及一种高比例再生橡胶沥青混合料及其制备方法。
背景技术
在传统的沥青路面材料生产过程中,原材料的主要成分包括昂贵的天然矿石和石油产品,这导致沥青路面的制备成本相对较高。随着城市化和基础设施建设的不断推进,对道路材料的需求也日益增加。然而,由于原材料成本的高昂,这不仅给工程造成了经济负担,而且对环境产生了不可忽视的影响。
此外,尽管传统沥青路面在一定程度上满足了基本的交通需求,但在面临复杂气候条件、重负荷交通以及频繁的温度变化等挑战时,其抗老化、抗裂性能等方面的表现仍然不尽如人意。老化和裂缝问题不仅降低了路面的使用寿命,也增加了维护和修复的费用,给交通管理和市政工程带来了额外的困扰。
为了解决这一问题,迫切需要一种沥青混合料,既能在降低生产成本的同时,又能提升路面的整体性能。
发明内容
本申请提供了一种高比例再生橡胶沥青混合料及其制备方法,至少解决了现有沥青混合料生成成本高且整体性能较低的技术问题。
为解决上述技术问题,本申请实施例提供了:一种高比例再生橡胶沥青混合料,包括橡胶沥青和集料;其中,所述橡胶沥青包括以下重量份组分:50份~70份基质沥青、5份~10份废旧橡胶颗粒、1份~4份芳烃油、1份~4份稳定剂、2份~4份SBS改性剂和1~4份胶粉混合物;
其中,所述基质沥青的牌号为70号,其135℃运动粘度为80Pa.s~300Pa.s,软化点为 45℃~70℃;
其中,所述废旧橡胶颗粒的颗粒尺寸为10目~30目,清洁度<1%杂质,含水率<1%;
其中,所述芳烃油为重质芳烃油,挥发性<5%,密度为0.9克/立方厘米~1.2克/立方厘米。
作为本申请一些可选实施方式,所述橡胶沥青包括以下重量份组分:62份基质沥青、7份废旧橡胶颗粒、2.5份芳烃油、2.5份稳定剂、3份SBS改性剂和1份胶粉混合物。
作为本申请一些可选实施方式,所述胶粉混合物包括混合重量比例为80:1的胶粉和橡胶活化剂;所述橡胶活化剂为牌号450和480中至少一种。
作为本申请一些可选实施方式,所述橡胶沥青和集料的混合重量比例为3~7:93~97。
再一方面,本申请实施例提供了一种如上所述高比例再生橡胶沥青混合料的制备方法,包括以下步骤:
获取废旧橡胶颗粒,进行清洗后,进行表面处理,获得橡胶颗粒;其中,所述表面处理是指等离子体处理和溶液共混处理中至少一种表面处理方式;
将基质沥青加热至170℃~190℃,使其达到流动状态后,按比例加入胶粉混合物,并保温搅拌;按比例加入所述废旧橡胶颗粒并降温至148℃~153℃,保温搅拌至无明显颗粒;
加入SBS改性剂,进行高温剪切处理和搅拌处理,以使其完全溶解并均匀分散;再缓慢加入芳烃油,继续搅拌45min,搅拌过程保持温度在174℃以下;加入稳定剂,获得橡胶沥青;
按比例将所述橡胶沥青和集料混合,获得高比例再生橡胶沥青混合料。
作为本申请一些可选实施方式,所述等离子体处理包括:
将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒干燥并去除杂质后,置于气氛为惰性气体的等离子体处理室内进行等离子体处理;
处理完成后,进行气体冷却处理,获得橡胶颗粒。
作为本申请一些可选实施方式,所述溶液共混处理包括:
获取表面活性剂溶液;其中,所述表面活性剂溶液包括环保型表面活性剂和高效表面活性剂中至少一种;
将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒浸润在所述表面活性剂溶液中,进行震荡处理,处理完成后,获得湿态橡胶颗粒;
将所述湿态橡胶颗粒进行真空干燥处理后,获得橡胶颗粒。
其中,所述环保型表面活性剂为生物降解性的辛醇聚氧乙烯醚表面活性剂;所述高效表面活性剂为辛醇聚氧乙烯醚和亲水性的羟基改性剂的混合液;其中,所述辛醇聚氧乙烯醚和亲水性的羟基改性剂为等重量比例混合。
作为本申请一些可选实施方式,所述表面活性剂溶液还包括非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂中至少一种;
所述非离子型表面活性剂包括辛醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中至少一种;所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇硫酸酯中至少一种。
作为本申请一些可选实施方式,所述加入稳定剂,获得橡胶沥青的步骤,包括:
加入稳定剂后,保持体系温度为180℃~190℃,缓慢搅拌至各组分混合均匀;
将混合均匀后的体系冷却至室温,获得橡胶沥青。
与现有技术相比,本申请提供的一种高比例再生橡胶沥青混合料,包括橡胶沥青和集料;其中,所述橡胶沥青包括以下重量份组分:50份~70份基质沥青、5份~10份废旧橡胶颗粒、1份~4份芳烃油、1份~4份稳定剂、2份~4份SBS改性剂和1~4份胶粉混合物;并且本申请对上述各组分进行了进一步限定,即所述基质沥青的牌号为70号,其135℃运动粘度为80Pa.s~300Pa.s,软化点为 45℃~70℃,以保证所述基质沥青在混合料中的流动性和抗老化性能;所述废旧橡胶颗粒的颗粒尺寸为10目~30目,清洁度<1%杂质,含水率<1%,一方面保证了废旧橡胶颗粒在混合料中的分散性,另一方面减少了杂质对混合料性能的影响;所述芳烃油为重质芳烃油,挥发性<5%,密度为0.9克/立方厘米~1.2克/立方厘米,以提高混合料的性能。可以看出,本申请使用废旧橡胶颗粒降低了生产成本,即采用废旧橡胶颗粒替代原材料可以降低生产成本,因为其取得相对容易,且通常是废弃物的再利用;这有助于降低总体生产成本,提高混合料的经济性。此外,本申请通过选择适当牌号的基质沥青,并对其粘度和软化点进行控制,可以精细调节沥青的性质,以满足特定工程要求。这有助于提高混合料的适用性和性能。以及通过选择适宜的芳烃油种类和控制添加量,以满足混合料的流动性和稳定性要求,这有助于提高混合料的可施工性,降低施工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。
图1为本申请中所述高比例再生橡胶沥青混合料的制备流程示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
如图1所示,本申请实施例通过以下步骤制备获得高比例再生橡胶沥青混合料:
步骤S10、获取废旧橡胶颗粒,进行清洗后,进行表面处理,获得橡胶颗粒;其中,所述表面处理是指等离子体处理和溶液共混处理中至少一种表面处理方式;
步骤S20、将基质沥青加热至170℃~190℃,使其达到流动状态后,按比例加入胶粉混合物,并保温搅拌;按比例加入所述废旧橡胶颗粒并降温至148℃~153℃,保温搅拌至无明显颗粒;
步骤S30、加入SBS改性剂,进行高温剪切处理和搅拌处理,以使其完全溶解并均匀分散;再缓慢加入芳烃油,继续搅拌45min,搅拌过程保持温度在174℃以下;加入稳定剂,获得橡胶沥青;
步骤S40、按比例将所述橡胶沥青和集料混合,获得高比例再生橡胶沥青混合料。
具体地,所述等离子体处理包括:将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒干燥并去除杂质后,置于气氛为惰性气体的等离子体处理室内进行等离子体处理;处理完成后,进行气体冷却处理,获得橡胶颗粒。
具体地,所述溶液共混处理包括:获取表面活性剂溶液;其中,所述表面活性剂溶液包括环保型表面活性剂和高效表面活性剂中至少一种;将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒浸润在所述表面活性剂溶液中,进行震荡处理,处理完成后,获得湿态橡胶颗粒;将所述湿态橡胶颗粒进行真空干燥处理后,获得橡胶颗粒;其中,所述环保型表面活性剂为生物降解性的辛醇聚氧乙烯醚表面活性剂;所述高效表面活性剂为辛醇聚氧乙烯醚和亲水性的羟基改性剂的混合液;其中,所述辛醇聚氧乙烯醚和亲水性的羟基改性剂为等重量比例混合。
在一些其他实施例中所述表面活性剂溶液还包括非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂中至少一种;所述非离子型表面活性剂包括辛醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中至少一种;所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇硫酸酯中至少一种。
具体地,所述加入稳定剂,获得橡胶沥青的步骤,包括:加入稳定剂后,保持体系温度为180℃~190℃,缓慢搅拌至各组分混合均匀;将混合均匀后的体系冷却至室温,获得橡胶沥青。
需要说明的是,所述高比例再生橡胶沥青混合料,包括橡胶沥青和集料;其中,所述橡胶沥青包括以下重量份组分:50份~70份基质沥青、5份~10份废旧橡胶颗粒、1份~4份芳烃油、1份~4份稳定剂、2份~4份SBS改性剂和1~4份胶粉混合物;其中,所述基质沥青的牌号为70号,其135℃运动粘度为80Pa.s~300Pa.s,软化点为 45℃~70℃;其中,所述废旧橡胶颗粒的颗粒尺寸为10目~30目,清洁度<1%杂质,含水率<1%;其中,所述芳烃油为重质芳烃油,挥发性<5%,密度为0.9克/立方厘米~1.2克/立方厘米。所述橡胶沥青和集料的混合重量比例为3~7:93~97。
在一些优选方案中,所述橡胶沥青包括以下重量份组分:62份基质沥青、7份废旧橡胶颗粒、2.5份芳烃油、2.5份稳定剂、3份SBS改性剂和1份胶粉混合物。具体地,所述胶粉混合物包括混合重量比例为80:1的胶粉和橡胶活化剂;所述橡胶活化剂为牌号450和480中至少一种。
下面结合具体实施例,对本申请所述技术方案做更进一步的说明:
实施例1
步骤1:获取废旧橡胶颗粒,进行清洗后,将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒干燥并去除杂质后,置于气氛为惰性气体的等离子体处理室内进行等离子体处理;处理完成后,进行气体冷却处理,获得橡胶颗粒;所述废旧橡胶颗粒的颗粒尺寸为10目,清洁度<1%杂质,含水率<1%;
步骤2:将牌号为70号的基质沥青加热至180℃,使其达到流动状态后,按比例加入胶粉混合物,并保温搅拌;按比例加入所述废旧橡胶颗粒并降温至153℃,保温搅拌至无明显颗粒;其中,所述基质沥青的135℃运动粘度为120Pa.s,软化点为 55℃;
步骤3:加入SBS改性剂,进行高温剪切处理和搅拌处理,以使其完全溶解并均匀分散;再缓慢加入芳烃油,继续搅拌45min,搅拌过程保持温度在174℃以下至分散均匀;加入稳定剂后,保持体系温度为180℃~190℃,缓慢搅拌至各组分混合均匀;将混合均匀后的体系冷却至室温,获得橡胶沥青;所述芳烃油为重质芳烃油,挥发性<5%,密度为0.9克/立方厘米~1.2克/立方厘米;
步骤4:将所述橡胶沥青和集料按3:97的比例混合,获得高比例再生橡胶沥青混合料。
实施例2
步骤1:获取废旧橡胶颗粒,进行清洗后,将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒干燥并去除杂质后,置于气氛为惰性气体的等离子体处理室内进行等离子体处理;处理完成后,进行气体冷却处理,获得橡胶颗粒;所述废旧橡胶颗粒的颗粒尺寸为30目,清洁度<1%杂质,含水率<1%;
步骤2:将牌号为70号的基质沥青加热至180℃,使其达到流动状态后,按比例加入胶粉混合物,并保温搅拌;按比例加入所述废旧橡胶颗粒并降温至153℃,保温搅拌至无明显颗粒;其中,所述基质沥青的135℃运动粘度为120Pa.s,软化点为 55℃;
步骤3:加入SBS改性剂,进行高温剪切处理和搅拌处理,以使其完全溶解并均匀分散;再缓慢加入芳烃油,继续搅拌45min,搅拌过程保持温度在174℃以下;加入稳定剂后,保持体系温度为180℃~190℃,缓慢搅拌至各组分混合均匀;将混合均匀后的体系冷却至室温,获得橡胶沥青;所述芳烃油为重质芳烃油,挥发性<5%,密度为0.9克/立方厘米~1.2克/立方厘米;
步骤4:将所述橡胶沥青和集料按7:93的比例混合,获得高比例再生橡胶沥青混合料。
实施例3
步骤1:获取环保型表面活性剂;将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒浸润在所述表面活性剂溶液中,进行震荡处理,处理完成后,获得湿态橡胶颗粒;将所述湿态橡胶颗粒进行真空干燥处理后,获得橡胶颗粒;其中,所述环保型表面活性剂为生物降解性的辛醇聚氧乙烯醚表面活性剂;所述废旧橡胶颗粒的颗粒尺寸为10目,清洁度<1%杂质,含水率<1%;
步骤2:将牌号为70号的基质沥青加热至182℃,使其达到流动状态后,按比例加入胶粉混合物,并保温搅拌;按比例加入所述废旧橡胶颗粒并降温至150℃,保温搅拌至无明显颗粒;其中,所述基质沥青的135℃运动粘度为100Pa.s,软化点为 55℃;
步骤3:加入SBS改性剂,进行高温剪切处理和搅拌处理,以使其完全溶解并均匀分散;再缓慢加入芳烃油,继续搅拌45min,搅拌过程保持温度在174℃以下;加入稳定剂后,保持体系温度为180℃~190℃,缓慢搅拌至各组分混合均匀;将混合均匀后的体系冷却至室温,获得橡胶沥青;所述芳烃油为重质芳烃油,挥发性<5%,密度为0.9克/立方厘米~1.2克/立方厘米;
步骤4:将所述橡胶沥青和集料按5:95的比例混合,获得高比例再生橡胶沥青混合料。
实施例4
步骤1:获取高效表面活性剂;将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒浸润在所述表面活性剂溶液中,进行震荡处理,处理完成后,获得湿态橡胶颗粒;将所述湿态橡胶颗粒进行真空干燥处理后,获得橡胶颗粒;其中,所述高效表面活性剂为辛醇聚氧乙烯醚和亲水性的羟基改性剂的混合液;所述辛醇聚氧乙烯醚和亲水性的羟基改性剂为等重量比例混合;所述废旧橡胶颗粒的颗粒尺寸为30目,清洁度<1%杂质,含水率<1%;
步骤2:将牌号为70号的基质沥青加热至184℃,使其达到流动状态后,按比例加入胶粉混合物,并保温搅拌;按比例加入所述废旧橡胶颗粒并降温至149℃,保温搅拌至无明显颗粒;其中,所述基质沥青的135℃运动粘度为260Pa.s,软化点为 55℃;
步骤3:加入SBS改性剂,进行高温剪切处理和搅拌处理,以使其完全溶解并均匀分散;再缓慢加入芳烃油,继续搅拌45min,搅拌过程保持温度在174℃以下;加入稳定剂后,保持体系温度为180℃~190℃,缓慢搅拌至各组分混合均匀;将混合均匀后的体系冷却至室温,获得橡胶沥青;所述芳烃油为重质芳烃油,挥发性<5%,密度为0.9克/立方厘米~1.2克/立方厘米;
步骤4:将所述橡胶沥青和集料按4:96的比例混合,获得高比例再生橡胶沥青混合料。
实施例5
步骤1:获取环保型表面活性剂;将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒浸润在所述表面活性剂溶液中,进行震荡处理,处理完成后,获得湿态橡胶颗粒;将所述湿态橡胶颗粒进行真空干燥处理后,获得橡胶颗粒;其中,所述环保型表面活性剂为生物降解性的辛醇聚氧乙烯醚表面活性剂;所述废旧橡胶颗粒的颗粒尺寸为20目,清洁度<1%杂质,含水率<1%;
步骤2:将牌号为70号的基质沥青加热至184℃,使其达到流动状态后,按比例加入胶粉混合物,并保温搅拌;按比例加入所述废旧橡胶颗粒并降温至153℃,保温搅拌至无明显颗粒;其中,所述基质沥青的135℃运动粘度为300Pa.s,软化点为 55℃;
步骤3:加入SBS改性剂,进行高温剪切处理和搅拌处理,以使其完全溶解并均匀分散;再缓慢加入芳烃油,继续搅拌45min,搅拌过程保持温度在174℃以下;加入稳定剂后,保持体系温度为180℃~190℃,缓慢搅拌至各组分混合均匀;将混合均匀后的体系冷却至室温,获得橡胶沥青;所述芳烃油为重质芳烃油,挥发性<5%,密度为0.9克/立方厘米~1.2克/立方厘米;
步骤4:将所述橡胶沥青和集料按6:94的比例混合,获得高比例再生橡胶沥青混合料。
实施例6
步骤1:获取高效表面活性剂;将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒浸润在所述表面活性剂溶液中,进行震荡处理,处理完成后,获得湿态橡胶颗粒;将所述湿态橡胶颗粒进行真空干燥处理后,获得橡胶颗粒;其中,所述高效表面活性剂为辛醇聚氧乙烯醚和亲水性的羟基改性剂的混合液;所述辛醇聚氧乙烯醚和亲水性的羟基改性剂为等重量比例混合;所述废旧橡胶颗粒的颗粒尺寸为20目,清洁度<1%杂质,含水率<1%;
步骤2:将牌号为70号的基质沥青加热至183℃,使其达到流动状态后,按比例加入胶粉混合物,并保温搅拌;按比例加入所述废旧橡胶颗粒并降温至152℃,保温搅拌至无明显颗粒;其中,所述基质沥青的135℃运动粘度为280Pa.s,软化点为55℃;
步骤3:加入SBS改性剂,进行高温剪切处理和搅拌处理,以使其完全溶解并均匀分散;再缓慢加入芳烃油,继续搅拌45min,搅拌过程保持温度在174℃以下;加入稳定剂后,保持体系温度为180℃~190℃,缓慢搅拌至各组分混合均匀;将混合均匀后的体系冷却至室温,获得橡胶沥青;所述芳烃油为重质芳烃油,挥发性<5%,密度为0.9克/立方厘米~1.2克/立方厘米;
步骤4:将所述橡胶沥青和集料按7:93的比例混合,获得高比例再生橡胶沥青混合料。
实施例7
步骤1:获取废旧橡胶颗粒,进行清洗后,将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒干燥并去除杂质后,置于非离子型表面活性剂中进行表面处理,获得橡胶颗粒;所述废旧橡胶颗粒的颗粒尺寸为20目,清洁度<1%杂质,含水率<1%;所述非离子型表面活性剂包括辛醇聚氧乙烯醚、辛醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚的等重量比例混合溶液;
步骤2:将牌号为70号的基质沥青加热至181℃,使其达到流动状态后,按比例加入胶粉混合物,并保温搅拌;按比例加入所述废旧橡胶颗粒并降温至150℃,保温搅拌至无明显颗粒;其中,所述基质沥青的135℃运动粘度为270Pa.s,软化点为55℃;
步骤3:加入SBS改性剂,进行高温剪切处理和搅拌处理,以使其完全溶解并均匀分散;再缓慢加入芳烃油,继续搅拌45min,搅拌过程保持温度在174℃以下;加入稳定剂后,保持体系温度为180℃~190℃,缓慢搅拌至各组分混合均匀;将混合均匀后的体系冷却至室温,获得橡胶沥青;所述芳烃油为重质芳烃油,挥发性<5%,密度为0.9克/立方厘米~1.2克/立方厘米;
步骤4:将所述橡胶沥青和集料按3:97的比例混合,获得高比例再生橡胶沥青混合料。
实施例8
步骤1:获取废旧橡胶颗粒,进行清洗后,将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒干燥并去除杂质后,置于阴离子型表面活性剂中进行表面处理,获得橡胶颗粒;所述废旧橡胶颗粒的颗粒尺寸为20目,清洁度<1%杂质,含水率<1%;所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇硫酸酯的混合溶液,混合重量比例为3:7;
步骤2:将牌号为70号的基质沥青加热至180℃-185℃,使其达到流动状态后,按比例加入胶粉混合物,并保温搅拌;按比例加入所述废旧橡胶颗粒并降温至148℃~153℃,保温搅拌至无明显颗粒;其中,所述基质沥青的135℃运动粘度为80Pa.s,软化点为55℃;
步骤3:加入SBS改性剂,进行高温剪切处理和搅拌处理,以使其完全溶解并均匀分散;再缓慢加入芳烃油,继续搅拌45min,搅拌过程保持温度在174℃以下;加入稳定剂后,保持体系温度为180℃~190℃,缓慢搅拌至各组分混合均匀;将混合均匀后的体系冷却至室温,获得橡胶沥青;所述芳烃油为重质芳烃油,挥发性<5%,密度为0.9克/立方厘米~1.2克/立方厘米;
步骤4:将所述橡胶沥青和集料按5:95的比例混合,获得高比例再生橡胶沥青混合料。
上述实施例1-8中,所述橡胶沥青中各组分用量如表1所示:
表1:
测试例1
采用中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20-2011标准规定的检测方法测定实施例1所述高比例再生橡胶沥青混合料的软化点、针入度和5℃延度,胶结料性能结果见表2:
表2:
其中,需要说明的是,所述针入度(Penetration)是指标识针锥在规定条件下(通常是负重、温度和时间的特定组合下),穿透橡胶沥青的深度。针入度越大,表示橡胶沥青越软。5℃延度是指橡胶沥青在一定温度下能够延展的长度,5℃延度是在5℃下测量的,表示了在相对低温下橡胶沥青的柔韧性。5℃软化点是指橡胶沥青在受热时开始软化的温度,5℃软化点是在5℃下测量的,对于一些寒冷气候中使用的橡胶沥青而言,这是一个关键的性能指标。软化点越低,表示橡胶沥青在较低温度下就开始软化。5℃老化后延度衡量了橡胶沥青在5℃下老化后的延展性,老化通常指的是橡胶沥青在特定条件下(例如紫外线照射或氧气接触)暴露于环境一段时间。老化后延度的变化可以反映橡胶沥青在一定环境下的稳定性和耐久性。
测试例2
将实施例1-4所获得的高比例再生橡胶沥青混合料(编号依次为1-4)依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20-2011规定的标准方法进行成型,其中混合料的拌和温度为175℃,成型温度为165℃,马歇尔击实次数为双面击实75次,并依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20-2011规定的标准方法测试其马歇尔稳定度及空隙率,试验结果如表3:
表3:
可以看出,通过本申请所述方法制备获得的高比例再生橡胶沥青混合料,通过引入成本更低、性能更优越的替代原材料,可以在维持高质量路面的同时,降低建设和维护的经济压力。这不仅有助于推动可持续发展的理念,还能为城市交通建设提供更为可行和创新的解决方案。因此,本申请的提出正是在这一背景下迎合市场需求的产物。通过巧妙地利用废弃橡胶制品,本申请不仅能够显著降低沥青混合料的生产成本,而且能够改善沥青路面的抗老化、抗裂性能,从而创造出一种更经济、更耐久的道路建设材料。这不仅有望推动沥青路面技术的革新,还有助于构建更为可持续和环保的交通基础设施。
此外,本申请通过选择适当牌号的基质沥青,并对其粘度和软化点进行控制,可以精细调节沥青的性质,以满足特定工程要求。以及选择适宜的芳烃油种类和控制添加量,以满足混合料的流动性和稳定性要求。这有助于提高混合料的可施工性,降低施工成本。合理选择和使用稳定剂和SBS改性剂,以最大程度地提高混合料的耐老化性能和抗裂性能。废旧橡胶的回收利用和对环境友好的添加剂选择有助于提高混合料的环保性。通过对原材料的精确控制和混合料的优化设计,可以生产具有更好性能的混合料,如更高的抗裂性、更好的抗滑性能,以满足不同工程要求。通过混合料的性能提升,可以实现更耐久、更耐磨的路面,减少维护和修复成本。这对于道路管理者和使用者而言都是一个经济和效益的优势。
以上仅为本申请的优选实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种高比例再生橡胶沥青混合料,其特征在于,包括橡胶沥青和集料;其中,所述橡胶沥青包括以下重量份组分:62份基质沥青、7份废旧橡胶颗粒、2.5份芳烃油、2.5份稳定剂、3份SBS改性剂和1份胶粉混合物;
其中,所述基质沥青的牌号为70号,其135℃运动粘度为80Pa.s~300Pa.s,软化点为 45℃~70℃;
其中,所述废旧橡胶颗粒的颗粒尺寸为10目~30目,清洁度<1%杂质,含水率<1%;
其中,所述芳烃油为重质芳烃油,挥发性<5%,密度为0.9克/立方厘米~1.2克/立方厘米;
所述胶粉混合物包括混合重量比例为80:1的胶粉和橡胶活化剂;所述橡胶活化剂为牌号450和480中至少一种;
所述橡胶沥青和集料的混合重量比例为3~7:93~97。
2.一种如权利要求1所述高比例再生橡胶沥青混合料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取废旧轮胎橡胶颗粒,进行清洗后,进行表面处理,获得橡胶颗粒;其中,所述表面处理是指等离子体处理和溶液共混处理中至少一种表面处理方式;
将基质沥青加热至170℃~190℃,使其达到流动状态后,按比例加入胶粉混合物,并保温搅拌;按比例加入所述废旧橡胶颗粒并降温至148℃~153℃,保温搅拌至无明显颗粒;
加入SBS改性剂,进行高温剪切处理和搅拌处理,以使其完全溶解并均匀分散;再缓慢加入芳烃油,继续搅拌45min,搅拌过程保持温度在174℃以下;加入稳定剂,获得橡胶沥青;
按比例将所述橡胶沥青和集料混合,获得高比例再生橡胶沥青混合料。
3.根据权利要求2所述高比例再生橡胶沥青混合料的制备方法,其特征在于,所述等离子体处理包括:将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒干燥并去除杂质后,置于气氛为惰性气体的等离子体处理室内进行等离子体处理;处理完成后,进行气体冷却处理,获得橡胶颗粒。
4.根据权利要求2所述高比例再生橡胶沥青混合料的制备方法,其特征在于,所述溶液共混处理包括:
获取表面活性剂溶液;其中,所述表面活性剂溶液包括环保型表面活性剂和高效表面活性剂中至少一种;
将清洗后的废旧轮胎橡胶颗粒浸润在所述表面活性剂溶液中,进行震荡处理,处理完成后,获得湿态橡胶颗粒;
将所述湿态橡胶颗粒进行真空干燥处理后,获得橡胶颗粒。
5.根据权利要求4所述高比例再生橡胶沥青混合料的制备方法,其特征在于,所述环保型表面活性剂为生物降解性的辛醇聚氧乙烯醚表面活性剂;所述高效表面活性剂为辛醇聚氧乙烯醚和亲水性的羟基改性剂的混合液;其中,所述辛醇聚氧乙烯醚和亲水性的羟基改性剂为等重量比例混合。
6.根据权利要求4所述高比例再生橡胶沥青混合料的制备方法,其特征在于,所述表面活性剂溶液还包括非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂中至少一种;
所述非离子型表面活性剂包括辛醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中至少一种;所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇硫酸酯中至少一种。
7.根据权利要求3所述高比例再生橡胶沥青混合料的制备方法,其特征在于,所述加入稳定剂,获得橡胶沥青的步骤,包括:
加入稳定剂后,保持体系温度为180℃~190℃,缓慢搅拌至各组分混合均匀;
将混合均匀后的体系冷却至室温,获得橡胶沥青。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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