CN101376575B - 废旧沥青混合料的冷再生还原剂及制备还原剂方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了废旧沥青混合料的冷再生还原剂及制备还原剂方法和应用。还原剂按百分质量比环烷芳香化合物胶质油，溶剂油，增强剂，无水乙醇，增效剂，增溶分散剂组成，制备方法：在常温下，称取环烷芳香化合物和胶质油按比例混合，连续高速剪切形成均匀乳液；在乳液中添加溶剂油，增强剂，持续搅拌乳化；再加入无水乙醇持续搅拌乳化后，加入增效剂和增溶分散剂得到冷再生还原剂。用于沥青混凝土路面的基层及下面层铺筑。粘结强度高，流变性好，有较高芳香分含量，抗老化能力强，耐候性好，对周围空气无污染，用还原剂改善废旧沥青化学组分的物理、化学性质，提高或恢复废旧沥青材料路用相溶性能。广泛用于高速公路及城市道路和普通公路建设。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于废旧沥青混合料的再生还原剂，具体涉及废旧沥青混合料的冷再生还原剂及制备冷再生还原剂的方法和应用。
背景技术
公路再生技术已成为21世纪公路养护的热点技术。再过10～20年，根据我国公路网发展规划，我国高速公路将达8.5万公里，路网总里程也将达到650万公里。按照沥青的设计寿命，每10年左右翻修一次，以路面平均宽度22m、翻修厚度10cm计算，8.5万公里的高速公路网平均每年将产生接近5000万吨的旧混合料，如能加以利用，每年可节省材料费约100亿人民币。否则这些为数巨大的沥青混凝土层翻挖后只能白白的废弃掉，一方面造成环境污染，另一方面对于我国这种优质沥青极为匮乏的国家来说是一种资源浪费，而且大量的使用新石料，存在开采矿石会导致森林植被减少，水土流失等严重的生态环境破坏，特别是若堆放的地方不对，在暴雨的作用下就易形成人为的泥石流或滑坡，毁坏农田和村庄、危及人民的生命财产安全，不利于公路建设可持续发展的战略思想的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种粘结强度高，流变性好，有较高的芳香分含量，抗老化能力强，耐候性好的废旧沥青混合料的冷再生还原剂。
本发明的另一目的是提供制备冷再生还原剂的方法。
本发明再一目的是提供冷再生还原剂的应用。
为了改善环境不被污染，节约石材的开采，避免山体滑坡及植被减少，水土流失的缺陷，本发明的技术方案是这样解决的：
一种废旧沥青混合料的冷再生还原剂，本发明的特殊之处在于按百分质量比，由40％～45％的环烷芳香化合物，22％～30％的胶质油，20％～30％的溶剂油，2％～3％的增强剂，3％～4％的无水乙醇，2％～3％的增效剂，2％～3％的增溶分散剂组成，所述环烷芳香化合物包括茚满和萘满以及它们的甲基衍生物以及甾、萜类化合物中的一种或一种以上的混合物，所述胶质油包括石油渣油、重质馏分油、催化裂解油其中的一种或一种以上的化合物，所述溶剂油包括汽油、煤油、柴油其中的一种或一种以上，所述增强剂包括苯胺类，所述增效剂包括咪唑啉衍生物，双环咪唑啉衍生物、环烷基咪唑啉衍生物的一种或一种以上的混合物，所述增溶分散剂包括阳离子含氟表面活性剂中的羧酸盐类、磺酸盐类、磷酸盐类和硫酸盐类的一种或一种以上的混合物。
所述的冷再生还原剂的制备方法，按下述步骤进行：
1)、在常温22℃～28℃条件下，称取40％～45％的环烷芳香化合物和22％～30％的胶质油按上述比例混合，连续高速剪切25min～35min后，形成均匀乳液；
2)、在乳液中分别添加20％～30％的溶剂油，2％～3％的增强剂，在持续搅拌乳化18min～25min；
3)、再加入3％～4％的无水乙醇持续搅拌乳化8min～15min后，加入2％～3％的增效剂和2％～3％的增溶分散剂并持续搅拌乳化25min～35min，即得到所述冷再生还原剂。
所述的冷再生还原剂的应用方法，按下述步骤进行：
1)、将回收回来的废旧沥青混合料进行破碎成粉末，粉末粒径为≤25mm；
2)、将上述的冷再生还原剂按回收回来的废旧沥青混合料粉末的0.8％～1.2％的比例，以雾封状态加入到废旧沥青混合料粉末中，经充分搅拌后，用于沥青混凝土路面的基层及下面层铺筑。
冷再生技术由于裹覆在回收集料表面的旧沥青不能像热拌过那样通过沥青的融化过程与新的沥青抗老化改性进行混合而形成牢固的结合。所以在早期，冷拌混合料只能用于乡村道路等低交通量的道路上。近年来随着再生还原剂性能的不断提高，通过添加还原剂(包括各种化学还原剂)，可通过还原剂与旧沥青之间的相互作用来改善老化沥青的物理、化学特性，因而扩大冷再生技术的应用范围。
本发明与现有技术相比，粘结强度高，流变性好，有较高的芳香分含量，抗老化能力强，耐候性好的特点，本发明的优点为：
1)、冷再生还原剂的制备方法是在常温下进行，对周围空气无污染，保护了周围的环境。
2)、沥青混凝土路面的基层及下面层均采用旧路面沥青混凝土层翻挖后的废沥青混凝土，达到废物利用，减少废弃旧路面沥青占地面积，减少新石料的开采量，节约新路面的石料成本。
3)、用还原剂改善废旧沥青化学组分的物理、化学性质，从而提高或恢复废旧沥青材料的路用相溶性能，同时还是以厂拌冷再生的方法进行还原处理，不需对废旧沥青混合料进行热加工，对周围空气无污染。
4)、实现了资源的循环利用，解决了旧料堆放产生的环境污染问题，减少了土地占用和矿山资源开采。
5)、减少了大量煤炭资源的浪费，又避免了大量温室气体和沥青加热过程中有毒有害气体的排放，进而也产生了良好的大气环境保护强益。
6)、采用沥青路面冷再生技术，减少新料使用，避免了过度开山采石，减少了因开山取石过程中产生的噪音污染，使生态环境得到了保护。
7)、在一定程度上缓解了铺筑现场的交通负担，避免了因过多原料运输产生的经济问题和环境污染问题，起到了一举两得的功强。
经本发明所述的废旧沥青混合料冷再生还原剂处理的废旧沥青混合料的路用性能指标达到交通运输部《公路沥青路面再生技术规范》的基层及下面层再生的路用性能指标，广泛用于高速公路及城市道路和普通公路建设。
具体实施方式
下面结合实施例对发明内容作进一步说明：
实施例1
一种废旧沥青混合料的冷再生还原剂，按百分质量比，由40％～45％的环烷芳香化合物，22％～30％的胶质油，20％～30％的溶剂油，2％～3％的增强剂，3％～4％的无水乙醇，2％～3％的增效剂，2％～3％的增溶分散剂组成，所述环烷芳香化合物包括茚满和萘满以及它们的甲基衍生物以及甾、萜类化合物中的一种或一种以上的混合物，所述胶质油包括石油渣油、重质馏分油、催化裂解油其中的一种或一种以上的化合物，所述溶剂油包括汽油、煤油、柴油其中的一种或一种以上，所述增强剂包括苯胺类，所述增效剂包括咪唑啉衍生物，双环咪唑啉衍生物、环烷基咪唑啉衍生物的一种或一种以上的混合物，所述增溶分散剂包括阳离子含氟表面活性剂中的羧酸盐类、磺酸盐类、磷酸盐类和硫酸盐类的一种或一种以上的混合物。
上述的环烷芳香化合物含有树脂或极性芳烃，具有极强的极性。
上述的增强剂为苯胺类，分子式C6H5NH2。
上述的增效剂为咪唑啉衍生物，双环咪唑啉衍生物、环烷基咪唑啉衍生物的一种或一种以上的混合物，用于增强废旧混合料之间的粘结强度。
上述的增溶分散剂为阳离子含氟表面活性剂中的羧酸盐类(RfCOO-M+)、磺酸盐类(RfSO3-M+)、磷酸盐类(RfOPO3 2-M2+)和硫酸盐类(RfOSO3-M+)，的一种或一种以上的混合物。较低的表面张力和较低的临界胶束浓度，可以增强胶体的空间稳定作用。
冷再生还原剂的制备方法，按下述步骤进行：
1)、在常温22℃～28℃条件下，称取40％～45％的环烷芳香化合物和22％～30％的胶质油按上述比例混合，连续高速剪切25min～35min后，形成均匀乳液；
2)、在乳液中分别添加20％～30％的溶剂油，2％～3％的增强剂，在持续搅拌乳化18min～25min；
3)、再加入3％～4％的无水乙醇持续搅拌乳化8min～15min后，加入2％～3％的增效剂和2％～3％的增溶分散剂并持续搅拌乳化25min～35min，即得到所述冷再生还原剂。
冷再生还原剂的应用方法，按下述步骤进行：
1)、将回收回来的废旧沥青混合料进行破碎成粉末，粉末粒径为≤25mm；
2)、将上述的冷再生还原剂按回收回来的废旧沥青混合料粉末的0.8％-1.2％的比例，以雾封状态加入到废旧沥青混合料粉末中，经充分搅拌后，用于沥青混凝土路面的基层及下面层铺筑。
实施例2
冷再生还原剂按百分质量比，由41％～43％的环烷芳香化合物，23％～27％的胶质油，22％～26％的溶剂油，2％～3％的增强剂，3％～4％的无水乙醇，2％～3％的增效剂，2％～3％的增溶分散剂组成，制备方法及应用方法同实施例1。
实施例3
冷再生还原剂按百分质量比，由40％的环烷芳香化合物，25％的胶质油，25％的溶剂油，3.5％的乙醇，2.5％的增效剂，2.0％的增强剂，2.0％的增溶分散剂组成，制备方法及应用方法同实施例1。
将本发明所述的还原剂按照废旧沥青4～5‰，加入到从废料铣刨料中回收的老化SK AH-70#中，在常温下搅拌35min，制得再生沥青。
测试再生沥青指标与老化沥青指标对比如下：
| 沥青 | 针入度25℃ | 延度15℃ | 软化点 |
| 废旧沥青AH-70# | 36 | 40 | 62 |
| 再生沥青 | 70 | ＞100 | 49 |
将本发明所述的还原剂按废旧沥青混合料的0.8～1.2％的比例，以雾封状态喷洒到废旧沥青混合料中，(西安绕城高速铣刨料，使用时间5年)按照公路沥青路面再生技术规范《JT％F41-2008》成型试件、养生，检测其路用性能指标。
测试结果如下：
实施例4
冷再生还原剂按百分质量比，由44％的环烷芳香化合物，25％的胶质油，21％的溶剂油，3.0％的乙醇，2.0％的增效剂，2.5％的增强剂，2.5％的增溶分散剂组成，制备方法及应用方法同实施例1。
将本发明所述的还原剂按照废旧沥青4～5‰，加入到从废料铣刨料中回收的老化SK AH-70#中，在常温下搅拌35min，制得再生沥青。
测试再生沥青指标与老化沥青指标对比如下：
| 沥青 | 针入度25℃ | 延度15℃ | 软化点 |
| 废旧沥青AH-70# | 38 | 41 | 61 |
| 再生沥青 | 70 | ＞100 | 48 |
将本发明所述的还原剂按废旧沥青混合料的0.8～1.2％的比例，以雾封状态喷洒到废旧沥青混合料中，(西安绕城高速铣刨料，使用时间5年)按照公路沥青路面再生技术规范《JT％F41-2008》成型试件、养生，检测其路用性能指标。
测试结果如下：
实施例5
冷再生还原剂按百分质量比，由41％的环烷芳香化合物，20％的胶质油，27％的溶剂油，3.6％的乙醇，2.8％的增效剂，2.8％的增强剂，2.8％的增溶分散剂组成，制备方法及应用方法同实施例1。
将本发明所述的还原剂按照废旧沥青4～5‰，加入到从废料铣刨料中回收的老化SK AH-70#中，在常温下搅拌35min，制得再生沥青。
测试再生沥青指标与老化沥青指标对比如下：
| 沥青 | 针入度25℃ | 延度15℃ | 软化点 |
| 废旧沥青AH-70# | 37 | 42 | 61 |
| 再生沥青 | 71 | ＞100 | 47 |
将本发明所述的还原剂按废旧沥青混合料的0.8～1.2％的比例，以雾封状态喷洒到废旧沥青混合料(西安绕城高速铣刨料，使用时间5年)中，按照公路沥青路面再生技术规范《JTG F41-2008》成型试件、养生，检测其路用性能指标。
测试结果如下：
Claims (4)
1.一种废旧沥青混合料的冷再生还原剂，其特征在于按百分质量比，由40％～45％的环烷芳香化合物，22％～30％的胶质油，20％～30％的溶剂油，2％～3％的增强剂，3％～4％的无水乙醇，2％～3％的增效剂，2％～3％的增溶分散剂组成，上述各成分总质量为100％，所述环烷芳香化合物包括茚满和萘满以及它们的甲基衍生物以及甾、萜类化合物中的一种以上，所述胶质油包括石油渣油、重质馏分油、催化裂解油其中的一种以上的化合物，所述溶剂油包括汽油、煤油、柴油其中的一种以上，所述增强剂包括苯胺类，所述增效剂包括咪唑啉衍生物，双环咪唑啉衍生物、环烷基咪唑啉衍生物的一种以上，所述增溶分散剂包括阳离子含氟表面活性剂中的羧酸盐类、磺酸盐类、磷酸盐类和硫酸盐类的一种以上。
2.根据权利要求1所述的废旧沥青混合料的冷再生还原剂，其特征在于冷再生还原剂按百分质量比，由41％～43％的环烷芳香化合物，23％～27％的胶质油，22％～26％的溶剂油，2％～3％的增强剂，3％～4％的无水乙醇，2％～3％的增效剂，2％～3％的增溶分散剂组成。
3.一种权利要求1所述的冷再生还原剂的制备方法，按下述步骤进行：
1)、在常温22℃～28℃条件下，称取40％～45％的环烷芳香化合物和22％～30％的胶质油按上述比例混合，连续高速剪切25min～35min后，形成均匀乳液；
2)、在乳液中分别添加20％～30％的溶剂油，2％～3％的增强剂，在持续搅拌乳化18min～25min；
3)、再加入3％～4％的无水乙醇持续搅拌乳化8min～15min后，加入2％～3％的增效剂和2％～3％的增溶分散剂并持续搅拌乳化25min～35min，即得到所述冷再生还原剂。
4.一种权利要求1所述的冷再生还原剂的应用方法，按下述步骤进行：
1)、将回收回来的废旧沥青混合料进行破碎成粉末，粉末粒径为≤25mm
2)、将上述的冷再生还原剂按回收回来的废旧沥青混合料粉末的0.8％-1.2％的比例，以雾封状态加入到废旧沥青混合料粉末中，经充分搅拌后，用于沥青混凝土路面的基层及下面层铺筑。
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