CN104031397B - 一种再生环氧沥青路面及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种再生环氧沥青路面及其制备方法，特点是包括旧沥青混合料和添加量2-5wt%的环氧沥青胶结料，环氧沥青胶结料由A、B两个组分按质量比1:1的比例混合而成，其中A组分由液体环氧树脂15-30份、活性稀释剂10-20份和石油沥青40-70份组成，B组分由酸酐固化剂15-25份、石油沥青40-75份和固化促进剂0.5-2份混合组成，其制备方法包括将旧路面铣刨挖除；清理铣刨后的界面并洒布环氧沥青粘结层；将环氧沥青胶结料和旧沥青混合料经加热拌合后拉运到需翻新的路面施工现场，经摊铺碾压和养生固化即可，优点是可提高再生路面的使用寿命，避免因旧沥青混合料加热不均、级配混乱和沥青老化等问题。

Description

一种再生环氧沥青路面及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种沥青路面再生技术，尤其是涉及一种再生环氧沥青路面及其制备方法。

背景技术

我国是沥青路面应用的超级大国。目前，全国等级公路的沥青路面的通车总面积约70亿㎡，另有城市道路的沥青路面面积约48亿㎡。这些沥青路面经十几年的运行，沥青材料的性能大幅退化，沥青混凝土路面经常呈现坑槽、开裂、车辙等多种病害。每年需翻新的沥青路面面积近10亿㎡，沥青路面的翻新罩面任务十分繁重。若采用新沥青混合料进行罩面，则每年消耗的石油沥青可能近1000万吨，消耗石料超过了2亿吨，路面翻新的工程费用每年超过了千亿元，不仅石油沥青和沙石材料等不可再生的资源消耗十分惊人，由此造成的环境压力难以承受，因道路维护翻新施工造成的交通拥堵等社会影响同样不容忽视。铣刨回收的旧沥青混合料如不能合理的利用还将造成很大的环境问题，因旧沥青混合料含有沥青等有害成分，不能用于农作物的种植，不当的堆放或填埋还将引起地表水和地下水源的污染。

当前，国内沥青路面的再生主要分为两种方式，一种是采用大型的联合设备机组在现场对沥青路面进行就地加热、铣刨翻松、然后添加新沥青和再生剂以及新石料等，经联合再生设备就地拌合铺筑形成再生的沥青路面。这种再生方法被称之为现场就地热再生。另一种再生的方式是将铣刨回收的旧沥青料拉运回沥青拌合场，经重新加热拌合、添加新沥青和石料形成新的热拌沥青混合料，然后再采用常规的沥青混凝土施工方法进行铺筑碾压，形成翻新的沥青路面。这种再生方法被称之为场拌热再生。为保证场拌热再生混合料的品质，旧料的添加量一般仅占再生混合料总量的30-40%，旧沥青混合料的利用率不高。

当前国内用旧沥青混合料再生路面的方法和技术路径为：

1）旧沥青路面取样抽提筛分，了解旧混合料的级配组成；

2）采用溶剂法回收旧沥青，分析判别旧沥青的老化性能；选择沥青再生剂和新沥青与旧沥青进行配伍试验，形成新的再生沥青，并使再生后的沥青胶结料性能接近新沥青性能指标；

3）根据旧混合料的级配组成添加新矿料，使再生混合料的级配靠近理想的设计级配曲线；根据再生后的沥青性能向回收的旧混合料中添加再生剂和新沥青，经拌合设备搅拌均匀形成再生的热拌沥青混合料，最后摊铺碾压形成后沥青混合料再生路面。

这种方法在试验室条件下是可行的，但在实际大面积施工阶段，因铣刨回收的旧混合料级配变化很大，再生混合料难以稳定。另外，旧沥青料中的沥青通常裹附了大量的矿粉和细料，旧沥青和细料通常以油团颗粒的形式存在，这种油团颗粒即使加热和短时间的机械搅拌也难以完全打开，因而阻碍了再生剂和旧沥青的熔融均匀，旧沥青和细料因而不能均匀的分散在再生混合料中成为其有效的组成部分，所再生的沥青混合料不易均匀，再生的沥青路面要么容易出现车辙变形，要么容易出现多孔渗水，作为道路的上面层使用往往寿命较短。因此，国内的沥青再生路面通常仅被用为垫层或铺装下层，上面层还通常需要再做一层新的罩面，以此来规避再生混合料本身的品性不良。因此，再生路面的推广应用受到了很大限制。研究新型的路面再生技术，改善再生混合料的品质，延长再生路面的使用寿命，节约不可再生的资源，降低再生路面的工程造价是我国道路工程界当前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可提高再生路面的使用寿命，避免因旧沥青混合料加热不均、级配混乱和沥青老化等因素导致的再生路面品性不良的再生环氧沥青路面及其制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种再生环氧沥青路面，包括旧沥青混合料和环氧沥青胶结料，所述的环氧沥青胶结料添加量为所述的旧沥青混合料质量的2-5%，所述的环氧沥青胶结料由A、B两个组分按质量比1:1的比例混合而成，其中A组分由以下原料及其重量份数组成：液体环氧树脂15-30份、活性稀释剂10-20份和石油沥青40-70份，B组分由以下原料及其重量份数组成：酸酐固化剂15-25份、石油沥青40-75份和固化促进剂0.5-2份混合组成。

所述的液体环氧树脂为双酚A型E51环氧树脂或酚醛环氧树脂F44，所述的活性稀释剂为缩水甘油醚，所述的酸酐固化剂为甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐，所述的固化促进剂为液体咪唑。

所述的旧沥青混合料级配范围应符合下表规定

。

一种再生环氧沥青路面的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将旧路面铣刨挖除；

2）清理铣刨后的界面并洒布环氧沥青胶结料作为粘结层，洒布量为0.4-1.0kg/㎡；

3）将环氧沥青胶结料和回收的旧沥青混合料经加热拌合生产再生环氧沥青混合料；

4）将再生环氧沥青混合料拉运到需翻新的路面施工现场，经摊铺碾压和养生固化形成再生环氧沥青路面。

所述的环氧沥青胶结料添加量为所述的旧沥青混合料的2-5%，所述的环氧沥青胶结料由A、B两个组分按质量比1:1的比例混合而成，其中A组分由以下原料及其重量份数组成：液体环氧树脂15-30份、活性稀释剂10-20份和石油沥青40-70份，B组分由以下原料及其重量份数组成：酸酐固化剂15-25份、石油沥青40-75份和固化促进剂0.5-2份混合组成。

所述的液体环氧树脂为双酚A型E51环氧树脂或酚醛环氧树脂F44，所述的活性稀释剂为缩水甘油醚，所述的酸酐固化剂为甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐，所述的固化促进剂为液体咪唑。

所述的加热拌合温度为130-160℃，拌合时间不少于60秒。

与当前的沥青路面再生技术相比，本发明的优点在于：本发明公开了一种再生环氧沥青路面及其制备方法，采用环氧沥青胶结料（性能见表1所示）替代普通石油沥青或再生剂来再生沥青路面，可显著的提高再生沥青混合料的强度、韧性和耐候性（得到的再生环氧沥青混合料的性能见表3所示），规避普通石油沥青材料因温度升高而***的缺点，减少当前再生技术因旧沥青混合料加热不均、级配混乱和沥青老化等因素对再生沥青路面性能的影响，进而提高再生路面的使用寿命。

附图说明

图1为本发明再生环氧沥青路面的施工流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

具体实施例

一种再生环氧沥青路面，包括旧沥青混合料和环氧沥青胶结料，环氧沥青胶结料添加量为旧沥青混合料质量的2-5%，环氧沥青胶结料由A、B两个组分按质量比1:1的比例混合而成，其中A组分由以下原料及其重量份数组成：液体环氧树脂15-30份、活性稀释剂10-20份和石油沥青40-70份，B组分由以下原料及其重量份数组成：酸酐固化剂15-25份、石油沥青40-75份和固化促进剂0.5-2份混合组成。

上述液体环氧树脂为双酚A型E51环氧树脂或酚醛环氧树脂F44，活性稀释剂为缩水甘油醚，酸酐固化剂为甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐，固化促进剂为液体咪唑。A+B经化学反应后形成上述环氧沥青胶结料，其固化后的性能满足表1所示，

表1环氧沥青胶结料性能要求

上述回收的旧沥青混合料中的旧沥青性能可不作要求，但旧沥青混合料级配应符合以下表2的规定，

表2旧沥青混合料级配范围

*相比部颁规范放宽了对旧沥青混合料的级配要求，以求适应多种类型的回收旧料。

上述环氧沥青胶结料按2-5wt%添加量加入到回收的旧沥青混合料中经加热拌合得到再生环氧沥青混合料，该环氧沥青再生混合料的性能满足表3的规定，

表3热拌再生环氧沥青混合料性能要求

上述再生环氧沥青路面的制备方法，包括以下步骤：

1）将旧路面铣刨挖除；

2）清理铣刨后的界面并洒布环氧沥青胶结料作为粘结层，洒布量为0.4-1.0kg/㎡；

3）将环氧沥青胶结料和回收的旧沥青混合料经加热拌合生产环氧沥青再生混合料，其中加热拌合温度为130-160℃，拌合时间不少于60秒；

4）将环氧沥青再生混合料拉运到需翻新的路面施工现场，经摊铺碾压和养生固化形成再生环氧沥青路面。

实施例1

一种再生环氧沥青路面，包括旧沥青混合料和环氧沥青胶结料，环氧沥青胶结料添加量为旧沥青混合料质量的3.5%，环氧沥青胶结料由A、B两个组分按质量比1:1的比例混合而成，其中A组分由以下原料及其重量份数组成：液体环氧树脂22份、活性稀释剂15份和石油沥青55份，B组分由以下原料及其重量份数组成：酸酐固化剂20份、石油沥青60份和固化促进剂1份混合组成。其中液体环氧树脂为双酚A型E51环氧树脂或酚醛环氧树脂F44，活性稀释剂为缩水甘油醚，酸酐固化剂为甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐，固化促进剂为液体咪唑。该再生环氧沥青路面的制备方法，包括以下步骤：

1）将旧路面铣刨挖除；

2）清理铣刨后的界面并洒布环氧沥青胶结料作为粘结层，洒布量为0.8kg/㎡；

3）将环氧沥青胶结料和回收的旧沥青混合料经加热拌合生产环氧沥青再生混合料，其中加热拌合温度为145℃，拌合时间70秒；

4）将环氧沥青再生混合料拉运到需翻新的路面施工现场，经摊铺碾压和养生固化形成再生环氧沥青路面。

实施例2

基本同上述实施例1，其区别在于：环氧沥青胶结料添加量为旧沥青混合料质量的5%，环氧沥青胶结料由A、B两个组分按质量比1:1的比例混合而成，其中A组分由以下原料及其重量份数组成：液体环氧树脂15份、活性稀释剂10份和石油沥青40份，B组分由以下原料及其重量份数组成：酸酐固化剂15份、石油沥青40份和固化促进剂0.5份混合组成。该再生环氧沥青路面的制备方法，包括以下步骤：

1）将旧路面铣刨挖除；

2）清理铣刨后的界面并洒布环氧沥青胶结料作为粘结层，洒布量为0.4kg/㎡；

3）将环氧沥青胶结料和回收的旧沥青混合料经加热拌合生产环氧沥青再生混合料，其中加热拌合温度为130℃，拌合时间150秒；

4）将环氧沥青再生混合料拉运到需翻新的路面施工现场，经摊铺碾压和养生固化形成再生环氧沥青路面。

实施例3

基本同上述实施例1，其区别在于：环氧沥青胶结料添加量为旧沥青混合料质量的2%，环氧沥青胶结料由A、B两个组分按质量比1:1的比例混合而成，其中A组分由以下原料及其重量份数组成：液体环氧树脂30份、活性稀释剂20份和石油沥青70份，B组分由以下原料及其重量份数组成：酸酐固化剂25份、石油沥青75份和固化促进剂2份混合组成。该再生环氧沥青路面的制备方法，包括以下步骤：

1）将旧路面铣刨挖除；

2）清理铣刨后的界面并洒布环氧沥青胶结料作为粘结层，洒布量为1.0kg/㎡；

3）将环氧沥青胶结料和回收的旧沥青混合料经加热拌合生产环氧沥青再生混合料，其中加热拌合温度为160℃，拌合时间60秒；

4）将环氧沥青再生混合料拉运到需翻新的路面施工现场，经摊铺碾压和养生固化形成再生环氧沥青路面。

应用实施例

某旧沥青路面原设计为改性沥青AK-13混合料，经运行7年后沥青路面出现多处裂缝和车辙推移病害，设计单位决定采用本发明的环氧沥青再生技术对该路面进行再生修复。

1）将旧路面上面层4cm铣刨并回收旧料于拌合场，经抽提筛分试验得知旧料沥青含量为4.1%，旧料级配如表4所示，符合表2的规定。

表4旧沥青混合料级配

2）将回收的旧沥青混合料加热到145℃，然后添加旧沥青混合料质量3.5%的环氧沥青胶结料，性能如表5所示，然后由拌合站设备搅拌70秒后用运料自卸车将搅拌均匀的再生环氧沥青混合料拉运到摊铺工地，经摊铺碾压后形成再生环氧沥青路面；

表5环氧沥青胶结料性能

3）再生后的环氧沥青混合料经养生固化15天后检测，性能达到表6的技术要求，然后开放交通。

表6再生环氧沥青混合料性能

该再生环氧沥青路面混合料性能全面超越了改性SMA新混合料的技术标准，仅养生固化开放交通的时间比常规的再生方法略长一些。再生后的混合料在15℃和100微应变的条件下进行MTS疲劳试验，其耐疲劳次数超过600万次，比用传统方法再生的沥青混合料疲劳寿命提高了约3倍，预计再生路面使用寿命可达8年，综合再生费用仅比传统方法增加了约三分之一。

本发明决不局限于上述的优选实施方式，而是在不背离本发明的精髓和范围的前提下，可以在这个优选实施方式中作出各种修改和变化，而本发明的范围仅由所附的权利要求书所限定。

Claims (4)

1.一种再生环氧沥青路面，其特征在于：包括旧沥青混合料和环氧沥青胶结料，所述的环氧沥青胶结料添加量为所述的旧沥青混合料质量的2-5％，所述的环氧沥青胶结料由A、B两个组分按质量比1:1的比例混合而成，其中A组分由以下原料及其重量份数组成：液体环氧树脂15-30份、活性稀释剂10-20份和石油沥青40-70份，B组分由以下原料及其重量份数组成：酸酐固化剂15-25份、石油沥青40-75份和固化促进剂0.5-2份混合组成，所述的液体环氧树脂为双酚A型E51环氧树脂或酚醛环氧树脂F44，所述的活性稀释剂为缩水甘油醚，所述的酸酐固化剂为甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐，所述的固化促进剂为液体咪唑。

2.根据权利要求1所述的一种再生环氧沥青路面，其特征在于：所述的旧沥青混合料级配范围应符合下表规定

3.一种根据权利要求1所述的再生环氧沥青路面的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将旧路面铣刨挖除；

2)清理铣刨后的界面并洒布环氧沥青胶结料作为粘结层，洒布量为0.4-1.0kg/㎡；

3)将环氧沥青胶结料和回收的旧沥青混合料经加热拌合生产再生环氧沥青混合料；

4)将再生环氧沥青混合料拉运到需翻新的路面施工现场，经摊铺碾压和养生固化形成再生环氧沥青路面，其中所述的环氧沥青胶结料添加量为所述的旧沥青混合料的2-5％，所述的环氧沥青胶结料由A、B两个组分按质量比1:1的比例混合而成，其中A组分由以下原料及其重量份数组成：液体环氧树脂15-30份、活性稀释剂10-20份和石油沥青40-70份，B组分由以下原料及其重量份数组成：酸酐固化剂15-25份、石油沥青40-75份和固化促进剂0.5-2份混合组成，所述的液体环氧树脂为双酚A型E51环氧树脂或酚醛环氧树脂F44，所述的活性稀释剂为缩水甘油醚，所述的酸酐固化剂为甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐，所述的固化促进剂为液体咪唑。

4.根据权利要求3所述的一种再生环氧沥青路面的制备方法，其特征在于：所述的加热拌合温度为130-160℃，拌合时间不少于60秒。