CN112174576A - 一种厂拌热再生沥青混合料及其加工方法 - Google Patents

一种厂拌热再生沥青混合料及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及沥青混合料技术领域，特别涉及一种厂拌热再生沥青混合料及其加工方法；包括以下组分：重量份数计，再生旧料60～70份、新沥青1～3份、新集料20～30份、矿粉4～6份以及改性组分1～4份；其中，所述改性组分包括以下重量份数的组分：聚乙二醇20～30份、增强纤维1～3份、抗剥落剂8～10份、增溶剂60～70份、温拌剂5～8份和再生剂10～15份。本发明目的是提供一种厂拌热再生沥青混合料及其加工方法，该沥青混合料具有较高的劲度模量，性能稳定。本发明目的是提供一种厂拌热再生沥青混合料及其加工方法，该热再生沥青混合料掺量高、再生效率高；热再生沥青混合料质地均匀、性能稳定且满足热拌沥青混合料的性能要求。

Description

一种厂拌热再生沥青混合料及其加工方法
技术领域
本发明涉及沥青混合料技术领域，特别涉及一种厂拌热再生沥青混合料及其加工方法。
背景技术
我国公路经过十多年的迅速发展，将有大量的沥青路面进入大、中修期，沥青路面再生与传统的沥青路面维修方式相比，能够节约大量的沥青、砂石等原材料，节省工程投资，同时有利于处理废料、保护环境，因而具有显著的经济效益和社会、环境效益，随着人们对环保、社会效益的关注，以及技术的进步，沥青路面再生利用技术越来越受到人们的重视。
厂拌热再生就是将旧沥青路面经过翻挖后运回拌和厂，再集中破碎，根据路面不同层次的质量要求，进行配比设计，确定旧沥青混合料的添加比例，再生剂、新沥青材料、新集料等在拌和机中按一定比例重新拌合成新的混合料，从而获得优良的再生沥青混凝土，铺筑成再生沥青路面。
再生沥青混合料出料温度通常较普通热拌沥青混合料高5～15度，而回收料(RAP)加热温度90～140度，通常为防止粘结和沥青老化，设置在110～120度。新集料的加热温度最高也不超过200度。根据热交换原理计算，回收料掺量一般只有30-40％，极大的限制了冷铣刨路面材料的回收利用。在满足相关沥青混合料性能基础上，如何加大掺量，提高回收沥青混合料的利用率，是目前行业亟待解决的问题。
为此，提出一种厂拌热再生沥青混合料及其加工方法。
发明内容
本发明目的是提供一种厂拌热再生沥青混合料及其加工方法，该热再生沥青混合料掺量高、再生效率高；热再生沥青混合料质地均匀、性能稳定且满足热拌沥青混合料的性能要求。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种厂拌热再生沥青混合料，包括以下组分：重量份数计，再生旧料60～70份、新沥青1～3份、新集料20～30份、矿粉4～6份以及改性组分1～4份；其中，所述改性组分包括以下重量份数的组分：聚乙二醇20～30份、增强纤维1～3份、抗剥落剂8～10份、增溶剂60～70份、温拌剂5～8份和再生剂10～15份。
具体的，所述再生旧料为AC-13沥青路面刨铣料；所述新沥青为岩沥青改性沥青。
具体的，所述新集料为粒径50～100mm的玄武岩和粒径100～150mm的玄武岩按重量比5：3混合而成。
具体的，所述增强纤维为长度0.2～0.3mm的碳纤维。
具体的，所述抗剥落剂为AMR抗剥落剂。
具体的，所述增溶剂为三甲苯。
具体的，所述温拌剂为EC120温拌改性剂。
具体的，所述再生剂为ARA再生剂。
一种厂拌热再生沥青混合料的加工方法，包括以下步骤：
S1：预处理，首先称取相应重量份数的增强纤维和增溶剂，随后将增溶剂分成重量相等的两份，将其中一份增溶剂和增强纤维加入搅拌机中分散，常温搅拌18～20s，得到混合物A；
S2：制备改性组分，将相应重量份数的聚乙二醇、抗剥落剂、再生剂以及另一份增溶剂加入搅拌机中分散，常温搅拌20～25s，得到混合物B，再加入混合物A，常温搅拌30～35s，得到混合物C；
S3：按照相应重量份数称取新沥青，搅拌条件下加热至135℃后加入混合物C，搅拌18～20s，得到混合物D，在130℃条件下边搅拌边进行存储；
S4：按照相应重量份数称取再生旧料，搅拌条件下加热至150℃后加入混合物D，搅拌20～25s，得到混合物E；
S5：按照相应重量份数称取新集料和矿粉，随后将两者加入混合物E中，在150℃条件下搅拌20～22s，得到混合物F，随后进行冷却，再降温至100℃加入温拌剂，搅拌15～18s，之后倒出混合料，即制得热再生沥青混合料。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的厂拌热再生沥青混合料工程应用中再生旧料掺量达60～70％，较其他热再生混合料掺量大幅提高，能够实现资源再生应用，增加再生旧料的利用率；
(2)本发明的厂拌热再生沥青混合料在铺设路面过程中，其路用性能均能达到新拌沥青混合料的性能要求，高温性能甚至优于新拌沥青混合料；
(3)本发明的改性组分，不仅能够使厂拌热再生沥青混合料中各组分融合更均匀，质地均匀，还能够优化厂拌热再生沥青混合料的性能，使其性能稳定且满足热拌沥青混合料的性能要求；
(4)本发明中厂拌热再生沥青混合料的制备方法，该制备方法将增溶剂分为重量相等的两份，通过将其中一份对增强纤维进行预分散，能够使增强纤维在增溶剂中均匀地分散、解纤，并形成稳定的分散状态，分散好的增强纤维加入热再生沥青混合料体系后，能够均匀的分散，能够在施工过程中热再生沥青混合料由于高温的作用而软化，添加增强纤维，可填充嵌挤到了集料骨架中的空隙，增加了厂拌热再生沥青混合料结构的骨架作用，加强了厂拌热再生沥青混合料各组分之间的相互作用力，使厂拌热再生沥青混合料结构更加紧密，增加了厂拌热再生沥青混合料承受荷载的能力；
(5)本发明中厂拌热再生沥青混合料的制备方法，该制备方法中先将改性组分和新沥青进行混合，随后在加入到再生旧料，相较于传统的直接添加，使得热再生沥青混合料物化反应充分，提高了厂拌热再生沥青混合料的均匀性和质量稳定性，降低了产品空隙率，并增加了贮存时间。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种厂拌热再生沥青混合料，包括以下组分：重量份数计，再生旧料60份、新沥青1份、新集料20份、矿粉4份以及改性组分1份；其中，所述改性组分包括以下重量份数的组分：聚乙二醇20份、增强纤维1份、抗剥落剂8份、增溶剂60份、温拌剂5份和再生剂10份。
具体的，所述再生旧料为AC-13沥青路面刨铣料；所述新沥青为岩沥青改性沥青；所述新集料为粒径50～100mm的玄武岩和粒径100～150mm的玄武岩按重量比5：3混合而成；所述增强纤维为长度0.2～0.3mm的碳纤维；所述抗剥落剂为AMR抗剥落剂；所述增溶剂为三甲苯；所述温拌剂为EC120温拌改性剂；所述再生剂为ARA再生剂。
进一步的，本发明涉及的AMR抗剥落剂为重庆海木交通技术有限公司所售。
进一步的，本发明涉及的矿粉技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的规范要求。
一种厂拌热再生沥青混合料的加工方法，包括以下步骤：
S1：预处理，首先称取相应重量份数的增强纤维和增溶剂，随后将增溶剂分成重量相等的两份，将其中一份增溶剂和增强纤维加入搅拌机中分散，常温搅拌18～20s，得到混合物A；
S2：制备改性组分，将相应重量份数的聚乙二醇、抗剥落剂、再生剂以及另一份增溶剂加入搅拌机中分散，常温搅拌20～25s，得到混合物B，再加入混合物A，常温搅拌30～35s，得到混合物C；
S3：按照相应重量份数称取新沥青，搅拌条件下加热至135℃后加入混合物C，搅拌18～20s，得到混合物D，在130℃条件下边搅拌边进行存储；
S4：按照相应重量份数称取再生旧料，搅拌条件下加热至150℃后加入混合物D，搅拌20～25s，得到混合物E；
S5：按照相应重量份数称取新集料和矿粉，随后将两者加入混合物E中，在150℃条件下搅拌20～22s，得到混合物F，随后进行冷却，再降温至100℃加入温拌剂，搅拌15～18s，之后倒出混合料，即制得热再生沥青混合料。
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)以及《公路工程集料试验规程》(JTGE42)的要求对所取的旧料、新集料和新沥青进行测试，其测试结果见表1、表2以及表3所示，其中旧料中的沥青含量为5.0％，针对抽提试验获得的集料进行筛分，筛网为2.36mm，分为粗集料和细集料两部分，分别对其进行密度测试。
表1旧料测试结果
Figure BDA0002678258720000061
Figure BDA0002678258720000071
表2新集料测试结果
Figure BDA0002678258720000072
表3新沥青测试结果
项目 针入度(25℃)/mm 延度(10℃)/cm 闪点/℃ 软化点/℃
新沥青 66.4 83.5 286 65
实施例2
一种厂拌热再生沥青混合料，包括以下组分：重量份数计，再生旧料70份、新沥青3份、新集料30份、矿粉6份以及改性组分4份；其中，所述改性组分包括以下重量份数的组分：聚乙二醇30份、增强纤维3份、抗剥落剂10份、增溶剂70份、温拌剂8份和再生剂15份。
具体的，所述再生旧料为AC-13沥青路面刨铣料；所述新沥青为岩沥青改性沥青。
具体的，所述新集料为粒径50～100mm的玄武岩和粒径100～150mm的玄武岩按重量比5：3混合而成。
具体的，所述增强纤维为长度0.2～0.3mm的碳纤维。
具体的，所述抗剥落剂为AMR抗剥落剂。
具体的，所述增溶剂为三甲苯。
具体的，所述温拌剂为EC120温拌改性剂。
具体的，所述再生剂为ARA再生剂。
实施例3
一种厂拌热再生沥青混合料，包括以下组分：重量份数计，再生旧料65份、新沥青2份、新集料25份、矿粉5份以及改性组分3份；其中，所述改性组分包括以下重量份数的组分：聚乙二醇25份、增强纤维2份、抗剥落剂9份、增溶剂65份、温拌剂7份和再生剂13份。
具体的，所述再生旧料为AC-13沥青路面刨铣料；所述新沥青为岩沥青改性沥青。
具体的，所述新集料为粒径50～100mm的玄武岩和粒径100～150mm的玄武岩按重量比5：3混合而成。
具体的，所述增强纤维为长度0.2～0.3mm的碳纤维。
具体的，所述抗剥落剂为AMR抗剥落剂。
具体的，所述增溶剂为三甲苯。
具体的，所述温拌剂为EC120温拌改性剂。
具体的，所述再生剂为ARA再生剂。
对比例1
本对比例中的热再生沥青混合料中各组分与实施例1相同，本对比例的一种厂拌热再生沥青混合料的加工方法中不进行预处理，而是直接进行改性组分的制备。
对比例2
本对比例中的热再生沥青混合料中各组分与实施例1相同，本对比例的一种厂拌热再生沥青混合料的加工方法中直接将相应重量份数的各组分进行搅拌。
对上述实施例1～3以及对比例1～2性能进行马歇尔试验，检测结果见表4。
表4马歇尔试验结果
Figure BDA0002678258720000091
对上述实施例1～3以及对比例1～2性能进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验检测，检测结果见表5和表6。
表5浸水马歇尔稳定度试验结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
油石比(％) 5.7 5.3 5.5 4.6 4.8
浸水残留稳定度(％) 96.3 95.9 95.2 82.6 82.1
表6冻融劈裂试验结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
油石比(％) 5.7 5.3 5.5 4.6 4.8
冻融劈裂强度比(％) 90.5 90.0 89.7 76.3 75.9
对上述实施例1～3以及对比例1～2性能进行车辙试验检测，检测结果见表7。
表7车辙试验动稳定度试验结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
油石比(％) 5.7 5.3 5.5 4.6 4.8
动稳定度 2375 2369 2361 1354 1336
对上述实施例1～3以及对比例1～2性能进行低温小梁弯曲试验检测，检测结果见表8。
表8低温小梁弯曲试验结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
破坏强度(MPa) 10.32 10.06 10.18 8.35 8.18
劲度模量(MPa) 3253 3168 3194 2511 2497
破坏应变 2714 2702 2685 2237 2213
本发明的热再生沥青混合料工程应用中再生旧料掺量达60～70％，较其他热再生混合料掺量大幅提高，能够实现资源再生应用，增加再生旧料的利用率；本发明具有明显的经济效益，能够节约大量筑路成本。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种厂拌热再生沥青混合料，其特征在于，包括以下组分：重量份数计，再生旧料60～70份、新沥青1～3份、新集料20～30份、矿粉4～6份以及改性组分1～4份；其中，所述改性组分包括以下重量份数的组分：聚乙二醇20～30份、增强纤维1～3份、抗剥落剂8～10份、增溶剂60～70份、温拌剂5～8份和再生剂10～15份。
2.根据权利要求1所述的一种厂拌热再生沥青混合料，其特征在于，所述再生旧料为AC-13沥青路面刨铣料；所述新沥青为岩沥青改性沥青。
3.根据权利要求1所述的一种厂拌热再生沥青混合料，其特征在于，所述新集料为粒径50～100mm的玄武岩和粒径100～150mm的玄武岩按重量比5：3混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种厂拌热再生沥青混合料，其特征在于，所述增强纤维为长度0.2～0.3mm的碳纤维。
5.根据权利要求1所述的一种厂拌热再生沥青混合料，其特征在于，所述抗剥落剂为AMR抗剥落剂。
6.根据权利要求1所述的一种厂拌热再生沥青混合料，其特征在于，所述增溶剂为三甲苯。
7.根据权利要求1所述的一种厂拌热再生沥青混合料，其特征在于，所述温拌剂为EC120温拌改性剂。
8.根据权利要求1所述的一种厂拌热再生沥青混合料，其特征在于，所述再生剂为ARA再生剂。
9.一种厂拌热再生沥青混合料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：预处理，首先称取相应重量份数的增强纤维和增溶剂，随后将增溶剂分成重量相等的两份，将其中一份增溶剂和增强纤维加入搅拌机中分散，常温搅拌18～20s，得到混合物A；
S2：制备改性组分，将相应重量份数的聚乙二醇、抗剥落剂、再生剂以及另一份增溶剂加入搅拌机中分散，常温搅拌20～25s，得到混合物B，再加入混合物A，常温搅拌30～35s，得到混合物C；
S3：按照相应重量份数称取新沥青，搅拌条件下加热至135℃后加入混合物C，搅拌18～20s，得到混合物D，在130℃条件下边搅拌边进行存储；
S4：按照相应重量份数称取再生旧料，搅拌条件下加热至150℃后加入混合物D，搅拌20～25s，得到混合物E；
S5：按照相应重量份数称取新集料和矿粉，随后将两者加入混合物E中，在150℃条件下搅拌20～22s，得到混合物F，随后进行冷却，再降温至100℃加入温拌剂，搅拌15～18s，之后倒出混合料，即制得热再生沥青混合料。
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