CN116143453A - 一种高掺量温拌再生胶沥青混合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高掺量温拌再生胶沥青混合料及其制备方法，属于道路施工技术领域。本发明包括以质量份作为单位的再生胶1.8份、生物沥青与湖沥青混合后的混合物4.5份、相容偶联剂与交联偶联剂混合后的混合物0.06～0.1份、集料100份以及矿粉5份，其中，所述生物沥青与所述湖沥青的质量比例为1:0.015～0.25，所述相容偶联剂与所述交联偶联剂的质量比例为1:0.0006～0.001。本发明可以提高橡胶沥青中的胶粉掺量，降低加工温度，从而降低橡胶沥青的应用难度以及生产成本，改善橡胶沥青在加工过程中对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种高掺量温拌再生胶沥青混合料及其制备方法。
背景技术
将废旧轮胎加工成胶粉作为沥青混合料的改性剂使用已经得到了广泛的应用，橡胶沥青路面具有良好的高、低温性能，抗疲劳性能和抗裂性能较普通路面也有所改善，在相同使用寿命的前提下，可适当减少橡胶沥青路面厚度，但在实际工程应用中依然存在以下问题：第一，传统橡胶沥青技术的胶粉掺量不高，这是由于胶粉不易在沥青中分散、相容造成的。如果仅仅一味地提高胶粉掺量，这种做法不仅无法提高胶粉的有效利用率，而且随着胶粉掺量的提高，橡胶沥青稠度将增大，胶粉分布也将更加不均匀，继而导致高温储存稳定性差、易离析沉淀等问题，对生产、施工和路面性能均会造成不利影响。第二，传统橡胶沥青的加工过程需要更高温度，并且随着胶粉掺量的提高，其加工所需的温度也在提高。温度的提高既会产生更多有害气体影响施工人员健康和污染环境，又需更高的能耗提高了成本，因此，若能通过改性方法，提高胶粉掺量，降低橡胶沥青混合料的生产施工温度，橡胶沥青便能充分发挥其在节约生产成本方面的优势。
发明内容
针对上述所提到的技术问题，本发明提供了一种能够提高胶粉掺量并且加工温度低的高掺量温拌再生胶沥青混合料及其制备方法。
为实现本发明的目的，本发明的所采用的技术方案如下：
一种高掺量温拌再生胶沥青混合料，该混合料包括以质量份作为单位的再生胶1.8份、生物沥青与湖沥青混合后的混合物4.5份、相容偶联剂与交联偶联剂混合后的混合物0.06～0.1份、集料100份以及矿粉5份，其中，所述生物沥青与所述湖沥青的质量比例为1:0.015～0.25，所述相容偶联剂与所述交联偶联剂的质量比例为1:0.0006～0.001。
进一步的，所述再生胶为门尼粘度为30～80ML的脱硫再生胶。
进一步的，所述相容偶联剂为TOR、马来酸酐、过氧化二异丙酯、过氧化苯甲、丙烯酸异丁酯中的一种或多种混合物。
进一步的，所述交联调节剂为对苯二酚、吩噻嗪、二苯胺中的一种或多种混合物。
进一步的，所述集料的各筛孔通过百分率如下表：
一种高掺量温拌再生胶沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
S1.将生物沥青加热至120～130℃；
S2.将湖沥青按照生物沥青：湖沥青＝1:0.15～0.25的比例加入到加热后的生物沥青中，并搅拌20min,使湖沥青融化并与生物沥青均匀混合形成混合沥青；
S3.将相容偶联剂加热至60～80℃，并加入质量为相容偶联剂0.06％～0.1％的交联偶联剂，搅拌混合，获得相容偶联剂与交联偶联剂的混合物；
S4.烘干再生胶，将再生胶加入到湖沥青与生物沥青混合形成的混合沥青中，并将相容偶联剂与交联偶联剂的混合物加入到混合沥青中，剪切30min，剪切速率为5000r/min，温度控制在120～130℃，得到高掺量温拌再生胶沥青；
S5.将集料置于100～110℃的烘箱中烘干，并将不同颗粒直径的集料称量100份，并将集料加热至120℃；
S6.将称取的集料拌合90s,并将高掺量温拌再生胶沥青加热到120～130℃后倒入集料中，搅拌90s,温度控制在120～130℃；
S7.将矿粉加入到集料与高掺量温拌再生胶沥青混合后的混合料中，搅拌90s,温度控制在120～130℃；
S8.将S7得到的混合料养生14h，并且温度控制在100～110℃，即制得高掺量温拌再生胶沥青混合料。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
1、通过利用以质量份作为单位的1.8份再生胶、4.5份生物沥青与湖沥青质量混合物、0.06～0.1份相容偶联剂与交联偶联剂混合物、100份集料以及5份矿粉混合制成再生胶沥青混合料，同时利用相容偶联剂增强再生胶与沥青的相容性，以及利用交联调节剂降低再生胶交联程度，可以提高再生胶表面的活性，使再生胶胶粉的掺量可达沥青重量的40％，从而降低沥青在橡胶沥青中的用量，降低橡胶沥青的生产成本，而且还节约了不可再生资源，减小了废旧橡胶对环境的影响。
2、通过将生物沥青与湖沥青的混合沥青作为基质沥青，改善高掺量橡胶沥青混合料的路用性能，而且还能降低混合料的黏度，改善施工和易性，降低加工温度，进一步降低生产成本，并解决生产温度过高而产生有害气体的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，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，都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种高掺量温拌再生胶沥青混合料，该该混合料包括以质量份作为单位的再生胶1.8份、生物沥青与湖沥青混合后的混合物4.5份、相容偶联剂与交联偶联剂混合后的混合物0.06～0.1份、集料100份以及矿粉5份，其中，所述生物沥青与所述湖沥青的质量比例为1:0.015～0.25，所述相容偶联剂与所述交联偶联剂的质量比例为1:0.0006～0.001。
其中，所述再生胶为门尼粘度为30～80ML的脱硫再生胶，其获得方法包括但不限于物理、化学及生物等方法：使橡胶大分子链中的硫键断裂，三维网络破裂后重新获得活性，并精细粉碎后获得。脱硫再生胶由于硫键断裂，脱硫胶粉的分子量相对较小且含有大量的可与沥青发生反应的化学键，具有良好的相容性和结合稳定性，从而具有更好的低温抗裂性，同时由于硫键断裂，减少了高温下有害气体的排放。
所述相容偶联剂为TOR、马来酸酐、过氧化二异丙酯、过氧化苯甲、丙烯酸异丁酯中的一种或多种混合物，相容偶联剂可以提高再生胶与沥青的相容性。
所述交联调节剂为对苯二酚、吩噻嗪、二苯胺中的一种或多种混合物，交联调节剂可以控制胶粉与沥青的交联程度，提高胶粉的掺量，减少沥青的用量。
所述集料的各筛孔通过百分率如下表：
本发明还提供了一种制备上述高掺量温拌再生胶沥青混合料的方法，具体包括以下步骤：
S1.将生物沥青加热至120～130℃；
S2.将湖沥青按照生物沥青：湖沥青＝1:0.15～0.25的比例加入到加热后的生物沥青中，并搅拌20min,使湖沥青融化并与生物沥青均匀混合形成混合沥青；
S3.将相容偶联剂加热至60～80℃，并加入质量为相容偶联剂0.06％～0.1％的交联偶联剂，搅拌混合，获得相容偶联剂与交联偶联剂的混合物；
S4.烘干再生胶，将再生胶加入到湖沥青与生物沥青混合形成的混合沥青中，并将相容偶联剂与交联偶联剂的混合物加入到混合沥青中，剪切30min，剪切速率为5000r/min，温度控制在120～130℃，得到高掺量温拌再生胶沥青；
S5.将集料置于100～110℃的烘箱中烘干，并将不同颗粒直径的集料称量100份，并将集料加热至120℃；
S6.将称取的集料拌合90s,并将高掺量温拌再生胶沥青加热到120～130℃后倒入集料中，搅拌90s,温度控制在120～130℃；
S7.将矿粉加入到集料与高掺量温拌再生胶沥青混合后的混合料中，搅拌90s,温度控制在120～130℃；
S8.将S7得到的混合料养生14h，并且温度控制在100～110℃，即制得高掺量温拌再生胶沥青混合料。
为了体现出本发明所提供的胶粉掺量为40％的沥青混合料性能效果，本发明还提供了另外两种胶粉掺量不同的沥青混合料，具体是将再生胶的份量修改为0.9份与2.7份两种，其余成分含量及加工条件均不变，分别对应胶粉含量为20％与60％两种沥青混合料，而且还进行了进行车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及低温小梁试验，通过实验结果可以看出，胶粉含量为40％的沥青混合料的动稳定强度、水稳定性、抗水损害性均优于胶粉含量为20％、60％的沥青混合物，并且满足实验规定的规范要求，胶粉含量为40％的沥青混合料的低温性能也优于胶粉含量为20％、60％的沥青混合物，并且远大于实验规定的规范要求。
车辙试验结果
浸水马歇尔试验结果
冻融劈裂试验结果
低温小梁试验结果
在本发明中，通过将沥青采用生物沥青与湖沥青的混合沥青，可以降低沥青黏度改善施工和易性，并且也降低了加工温度，从而减少了高温条件下产生的有害气体对施工人员和环境的不利影响，并减缓了混合料在加工过程中的老化。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种高掺量温拌再生胶沥青混合料，其特征在于：该混合料包括以质量份作为单位的再生胶1.8份、生物沥青与湖沥青混合后的混合物4.5份、相容偶联剂与交联偶联剂混合后的混合物0.06～0.1份、集料100份以及矿粉5份，其中，所述生物沥青与所述湖沥青的质量比例为1:0.015～0.25，所述相容偶联剂与所述交联偶联剂的质量比例为1:0.0006～0.001。
2.根据权利要求1所述的高掺量温拌再生胶沥青混合料，其特征在于：所述再生胶为门尼粘度为30～80ML的脱硫再生胶。
3.根据权利要求1所述的高掺量温拌再生胶沥青混合料，其特征在于：所述相容偶联剂为TOR、马来酸酐、过氧化二异丙酯、过氧化苯甲、丙烯酸异丁酯中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的高掺量温拌再生胶沥青混合料，其特征在于：所述交联调节剂为对苯二酚、吩噻嗪、二苯胺中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1所述的高掺量温拌再生胶沥青混合料，其特征在于：所述集料的各筛孔通过百分率如下表：
6.一种高掺量温拌再生胶沥青混合料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将生物沥青加热至120～130℃；
S2.将湖沥青按照生物沥青：湖沥青＝1:0.15～0.25的比例加入到加热后的生物沥青中，并搅拌20min,使湖沥青融化并与生物沥青均匀混合形成混合沥青；
S3.将相容偶联剂加热至60～80℃，并加入质量为相容偶联剂0.06％～0.1％的交联偶联剂，搅拌混合，获得相容偶联剂与交联偶联剂的混合物；
S4.烘干再生胶，将再生胶加入步骤2生成的混合沥青中，并将步骤3生成的混合物加入到步骤2生成的混合沥青中，剪切30min，剪切速率为5000r/min，温度控制在120～130℃，得到高掺量温拌再生胶沥青；
S5.将集料置于100～110℃的烘箱中烘干，将不同颗粒直径的集料称量100份，并将集料加热至120℃；
S6.将称取的集料拌合90s,并将高掺量温拌再生胶沥青加热到120～130℃后倒入集料中，搅拌90s,温度控制在120～130℃；
S7.将矿粉加入到集料与高掺量温拌再生胶沥青混合后的混合料中，搅拌90s,温度控制在120～130℃；
S8.将S7得到的混合料养生14h，并且温度控制在100～110℃，即制得高掺量温拌再生胶沥青混合料。
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