CN106396502A - 一种发泡温拌再生沥青混合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发泡温拌再生沥青混合料，包括：回收沥青路面材料30‑50份；石油沥青2‑5份；新集料45‑65份；矿粉2‑10份；矿物发泡温拌剂0.2‑0.4份；以上份量均按重量份数计；其中，所述矿物发泡温拌剂包括含水率为18％‑23％的无机硅铝酸盐和脂肪酸盐。本发明的发泡温拌再生沥青混合料性能稳定，拌和温度大大降低，旧料使用比例明显提高，具有绿色环保、节能减排及可持续性发展等特点。本发明还提供一种发泡温拌再生沥青混合料的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于道路工程材料技术领域，特别是涉及一种发泡温拌再生沥青混合料及其制备方法
背景技术
截至2014年底，全国公路总里程数达446万公里，高速公路总里程数达到11.19万公里。新建公路的大部分均为沥青混凝土路面，如何管理好、养护好这些公路已是目前我国公路部门面临的重要课题。按照沥青路面的设计寿命(15～20年)，目前有的高速公路已进入大、中修期。
废旧沥青混合料只是在功能上有所降低，沥青有所老化，集料性能还可以利用。因此，通过对废旧沥青混合料的回收，在加入适当的新沥青和新集料，加热拌和均匀完全可以作新沥青混合料应用于路面结构。这样解决了废旧沥青混合料污染环境，也可以节约大量的石料和石油资源，石料、沥青资源的重复使用对我国的可持续发展有十分中发的意义。
为保证施工和易性，热再生出料温度较高，例如新沥青为基质沥青，其加热温度与改性沥青接近，造成旧沥青的二次老化，为保持再生料性能，必须限制旧料比例，再生料的温度主要靠新料带进拌和锅，为避免石料变质，新料加热温度不能无限高，因此，提高旧料用量的空间较小，现阶段再生沥青混合料的旧料用量一般不超过30％，大大限制该技术推广应用。
此外，常规矿物发泡温拌剂中的水分在100℃左右以极细的状态持续释放出来，与沥青作用使之发泡，降低沥青粘度，使沥青可以在相对较低的温度条件下与集料拌合均匀，液相结合料中的发泡反应起到润滑剂的作用，起到温拌效果，但由于水分存在于沥青与集料中，对沥青与集料的粘附性有较高要求，对沥青混合料的水稳定性能有一定影响。
发明内容
为解决再生沥青混合料的旧料添加比例及发泡温拌沥青混合料水稳定性的问题，本发明提供了一种发泡温拌再生沥青混合料，该发泡温拌再生沥青混合料有效降低了再生沥青的拌和温度及改善了沥青混合料的水稳定性，大大提高了再生沥青混合料旧料的使用比例。
为解决上述技术问题，本发明提供一种发泡温拌再生沥青混合料，包括：回收沥青路面材料30-50份；石油沥青2-5份；新集料45-65份；矿粉2-10份；矿物发泡温拌剂0.2-0.4份；以上份量均按重量份数计；其中，所述矿物发泡温拌剂包括含水率为18％-23％的无机硅铝酸盐和脂肪酸盐。
优选地，所述回收沥青路面材料为沥青路面经铣刨后破碎筛分后的再生料，包括粗再生料和细再生料。
优选地，所述新集料为辉绿岩、玄武岩、石灰岩中的一种或多种。
优选地，所述矿粉为石灰岩矿粉。
优选地，所述无机硅铝酸盐与所述脂肪酸盐的质量比为11～15：1。
优选地，所述脂肪酸盐为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸铁、硬脂酸铜中的一种或多种。
另外，本发明还提供一种上述的发泡温拌再生沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将回收沥青路面材料和新集料加热后加入到拌和锅中，预拌合80-100s；
(2)将石油沥青加热至可流动状态后加入到拌和锅中，把矿物发泡温拌剂撒在石油沥青的表面，在拌合锅中拌和80-100s；
(3)将矿粉加入到拌和锅中，拌和80-100s，拌合后将所得的混合料放入恒温烘箱中保温0.5-2h，即得到发泡温拌再生沥青混合料；
优选地，在所述步骤(1)中，所述回收沥青路面材料的加热温度110℃-130℃。
优选地，在所述步骤(3)中，所述恒温烘箱的温度为发泡温拌再生沥青混合料出料成型温度。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明使用含水率为18％-23％无机硅铝酸盐与脂肪酸盐的混合物作为温拌再生沥青的发泡温拌剂，利用了脂肪酸盐的两亲性质及过渡金属阳离子与沥青形成强配位性原理，改善了温拌剂的表面亲油性，从而大大提高了沥青混合料的水稳定性。此外，脂肪酸盐的表面活性可降低沥青的界面作用，能改善沥青混合料的可压实性，进而降低混合料压实所需的温度，从而达到有效提高旧料的使用比例的目的。本发明的发泡温拌再生沥青混合料性能稳定，拌和温度大大降低，旧料使用比例明显提高，具有绿色环保、节能减排及可持续性发展等特点。本发明的发泡温拌再生沥青混合料的制备方法中提出沥青混合料出料后在恒温烘箱进行保温0.5-2h，充分发挥了矿物发泡温拌剂的发泡性能，进一步提高了沥青混合料的可压实效果。
具体实施方式
本发明提供一种发泡温拌再生沥青混合料，包括：回收沥青路面材料30-50份；石油沥青2-5份；新集料45-65份；矿粉2-10份；矿物发泡温拌剂0.2-0.4份；以上份量均按重量份数计；其中，所述矿物发泡温拌剂包括含水率为18％-23％的无机硅铝酸盐和脂肪酸盐。
其中，回收沥青路面材料为沥青路面经铣刨后破碎筛分后的再生料，包括粗再生料和细再生料。
其中，新集料为辉绿岩、玄武岩、石灰岩中的一种或多种。
其中，矿粉为石灰岩矿粉。
其中，无机硅铝酸盐与所述脂肪酸盐的质量比为11～15：1。
其中，脂肪酸盐为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸铁、硬脂酸铜中的一种或多种。
本发明还提供一种上述的发泡温拌再生沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将回收沥青路面材料和新集料加热后加入到拌和锅中，预拌合80-100s；
(2)将石油沥青加热至可流动状态后加入到拌和锅中，把矿物发泡温拌剂撒在石油沥青的表面，在拌合锅中拌和80-100s；
(3)将矿粉加入到拌和锅中，拌和80-100s，拌合后将所得的混合料放入恒温烘箱中保温0.5-2h，即得到发泡温拌再生沥青混合料；
其中，在所述步骤(1)中，所述回收沥青路面材料的加热温度110℃-130℃。
其中，在所述步骤(3)中，所述恒温烘箱的温度为发泡温拌再生沥青混合料出料成型温度。
下列通过给出的本发明的具体实施例及对比例将进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。
其中，在本发明中，实施例1-4和对比例1中使用的集料级配为WAC-20型，规格为表1所示：
表1
实施例5和对比例2使用的集料级配为WSMA-13型，规格为表2所示：
表2
实施例1
(1)将回收沥青路面材料加热至110℃，加入辉绿岩后加热至160℃，再一起加入到拌和锅中预拌合80s；
(2)将石油沥青加热至145℃后加入到拌和锅中，把矿物发泡温拌剂撒在石油沥青的表面，在拌合锅中拌和80s；
(3)将矿粉加入到拌和锅中，拌和80s，将拌合后将所得的混合料放入恒温烘箱中保温0.5h，即得到发泡温拌再生沥青混合料；所得发泡温拌再生沥青混合料的性能指标如表3所示。
实施例2
(1)将回收沥青路面材料加热至120℃，加入玄武岩后加热至160℃，再一起加入到拌和锅中预拌合90s；
(2)将石油沥青加热至145℃后加入到拌和锅中，把矿物发泡温拌剂撒在石油沥青的表面，在拌合锅中拌和90s；
(3)将矿粉加入到拌和锅中，拌和90s，将拌合后将所得的混合料放入恒温烘箱中保温1h，即得到发泡温拌再生沥青混合料；所得发泡温拌再生沥青混合料的性能指标如表3所示。
实施例3
(1)将回收沥青路面材料加热至130℃，加入石灰岩后加热至160℃，再一起加入到拌和锅中预拌合100s；
(2)将石油沥青加热至145℃后加入到拌和锅中，把矿物发泡温拌剂撒在石油沥青的表面，在拌合锅中拌和100s；
(3)将矿粉加入到拌和锅中，拌和100s，将拌合后将所得的混合料放入恒温烘箱中保温1.5h，即得到发泡温拌再生沥青混合料；所得发泡温拌再生沥青混合料的性能指标如表3所示。
实施例4
(1)将回收沥青路面材料加热至130℃，加入辉绿岩后加热至190℃，再一起加入到拌和锅中预拌合100s；
(2)将石油沥青加热至165℃后加入到拌和锅中，把矿物发泡温拌剂撒在石油沥青的表面，在拌合锅中拌和100s；
(3)将矿粉加入到拌和锅中，拌和100s，将拌合后将所得的混合料放入恒温烘箱中保温2h，即得到发泡温拌再生沥青混合料；所得发泡温拌再生沥青混合料的性能指标如表3所示。
实施例5
(1)将回收沥青路面材料加热至130℃，加入玄武岩后加热至190℃，加入木质素纤维，再一起加入到拌和锅中预拌合100s；
(2)将石油沥青加热至165℃后加入到拌和锅中，把矿物发泡温拌剂撒在石油沥青的表面，在拌合锅中拌和100s；
(3)将矿粉加入到拌和锅中，拌和100s，将拌合后将所得的混合料放入恒温烘箱中保温1h，即得到发泡温拌再生沥青混合料；所得发泡温拌再生沥青混合料的性能指标如表3所示。
对比例1
(1)将回收沥青路面材料加热至110℃，加入辉绿岩后加热至160℃，再一起加入到拌和锅中预拌合80s；
(2)将石油沥青加热至145℃后加入到拌和锅中，把矿物发泡温拌剂撒在石油沥青的表面，在拌合锅中拌和80s；
(3)将矿粉加入到拌和锅中，拌和80s，将拌合后将所得的混合料放入恒温烘箱中保温0.5h，即得到发泡温拌再生沥青混合料；所得发泡温拌再生沥青混合料的性能指标如表3所示。
对比例2
(1)将回收沥青路面材料加热至130℃，加入玄武岩后加热至190℃，加入木质素纤维，再一起加入到拌和锅中预拌合100s；
(2)将石油沥青加热至165℃后加入到拌和锅中，把矿物发泡温拌剂撒在石油沥青的表面，在拌合锅中拌和100s；
(3)将矿粉加入到拌和锅中，拌和100s，即得到发泡温拌再生沥青混合料；所得发泡温拌再生沥青混合料的性能指标如表3所示：
表3
从表3可以看出，实施例1-5中各项性能指标都符合规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)相关要求。
对比例1为实施例1相比较，实施例1加入了脂肪酸盐改性的矿物发泡温拌剂，再生沥青混合料的水稳定性相比起对比例1有了明显改善，而且空隙率更低，说明该沥青混合料的可压实性能更好；对比例2与实施例5相比较，实施例5将拌合后的混合料放入恒温烘箱中保温1h后，再生沥青混合料的空隙率相比起对比例2有了明显降低，进一步提高了沥青混合料的可压实效果。
区别于现有技术的情况，本发明使用含水率为18％-23％无机硅铝酸盐与脂肪酸盐的混合物作为温拌再生沥青的发泡温拌剂，利用了脂肪酸盐的两亲性质及过渡金属阳离子与沥青形成强配位性原理，改善了温拌剂的表面亲油性，从而大大提高了沥青混合料的水稳定性。此外，脂肪酸盐的表面活性可降低沥青的界面作用，能改善沥青混合料的可压实性，进而降低混合料压实所需的温度，从而达到有效提高旧料的使用比例的目的。本发明的发泡温拌再生沥青混合料性能稳定，拌和温度大大降低，旧料使用比例明显提高，具有绿色环保、节能减排及可持续性发展等特点。本发明的发泡温拌再生沥青混合料的制备方法中提出沥青混合料出料后在恒温烘箱进行保温0.5-2h，充分发挥了矿物发泡温拌剂的发泡性能，进一步提高了沥青混合料的可压实效果。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种发泡温拌再生沥青混合料，其特征在于，包括：
以上份量均按重量份数计；
其中，所述矿物发泡温拌剂包括含水率为18％-23％的无机硅铝酸盐和脂肪酸盐。
2.根据权利要求1所述的发泡温拌再生沥青混合料，其特征在于，所述回收沥青路面材料为沥青路面经铣刨后破碎筛分后的再生料，包括粗再生料和细再生料。
3.根据权利要求1所述的发泡温拌再生沥青混合料，其特征在于，所述新集料为辉绿岩、玄武岩、石灰岩中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的发泡温拌再生沥青混合料，其特征在于，所述矿粉为石灰岩矿粉。
5.根据权利要求1所述的发泡温拌再生沥青混合料，其特征在于，所述无机硅铝酸盐与所述脂肪酸盐的质量比为11～15：1。
6.根据权利要求5所述的发泡温拌再生沥青混合料，其特征在于，所述脂肪酸盐为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸铁、硬脂酸铜中的一种或多种。
7.一种根据权利要求1～6所述的发泡温拌再生沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将回收沥青路面材料和新集料加热后加入到拌和锅中，预拌合80-100s；
(2)将石油沥青加热至可流动状态后加入到拌和锅中，把矿物发泡温拌剂撒在石油沥青的表面，在拌合锅中拌和80-100s；
(3)将矿粉加入到拌和锅中，拌和80-100s，拌合后将所得的混合料放入恒温烘箱中保温0.5-2h，即得到发泡温拌再生沥青混合料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述回收沥青路面材料的加热温度110℃-130℃。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述恒温烘箱的温度为发泡温拌再生沥青混合料出料成型温度。
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