一種廢舊瀝青再生路面用材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種廢舊瀝青再生路面用材料及其制備方法，屬于道路工程施工與養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域。為了提高廢舊瀝青的性能，降低道路的維護(hù)成本，本發(fā)明提供一種廢舊瀝青再生路面用材料及其制備方法，該瀝青再生路面用材料包括輕質(zhì)油分、增塑組分、改性主劑、增粘組分以及穩(wěn)定劑，并具體限定了各組分的選擇范圍和組成。老化試驗(yàn)和低溫性能試驗(yàn)顯示，該瀝青再生路面用材料用于廢舊瀝青再生時(shí)可以大幅度提升再生瀝青的粘彈性能及路面的抗裂性能和耐久性能，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種廢舊瀝青再生路面用材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種廢舊浙青再生路面用材料及其制備方法，屬于道路工程施工與養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)自上世紀(jì)90年代末期開始大規(guī)模修筑浙青路面，進(jìn)入新世紀(jì)以來，公路的發(fā)展和建設(shè)速度更是突飛猛進(jìn)，每年以近2000億元的投資規(guī)模飛速發(fā)展，新建城市及高等級(jí)浙青路面的規(guī)模不斷擴(kuò)大。與此同時(shí)，隨著交通運(yùn)輸負(fù)荷的增加以及路面用材料使用壽命的臨近，一大批浙青路面相繼出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的車轍、磨損、裂紋等病害，我國(guó)的浙青路面即將進(jìn)入大規(guī)模的翻修時(shí)代。浙青路面的翻修將會(huì)產(chǎn)生大量的廢舊浙青混凝土材料，如果不對(duì)這些廢棄物加以利用，不僅會(huì)造成巨大的資源浪費(fèi)，還會(huì)占用土地，污染環(huán)境。現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外關(guān)于廢舊浙青路面再生主要有現(xiàn)場(chǎng)冷再生、現(xiàn)場(chǎng)熱再生、廠拌熱再生三種方式:
而現(xiàn)場(chǎng)冷再生的混合料質(zhì)量難以達(dá)到面層質(zhì)量要求，一般只能用于基層，在國(guó)外多用于鄉(xiāng)村道路的現(xiàn)場(chǎng)翻修，不宜用于高速公路。現(xiàn)場(chǎng)熱再生設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)對(duì)原路面浙青層加熱，其溫度難以控制；浙青混合料“油石比”的控制需要通過翻修工作速度和翻修厚度，換算成切削浙青路面的舊混合料的數(shù)量，再調(diào)節(jié)新浙青和新骨料的添加量，計(jì)量的控制很難達(dá)到理想程度。由于舊浙青層的損害程度不一致，而該設(shè)備僅能以一種統(tǒng)一的銑刨深度進(jìn)行翻修作業(yè)。對(duì)于那些基層(甚至路基)承載力不足需要補(bǔ)強(qiáng)的路段，這種設(shè)備的使用大大受到限制。而我國(guó)需要維修的浙青路面基本上沒有這種路況損壞程度均一的路段，并且其再生設(shè)備十分昂貴，難以讓“浙青路面熱再生聯(lián)合機(jī)組”在我國(guó)大規(guī)模的使用。因此我國(guó)使用最多的還是廠拌熱再生其技術(shù)原理:在拌合樓將一定比例的廢舊浙青混合料與新骨料、新浙青、再生路面用材料拌合生產(chǎn)出的一種浙青混合料。再生浙青混合料基本能夠達(dá)到原浙青路面一致的路用性能，是我國(guó)目前的主要再生手段。但是回收率低(10-30%)，主要原因一是分級(jí)處理不夠，另一方面則是浙青再生路面用材料的開發(fā)運(yùn)用性能的直接關(guān)系到廠拌熱再生浙青混合料的路用性能，還有很大的提升空間。
[0003]目前再生路面用材料研發(fā)的技術(shù)原理是通過補(bǔ)償廢舊浙青中被氧化的油分，從而恢復(fù)浙青恢復(fù)柔韌性。常用的浙青再生路面用材料主要由輕質(zhì)油分，防老化劑，及其他輔助劑組成。如專利號(hào)為200810050689，其特征描述在于:具體步驟:首先是對(duì)再生劑原料進(jìn)行配制，將芳香基軟化油加熱至130°C — 160°C加入石油基礎(chǔ)油中進(jìn)行調(diào)配并符合黏度要求，石油基礎(chǔ)油是調(diào)整動(dòng)力黏度，按重量百分比芳香基軟化油:石油基礎(chǔ)油50% —100%: 50% — 0%;其次進(jìn)行添加劑配制:將調(diào)制好的混合油進(jìn)入預(yù)先的拌和罐中進(jìn)行攪拌，攪拌后的混合油裝入2號(hào)泵與I號(hào)泵的浙青進(jìn)行混合，按重量百分比混合油:浙青為25% - 75%: 25% - 75%的比例進(jìn)行添加摻配；再次進(jìn)行再生劑磨制:將摻配后的原料用泵將其輸入磨機(jī)中，通過膠體磨磨制；最后進(jìn)行再生劑貯存:在再生劑存放時(shí)，采用密封容器，另外在容器上加裝攪拌裝置，定期進(jìn)行攪拌，長(zhǎng)期大容量存放要定期抽樣檢驗(yàn)。又如專利號(hào)為200410018445，其特征在于描述一種廢浙青再生劑，包括輕質(zhì)油分，樹脂，防老劑，抗紫外線助劑，其特征在于各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為:輕質(zhì)油分75 - 90%，樹脂10 - 25%，防老劑0.1_1%，抗紫外線助劑0.1-1%。又如專利號(hào)為200910060532，其特征在于描述廢舊浙青再生劑，其特征在于它由包含廢橡膠粉、重交浙青、抗老化劑、穩(wěn)定劑和增溶劑原料制備而成；各原料所占重量份數(shù)為:廢橡膠粉10~40份；重交浙青60~90份；抗老化劑O~5份;穩(wěn)定劑0.01~10份；增溶劑0.1~25份。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)技術(shù)主要是采用一些石油工業(yè)生產(chǎn)出來的輕質(zhì)油分如潤(rùn)滑油、柴油、機(jī)油或者他們的混合物，再生效果不理想，必須在廢舊浙青中摻入一定比例的新浙青才能達(dá)到路用要求，無法進(jìn)一步提升廢舊浙青的性能，同時(shí)無論是再生浙青或者廢舊膠粉浙青國(guó)內(nèi)都研究的比較多，但是很少有將二者結(jié)合起來的一起利用，有的也僅僅是將其作為廢料填充，很難將其穩(wěn)定在廢舊浙青基體中，沒有發(fā)揮其增加耐久性能的優(yōu)勢(shì)。
[0005]本發(fā)明提出利用擬采用輕質(zhì)油分(環(huán)烷油、芳烴油、糠醛油、玉米油等)、增塑組分(鄰苯二甲酸二丁酯)、改性主劑、增粘組分(石油類樹脂)、穩(wěn)定劑(過氧二異丙苯)開發(fā)一種可以顯著提高廢舊浙青粘彈性能的再生路面用材料(與再生浙青作用后達(dá)到高粘浙青的技術(shù)水平)，同時(shí)采用復(fù)合改性技術(shù)摻入一定橡膠粉資源化利用廢物，以進(jìn)一步提高再生浙青的粘彈性能及路面的抗裂性能和耐久性能。本發(fā)明所述的再生路面用材料可稱為再生劑。
[0006]本發(fā)明旨在提供一種具有提高廢舊浙青粘彈性能的再生路面用材料及其制備方法，所述的再生路面用材料由包括輕質(zhì)油分、增塑組分、改性主劑、增粘組分、穩(wěn)定劑、廢舊橡膠粉等原材料制備而成，所述廢舊浙青再生路面用材料中各原材料所占的重量份數(shù)為:
輕質(zhì)油分廣20份 廢舊橡膠粉10-20份 增塑組分1-3份 改性主劑60-l00份 增粘組分I飛份 穩(wěn)定劑0.12份 其中:
所述的輕質(zhì)油分為環(huán)烷油、芳烴油、糠醛油、玉米油等中的一種或者任意二種以上的混合，當(dāng)輕質(zhì)油分為任意二種以上的混合時(shí)，其組分可以為任意配比。
[0007]所述的廢舊橡膠粉為活化廢棄橡膠粉，所述活化廢棄橡膠粉細(xì)度優(yōu)選為40目^80
目。
[0008]所述的增塑組分為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯或其組合。
[0009]所述的改性主劑為90#或者110#基質(zhì)浙青。
[0010]所述的增粘組分為C5或者C9石油樹脂。
[0011]所述的穩(wěn)定劑為過氧二異丙苯。
[0012]上述再生路面用材料的制備方法包括如下步驟:首先將改性主劑加熱到1650C _175°C，放置在高速剪切機(jī)下，開動(dòng)高速剪切機(jī)并控制高速剪切機(jī)的剪切轉(zhuǎn)速為3000~5000轉(zhuǎn)/min、剪切溫度為172°C _178°C，30min內(nèi)依次向高速剪切機(jī)下添加處方量的增粘組分和增塑組分，加入完成后保持剪切轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速剪切15-30min ;然后提高高速剪切機(jī)的剪切轉(zhuǎn)速至5000-7000轉(zhuǎn)/min，向高速剪切機(jī)中添加處方量的廢舊橡膠粉、輕質(zhì)油分和穩(wěn)定劑，加入完成后保持該剪切轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速剪切15~30min得到剪切料；剪切完成后將剪切料置于烘箱內(nèi)，維持烘箱溫度為160~170°C進(jìn)行溶脹發(fā)育60min，然后將剪切料靜置60~90min后即可得到本發(fā)明廢舊浙青再生路面用材料。
[0013]本發(fā)明還提供上述所述廢舊浙青再生路面用材料的一個(gè)應(yīng)用，即該再生路面用材料在公路廢舊浙青混合料再生中的應(yīng)用。其具體應(yīng)用中再生方法包括如下步驟:將廢舊浙青路面銑刨，二次破碎后，取破碎后的廢舊浙青混合料，抽提，測(cè)其油石比和級(jí)配，確定廢舊浙青再生路面用材料的摻量和添加新集料的級(jí)配；將廢舊浙青置于浙青罐中，向廢舊浙青中加入本發(fā)明廢舊浙青再生路面用材料進(jìn)行拌合90-110秒，添加新集料拌合后制成再生浙青混合料。其中廢舊浙青再生路面用材料的摻量視新集料添加情況而定，優(yōu)選為廢舊浙青混合料的0.3%-4%。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例8證明，參比實(shí)施例浙青再生路面用材料和本發(fā)明浙青再生路面用材料對(duì)于廢舊浙青的針入度、軟化點(diǎn)、延度以及旋轉(zhuǎn)黏度均有較大改善。但本發(fā)明浙青再生路面用材料在上述指標(biāo)改善方面要遠(yuǎn)優(yōu)于參比實(shí)施例浙青再生路面用材料。這表明本發(fā)明浙青再生路面用材料對(duì)于廢舊浙青的軟化性以及延展性等指標(biāo)均具有顯著的改善作用。本發(fā)明實(shí)施例9證實(shí)，使用不同再生路面用材料后對(duì)于再生浙青混合料的低溫性能也是不同。其中使用參比實(shí)施例再生路面用材料制備得到混合料最大彎拉應(yīng)變與基質(zhì)浙青相差不大，其彎曲勁度模量甚至大于全新料的勁度模量，這說明此種再生料鋪筑的路面低溫變形能力較差，較容易發(fā)生低溫開裂。而采用本發(fā)明再生路面用材料制備的混合料彎曲勁度模量顯著降低，最大彎拉應(yīng)變顯著升高。這表明本發(fā)明再生路面用材料對(duì)廢舊浙青的低溫性能可以顯著改善。其中實(shí)施例4所對(duì)應(yīng)的再生路面用材料對(duì)廢舊浙青的低溫性能改善能力最強(qiáng)，為本發(fā)明最優(yōu)實(shí)施例。實(shí)施例10證實(shí)，不同添加比例下本發(fā)明浙青再生路面用材料對(duì)于老化浙青均具有明顯的改善作用，當(dāng)添加比例為9.0%和12%時(shí)，混合料的延度下降且旋轉(zhuǎn)黏度增加。因此，本發(fā)明浙青再生路面用材料的添加比例為0.3-4%時(shí)其對(duì)廢舊浙青的軟化性能和延展性能改善效果較好，其中添加比例為3%時(shí)，改善效果最好。
[0015]本發(fā)明廢舊浙青再生路面用材料與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì):
本發(fā)明廢舊浙青再生路面用材料可以顯著改善廢舊浙青的針入度、軟化點(diǎn)、延度以及旋轉(zhuǎn)黏度等參數(shù)，可以對(duì)廢舊浙青的抗裂性能以及耐久性能全面提升。本發(fā)明實(shí)施例8證實(shí)，其在上述指標(biāo)改善方面顯著優(yōu)于參比實(shí)施例。
[0016]本發(fā)明廢舊浙青再生路面用材料可以顯著改善廢舊浙青的低溫抗裂性能。本發(fā)明實(shí)施9證實(shí)，采用本發(fā)明再生路面用材料制備的混合料彎曲勁度模量顯著降低，最大彎拉應(yīng)變顯著升高。這表明本發(fā)明再生路面用材料對(duì)廢舊浙青的低溫性能可以顯著改善。
[0017]實(shí)施例4對(duì)應(yīng)廢舊浙青再生路面用材料在耐久性能、抗裂性能以及低溫抗裂性能顯著優(yōu)于其他實(shí)施例制備得到的廢舊浙青再生路面用材料。
[0018]本發(fā)明廢舊浙青再生路面用材料用于廢舊浙青再生時(shí)添加比例小，改善效果好。本發(fā)明實(shí)施例10證實(shí),其較佳添加比例為0.3-4%,這意味著其用于改善廢舊浙青時(shí)成本更低。
【具體實(shí)施方式】[0019]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更加清楚本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
，下面通過具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明
【發(fā)明內(nèi)容】
，但所述實(shí)施例并不以任何方式限定本發(fā)明。本發(fā)明所述的再生路面用材料可稱為再生劑。
[0020]實(shí)施例1本發(fā)明廢舊浙青再生路面用材料
所述廢舊浙青再生路面用材料由如下組分組成:輕質(zhì)油分I份、廢舊橡膠粉10份、增塑組分3份、改性主劑100份、增粘組分5份、穩(wěn)定劑2份。其中輕質(zhì)油分為環(huán)烷油，廢舊橡膠粉為活化廢棄橡膠粉，細(xì)度為40目，所述的增塑組分為鄰苯二甲酸二丁酯，增粘組分為C9石油樹脂,穩(wěn)定劑為過氧二異丙苯。
[0021]上述廢舊浙青再生路面用材料的制備方法為:首先將改性主劑加熱到165°C，放置在高速剪切機(jī)下，開動(dòng)高速剪切機(jī)并控制高速剪切機(jī)的剪切轉(zhuǎn)速為5000轉(zhuǎn)/min、剪切溫度為172°C，30min內(nèi)依次向高速剪切機(jī)下添加處方量的增粘組分和增塑組分，加入完成后保持剪切轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速剪切30min ;然后提高高速剪切機(jī)的剪切轉(zhuǎn)速至7000轉(zhuǎn)/min，向高速剪切機(jī)中添加處方量的廢舊橡膠粉、輕質(zhì)油分和穩(wěn)定劑，加入完成后保持該剪切轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速剪切30min得到剪切料；剪切完成后將剪切料置于烘箱內(nèi)，維持烘箱溫度為170°C進(jìn)行溶脹發(fā)育60min，然后將剪切料靜置90min后即可得到本發(fā)明廢舊浙青再生路面用材料。
[0022]實(shí)施例2本發(fā)明廢舊浙青再生路面用材料
所述廢舊浙青再生路面用材料由如下組分組成:輕質(zhì)油分I份、廢舊橡膠粉10份、增塑組分3份、改性主劑100份、增粘組分5份、穩(wěn)定劑2份。其中輕質(zhì)油分為環(huán)烷油，廢舊橡膠粉為活化廢棄橡膠粉，細(xì)度為40目，所述的增塑組分為鄰苯二甲酸二丁酯，增粘組分為C9#石油樹脂,穩(wěn)定劑為過氧二異丙苯。
[0023]上述廢舊浙青再生路 面用材料的制備方法為:首先將改性主劑加熱到175°C，放置在高速剪切機(jī)下，開動(dòng)高速剪切機(jī)并控制高速剪切機(jī)的剪切轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/min、剪切溫度為178°C，30min內(nèi)依次向高速剪切機(jī)下添加處方量的增粘組分和增塑組分，加入完成后保持剪切轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速剪切15min ;然后提高高速剪切機(jī)的剪切轉(zhuǎn)速至5000轉(zhuǎn)/min，向高速剪切機(jī)中添加處方量的廢舊橡膠粉、輕質(zhì)油分和穩(wěn)定劑，加入完成后保持該剪切轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速剪切15min得到剪切料；剪切完成后將剪切料置于烘箱內(nèi)，維持烘箱溫度為160°C進(jìn)行溶脹發(fā)育60min，然后將剪切料靜置60min后即可得到本發(fā)明廢舊浙青再生路面用材料。
[0024]實(shí)施例3-實(shí)施例7本發(fā)明廢舊浙青再生路面用材料及其制備方法 所述廢舊浙青再生路面用材料中的組分和含量如下表所示:
表1實(shí)施例3-7中廢舊浙青再生路面用材料中組分份數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種廢舊浙青再生路面用材料，其特征在于，其包括輕質(zhì)油分、增塑組分、改性主劑、增粘組分、穩(wěn)定劑、廢舊橡膠粉等原材料制備而成，所述廢舊浙青再生路面用材料中各原材料所占的重量份數(shù)為: 輕質(zhì)油分廣20份 廢舊橡膠粉10-20份 增塑組分1-3份 改性主劑6(Tl00份 增粘組分I飛份 穩(wěn)定劑0.2份。
2.如權(quán)利要求1所述的廢舊浙青再生路面用材料，其特征在于，所述的輕質(zhì)油分為環(huán)烷油、芳烴油、糠醛油、玉米油等中的一種或者任意二種以上的混合；所述的廢舊橡膠粉為活化廢棄橡膠粉；所述的增塑組分為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯或其組合；所述的改性主劑為90#或者110#基質(zhì)浙青；所述的增粘組分為C5或者C9石油樹脂；所述的穩(wěn)定劑為過氧二異丙苯。
3.如權(quán)利要求2所述的廢舊浙青再生路面用材料，其特征在于，當(dāng)輕質(zhì)油分為任意二種以上的混合時(shí)，其組分可以為任意配比。
4.如權(quán)利要求2所述的廢舊浙青再生路面用材料，其特征在于，活化廢棄橡膠粉細(xì)度為40目~80目。
5.一種制備權(quán)利要求1所述廢舊浙青再生路面用材料的方法，其特征在于，其包括如下步驟:首先將改性主劑加熱到165°C _175°C，放置在高速剪切機(jī)下，開動(dòng)高速剪切機(jī)并控制高速剪切機(jī)的剪切轉(zhuǎn)速為3000~5000轉(zhuǎn)/min、剪切溫度為172°C _178°C，30min內(nèi)依次向高速剪切機(jī)下添加處方量的增粘組分和增塑組分，加入完成后保持剪切轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速剪切15-30min ;然后提高高速剪切機(jī)的剪切轉(zhuǎn)速至5000-7000轉(zhuǎn)/min，向高速剪切機(jī)中添加處方量的廢舊橡膠粉、輕質(zhì)油分和穩(wěn)定劑，加入完成后保持該剪切轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速剪切15~30min得到剪切料；剪切完成后將剪切料置于烘箱內(nèi)，維持烘箱溫度為160~170°C進(jìn)行溶脹發(fā)育60min，然后將剪切料靜置60~90min后即可得到本發(fā)明廢舊浙青再生路面用材料。
6.權(quán)利要求1所述浙青再生路面用材料在公路廢舊浙青混合料再生中的應(yīng)用。
7.如權(quán)利要求6所述浙青再生路面用材料的應(yīng)用，其特征在于，使用權(quán)利要求1所述再生路面用材料進(jìn)行廢舊浙青的再生方法包括如下步驟:將廢舊浙青路面銑刨，二次破碎后，取破碎后的廢舊浙青混合料，抽提，測(cè)其油石比和級(jí)配，確定廢舊浙青再生路面用材料的摻量和添加新集料的級(jí)配；將廢舊浙青置于浙青罐中，向廢舊浙青中加入本發(fā)明廢舊浙青再生路面用材料進(jìn)行拌合90-110秒，添加新集料拌合后制成再生浙青混合料。
8.如權(quán)利要求7所述浙青再生路面用材料的應(yīng)用，其特征在于再生路面用材料的添加比例為廢舊浙青混合料的0.3%~4%。
9.如權(quán)利要求8所述浙青再生路面用材料的應(yīng)用，其特征在于再生路面用材料的添加比例為廢舊浙青混合料的3%。
【文檔編號(hào)】C08K5/14GK103468006SQ201310413215
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】彭馨彥, 林智勇, 周來添, 龍海舟, 朱東浩 申請(qǐng)人:廣州市市政工程維修處