大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合物及其制備方法和應(yīng)用與流程

本發(fā)明屬于道路工程材料領(lǐng)域，具體提供一種大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

2、近年來，隨著公路事業(yè)的大力發(fā)展，公路維修改造工程逐漸增多。每年就公路維修銑刨產(chǎn)生大量的rap料。對(duì)廢舊瀝青路面進(jìn)行再生利用不僅可以促進(jìn)不可再生資源的二次利用，而且可以減少溫室氣體的排放，具有良好的應(yīng)用前景?，F(xiàn)有的生產(chǎn)再生瀝青混合料的技術(shù)主要采用熱拌合技術(shù)，生產(chǎn)時(shí)需要將瀝青和石料加熱到很高的溫度進(jìn)行拌合，施工時(shí)也需要在高溫下攤鋪和碾壓，這不僅消耗大量的能源還排放大量的溫室氣體和瀝青煙氣，嚴(yán)重影響環(huán)境。此外，由于rap料的性能衰減、級(jí)配不良和加熱不均等問題，現(xiàn)有技術(shù)中廢舊瀝青回收料(rap)的摻量低。因此，亟須一種具有能夠在相對(duì)更低的溫度下制備的再生瀝青混合料同時(shí)提高rap摻量。

3、因此，急需開發(fā)高性能的高瀝青含量乳化瀝青及可實(shí)現(xiàn)低溫拌合、路用性能優(yōu)異的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種可實(shí)現(xiàn)低溫拌合、路用性能優(yōu)異的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合物。本發(fā)明制備的高固含量乳化瀝青可恢復(fù)老化瀝青的高溫性能和抗裂性能，其混合料生產(chǎn)過程綠色環(huán)保，具有很好的力學(xué)性能、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性，尤其具有優(yōu)異的抗疲勞性能。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料，由如下重量份的原料組成：高固含量乳化瀝青5～8份，低溫活化劑0.5～1份，成型交聯(lián)劑0.05～0.08份，rap料45～100份，新集料0～50份，填料0～5份；

4、其中，所述高固含量乳化瀝青由陽離子慢裂快凝型酰胺類乳化劑、70#石油瀝青、鹽酸和水組成，固含量為80wt～90wt％，采用低能乳化法制備得到。

5、在一些實(shí)施方式中，所述低溫活化劑由脂肪醇聚氧乙烯醚和鄰苯二甲酸二辛酯組成，脂肪醇聚氧乙烯醚和鄰苯二甲酸二辛酯質(zhì)量比例為1:1.5。

6、在一些實(shí)施方式中，所述成型交聯(lián)劑由gemini離子液體、丙二醇單甲醚、甲基三甲氧基硅烷組成，三者的比例0.5:1:0.1。

7、在一些實(shí)施方式中，所述rap料來源于樟吉高速公路改擴(kuò)建工程a1標(biāo)段中、上面層銑刨料，其粉膠比為1.2～1.6，4.75mm篩孔通過率＞30％，0.075篩孔通過率范圍為5-12％。

8、在一些實(shí)施方式中，所述新集料為10mm-15mm和0mm-5mm的石灰?guī)r集料，其比例為25:20。

9、在一些實(shí)施方式中，所述填料為石灰?guī)r礦粉。

10、本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料的制備方法，包括：

11、將乳化劑和水混合均勻，調(diào)節(jié)ph值至2-2.3，得到皂液；

12、將60-65℃的所述皂液加入到120-130℃的70#石油瀝青中混合均勻，得到高固含量乳化瀝青；

13、將rap料與低溫活化劑混合均勻，然后靜置，得到混合料，備用；

14、將所述高固含量乳化瀝青加熱到60-80℃，備用；

15、將新集料加入到所述混合料中，混合均勻，再加入高固含量乳化瀝青，混合均勻，再加入填料和成型交聯(lián)劑，混合均勻，即得。

16、在一些實(shí)施方式中，所述乳化劑與蒸餾水的質(zhì)量比為1:9-10。

17、在一些實(shí)施方式中，所述皂液與70#石油瀝青的質(zhì)量比0.3:1.7-2。

18、更具體的，包括以下步驟：

19、(1)將1重量份乳化劑和9重量份60℃蒸餾水中攪拌均勻，用鹽酸將溶液調(diào)節(jié)ph值至2-2.3，得到皂液；

20、(2)將1.5重量份60℃皂液一次性加入到8.5重量份120℃70#石油瀝青中攪拌均勻，攪拌器轉(zhuǎn)速為1000-1100rpm，攪拌時(shí)間為10min，得到高固含量乳化瀝青；

21、(3)rap料在室溫下加入到拌合鍋中，加入低溫活化劑，攪拌180s，然后靜置30min，備用；

22、(4)將高固含量乳化瀝青加熱到60-80℃，保證具有很好的流動(dòng)性，備用；

23、(5)將室溫下的新集料加入到拌合鍋中，先攪拌30s，然后加入高固含量乳化瀝青，攪拌60-90s，繼續(xù)添加填料和成型交聯(lián)劑，然后繼續(xù)拌合60-90s，制得大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料。

24、本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了上述的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料或上述的方法制備的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料在瀝青路面施工或道路工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。

25、本發(fā)明的有益效果

26、(1)本發(fā)明的高固含量乳化瀝青與普通乳化瀝青相比，高固含量乳化瀝青的瀝青含量大于80％，含水率比普通乳化瀝青明顯降低，以此作為膠結(jié)料可以解決由于傳統(tǒng)的乳化瀝青水含量較高，瀝青的粘結(jié)效果發(fā)揮不充分，致使混合料的水穩(wěn)定性能差、路用性能不滿足早期強(qiáng)度要求、最終路用強(qiáng)度不足和耐久性差等缺點(diǎn)。

27、(2)本發(fā)明的低溫活化劑能夠快速在rap料表面瀝青層滲透，能夠?qū)ap料表面的老化瀝青軟化，激活老化的瀝青，與新加入的瀝青更好的融合，實(shí)現(xiàn)“再生”，起到粘結(jié)劑的作用。這種效果克服了原有只能在高溫下才能使激活老化的瀝青，實(shí)現(xiàn)再生。生產(chǎn)過程綠色環(huán)保，具有低成本、易加工、可再生等特點(diǎn)。

28、(3)本發(fā)明的成型交聯(lián)劑包括gemini離子液體、丙二醇單甲醚、甲基三甲氧基硅烷中的一種或多種。將成型交聯(lián)劑最后加入到混合料中，與高固含量乳化瀝青接觸后，能夠促進(jìn)乳化瀝青的均勻的破乳，并形成交聯(lián)體系，使得混合料具有合適的固化成型時(shí)間，同時(shí)在成型交聯(lián)過程中消耗掉多余的水分，保障混合料具有良好的早期強(qiáng)度和路用性能。

29、(4)本發(fā)明的rap料的粉膠比為1.2～1.6，4.75mm篩孔通過率＞30％，0.075篩孔通過率范圍為5-12％。通過這種設(shè)計(jì)避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法可能導(dǎo)致的細(xì)集料無法對(duì)礦料間歇形成有效填充而造成空隙率變大，再生混合料的疲勞性能下降，嚴(yán)重影響耐久性的問題。同時(shí)，該設(shè)計(jì)方法保障了混合料具有較低的空隙率，從而使得混合料的低溫性能提升。

30、綜上所述，本發(fā)明的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料可在室溫下生產(chǎn)，與廠拌熱再生混合料相比能有效降低再生溫度，節(jié)能減排效果顯著，且具有與廠拌熱再生混合料的相當(dāng)路用性能。

技術(shù)特征：

1.一種大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料，其特征在于，由如下重量份的原料組成：高固含量乳化瀝青5～8份，低溫活化劑0.5～1份，成型交聯(lián)劑0.05～0.08份，rap料45～100份，新集料0～50份，填料0～5份；

2.如權(quán)利要求1所述的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料，其特征在于，所述低溫活化劑由脂肪醇聚氧乙烯醚和鄰苯二甲酸二辛酯組成，脂肪醇聚氧乙烯醚和鄰苯二甲酸二辛酯質(zhì)量比例為1:1.5。

3.如權(quán)利要求1所述的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料，其特征在于，所述成型交聯(lián)劑由gemini離子液體、丙二醇單甲醚、甲基三甲氧基硅烷組成，三者的比例0.5:1:0.1。

4.如權(quán)利要求1所述的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料，其特征在于，所述rap料來源于樟吉高速公路改擴(kuò)建工程a1標(biāo)段中、上面層銑刨料，其粉膠比為1.2～1.6，4.75mm篩孔通過率＞30％，0.075篩孔通過率范圍為5-12％。

5.如權(quán)利要求1所述的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料，其特征在于，所述新集料為來源于樟吉高速公路改擴(kuò)建工程a1標(biāo)段的10mm-15mm和0mm-5mm的石灰?guī)r集料，其比例為25:20。

6.如權(quán)利要求1所述的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料，其特征在于，所述填料為為來源于樟吉高速公路改擴(kuò)建工程a1標(biāo)段的石灰?guī)r礦粉。

7.一種大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料的制備方法，其特征在于，包括：

8.如權(quán)利要求7所述的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料的制備方法，其特征在于，所述乳化劑與蒸餾水的質(zhì)量比為1:9-10。

9.如權(quán)利要求7所述的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料的制備方法，其特征在于，所述皂液與70#石油瀝青的質(zhì)量比0.3:1.7-2。

10.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料或權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的方法制備的大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料在瀝青路面施工或道路工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種大摻量抗疲勞高固含量乳化瀝青再生混合料及其制備方法和應(yīng)用，屬于道路工程材料領(lǐng)域。所述大摻量高固含量乳化瀝青再生混合料由特定比例的高固含量乳化瀝青、低溫活化劑、成型交聯(lián)劑、RAP料、新集料、填料等制得。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的瀝青混合料具有拌合和施工溫度低，路用性能優(yōu)良等特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：曹寅,趙品暉,蔡裕,萬里,莊戌哲,王宗豪,張偉,蘇記華,張德巖,孫曉,王樹均,李朋穎,徐登龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵十四局集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6