本發(fā)明屬于瀝青混合料再生利用技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及到一種應(yīng)用于乳化瀝青廠拌冷再生混合料的緩凝劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國公路建設(shè)的飛速發(fā)展，每年需要翻修的瀝青路面隨之增長迅速。如果大量經(jīng)翻挖、銑刨的瀝青混合料被廢棄，會(huì)污染環(huán)境、浪費(fèi)資源，而且開采新石料會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境。乳化瀝青冷再生過程中，廢舊瀝青混合料的利用率可以達(dá)到90％以上，節(jié)約資源，且常溫施工，可延長施工季節(jié)，改善施工人員的工作條件，減少環(huán)境污染。
乳化瀝青冷再生分為廠拌冷再生和就地冷再生，其中就地冷再生是利用再生設(shè)備將廢舊瀝青路面材料就地打碎，并加入適當(dāng)?shù)娜榛癁r青、新石料和填料后拌和壓實(shí)，施工效率高，但是再生路面的耐久性相對差。目前，乳化瀝青冷再生大都選用廠拌的方式，將回收瀝青路面材料運(yùn)至拌和廠，經(jīng)破碎、篩分后，以一定的比例與乳化瀝青、新集料和填料拌和后，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行攤鋪碾壓。運(yùn)輸過程受運(yùn)輸距離、時(shí)間和氣候的影響，如果設(shè)計(jì)不合理，乳化瀝青冷再生混合料易出現(xiàn)提前破乳，無法卸車攤鋪的現(xiàn)象，或是破乳時(shí)間過長，無法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)開放交通，嚴(yán)重影響工程進(jìn)度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于乳化瀝青廠拌冷再生混合料的緩凝劑及其制備方法，該緩凝劑能解決乳化瀝青廠拌冷再生混合料破乳時(shí)間不適宜的問題。
本發(fā)明所述的一種應(yīng)用于乳化瀝青廠拌冷再生混合料的緩凝劑的制備方法，所述制備方法具體步驟如下：1)將木質(zhì)素與乙二醇混合均勻，升溫至110～140℃，慢慢加入酸酐，不斷攪拌，升溫至200～230℃，控溫反應(yīng)1～3小時(shí)，冷卻至室溫；2)將多乙烯多胺加熱至120～150℃，倒入第一步反應(yīng)物，不斷攪拌，升溫至250～280℃，控溫反應(yīng)2～5小時(shí)，冷卻至室溫；3)將第二步反應(yīng)物和脂肪酸混合，用異丙醇或甲醇和水的共混溶液稀釋至50～80％，升溫至70～95℃，慢慢加醛，不斷攪拌，加料完成后，控溫反應(yīng)3～8小時(shí)，冷卻至室溫。
本發(fā)明所述的一種應(yīng)用于乳化瀝青廠拌冷再生混合料的緩凝劑的制備方法，所述步驟1)中，酸酐為丁二酸酐、桐油酸酐、鄰苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐中的一種或兩種；所述步驟2)中，脂肪酸為油酸、亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸中一種或兩種。
本發(fā)明所述的一種應(yīng)用于乳化瀝青廠拌冷再生混合料的緩凝劑的制備方法，所述步驟1)中，多乙烯多胺為乙二胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、羥乙基哌嗪、N-(2-氨乙基)-1,3-丙二胺、N,N-二乙基丁烷-1,4-二胺、N-羥乙基丁二胺中兩種或三種；所述步驟2)中，醛為甲醛、苯甲醛、乙二醛、丙烯醛中的一種。
本發(fā)明所述的一種應(yīng)用于乳化瀝青廠拌冷再生混合料的緩凝劑的制備方法，乙二醇與木質(zhì)素的質(zhì)量比為0.5～2.0；酸酐與木質(zhì)素的質(zhì)量比為0.8～1.5；多乙烯多胺與木質(zhì)素的質(zhì)量比為0.2～0.8；脂肪酸與多乙烯多胺的質(zhì)量比為0.5～1.5；醛與脂肪酸的質(zhì)量比為0.1～0.6；異丙醇或甲醇與水的質(zhì)量比為2.0～6.0。
一種用本發(fā)明所述緩凝劑制備乳化瀝青廠拌冷再生混合料的方法，所述方法具體步驟如下：1)將緩凝劑與乳化劑混合均勻后，調(diào)酸，加熱至50～60℃，得混合物；2)將瀝青加熱至120～140℃，在膠體磨中將步驟1)的混合物與瀝青相混合，制備得到乳化瀝青；3)將乳化瀝青、廢舊瀝青混合料、新集料和填料拌和，得到乳化瀝青冷再生混合料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的應(yīng)用于乳化瀝青廠拌冷再生混合料的緩凝劑具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)與常用市售慢裂乳化劑均有良好的配伍性，用量為乳化劑的0.1～10.0％；2)通過調(diào)整摻量，可保證乳化瀝青廠拌冷再生混合料具有適宜的施工時(shí)間，在運(yùn)輸過程中不會(huì)出現(xiàn)提前破乳的現(xiàn)象；3)添加后，乳化瀝青與廢舊瀝青混合料的裹附性更好，尤其是大塊廢舊料，而且乳化瀝青冷再生混合料的強(qiáng)度明顯提升。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明所述的緩凝劑及其制備方法作進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
實(shí)施例1
(1)將100g木質(zhì)素與150g乙二醇混合均勻，加熱至120℃，慢慢加入98.2g的鄰苯二甲酸酐和順丁烯二酸酐(質(zhì)量比1:4)，不斷攪拌，升溫至200℃，控溫反應(yīng)2.5小時(shí)，冷卻至室溫。(2)將63.1g的四乙烯五胺和N-(2-氨乙基)-1,3-丙二胺(質(zhì)量比1:1)加熱至120℃，倒入第一步反應(yīng)物，不斷攪拌，升溫至260℃，控溫反應(yīng)4小時(shí)，冷卻至室溫。(3)將第二步反應(yīng)物和70.0g亞油酸混合，加入204.2g的甲醇和水的共混溶液(質(zhì)量比2:1)，升溫至85℃，慢慢加14.5g乙二醛，不斷攪拌，加料完成后，控溫反應(yīng)5小時(shí)，冷卻至室溫。
實(shí)施例2
(1)將100g木質(zhì)素與100g乙二醇混合均勻，加熱至130℃，慢慢加入127.4g的丁二酸酐和順丁烯二酸酐(質(zhì)量比1:1)，不斷攪拌，升溫至220℃，控溫反應(yīng)2小時(shí)，冷卻至室溫。(2)將82.4g的二乙烯三胺和N-羥乙基丁二胺(質(zhì)量比1:1)加熱至140℃，倒入第一步反應(yīng)物，不斷攪拌，升溫至250℃，控溫反應(yīng)3小時(shí)，冷卻至室溫。(3)將第二步反應(yīng)物和70.5g油酸混合，加入289.7g的甲醇和水的共混溶液(質(zhì)量比5:1)，升溫至90℃，慢慢加30.0g甲醛，不斷攪拌，加料完成后，控溫反應(yīng)3小時(shí)，冷卻至室溫。
實(shí)施例3
(1)將100g木質(zhì)素與80g乙二醇混合均勻，加熱至125℃，慢慢加入103.2g的丁二酸酐和順丁烯二酸酐(質(zhì)量比1:3)，不斷攪拌，升溫至230℃，控溫反應(yīng)2小時(shí)，冷卻至室溫。(2)將71.5g的四乙烯五胺和羥乙基哌嗪(質(zhì)量比5:2)加熱至130℃，倒入第一步反應(yīng)物，不斷攪拌，升溫至270℃，控溫反應(yīng)2.5小時(shí)，冷卻至室溫。(3)將第二步反應(yīng)物和92.6g的油酸和亞麻酸(質(zhì)量比1:2)混合，加入217.4g的異丙醇和水(質(zhì)量比6:1)的共混溶液，升溫至80℃，慢慢加35.3g苯甲醛，不斷攪拌，加料完成后，控溫反應(yīng)4小時(shí)，冷卻至室溫。
實(shí)施例4
(1)將100g木質(zhì)素與120g乙二醇混合均勻，加熱至140℃，慢慢加入107.8g順丁烯二酸酐，不斷攪拌，升溫至210℃，控溫反應(yīng)3小時(shí)，冷卻至室溫。(2)將85.4g的四乙烯五胺、羥乙基哌嗪和N,N-二乙基丁烷-1,4-二胺(質(zhì)量比2:1:1)加熱至140℃，倒入第一步反應(yīng)物，不斷攪拌，升溫至265℃，控溫反應(yīng)3.5小時(shí)，冷卻至室溫。(3)將第二步反應(yīng)物和82.4g的亞麻酸和花生四烯酸(質(zhì)量比5:3)混合，加入177.4g的異丙醇和水(質(zhì)量比1:1)的共混溶液，升溫至90℃，慢慢加27.0g甲醛，不斷攪拌，加料完成后，控溫反應(yīng)5小時(shí)，冷卻至室溫。
實(shí)施例5
(1)將100g木質(zhì)素與160g乙二醇混合均勻，加熱至135℃，慢慢加入82.4g的桐油酸酐和順丁烯二酸酐(質(zhì)量比1:4)，不斷攪拌，升溫至220℃，控溫反應(yīng)2小時(shí)，冷卻至室溫。(2)將64.6g的乙二胺和羥乙基哌嗪(質(zhì)量比1:2)加熱至125℃，倒入第一步反應(yīng)物，不斷攪拌，升溫至250℃，控溫反應(yīng)5小時(shí)，冷卻至室溫。(3)將第二步反應(yīng)物和40.3g的油酸和亞油酸(質(zhì)量比1:1)混合，加入133.4g的甲醇和水(質(zhì)量比3:1)的共混溶液，升溫至80℃，慢慢加19.3g乙二醛，不斷攪拌，加料完成后，控溫反應(yīng)3小時(shí)，冷卻至室溫。
上述實(shí)施例中制得的緩凝劑在乳化瀝青及其冷再生混合料中的應(yīng)用如下：
應(yīng)用例中的乳化瀝青及其冷再生混合料的性能檢測參照《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，JTG F41-2008)。瀝青混合料的級配為：粒徑12～25mm的舊瀝青混合料占48％，粒徑在0～12mm的舊瀝青混合料占33％，粒徑16～26.5mm的新的石料占18％，水泥占1.0％。乳化瀝青用量3.5％，最佳用水量2.5％。
應(yīng)用例1
稱取10.5g乳化劑INDULIN W-5和0.6g緩凝劑(實(shí)施例2)，加水150g溶解，滴加鹽酸調(diào)節(jié)pH至2.5，加水至200g，得到皂液。取中海90#瀝青300g，加熱到125℃，將200g皂液加熱到55℃，將皂液和瀝青通過膠體磨混合，最后得到乳化瀝青。
對比例1
稱取10.5g乳化劑INDULIN W-5，加水150g溶解，滴加鹽酸調(diào)節(jié)pH至2.5，加水至200g，得到皂液。取中海90#瀝青300g，加熱到125℃，將200g皂液加熱到55℃，將皂液和瀝青通過膠體磨混合，最后得到乳化瀝青。
應(yīng)用例2
稱取11g乳化劑kzw-801L和0.3g緩凝劑(實(shí)施例4)，加水至200g溶解，得到皂液。取鎮(zhèn)海90#瀝青300g，加熱到125℃，將200g皂液加熱到55℃，將皂液和瀝青通過膠體磨混合，最后得到乳化瀝青。
對比例2
稱取11g乳化劑kzw-801L，加水至200g溶解，得到皂液。取鎮(zhèn)海90#瀝青300g，加熱到125℃，將200g皂液加熱到55℃，將皂液和瀝青通過膠體磨混合，最后得到乳化瀝青。
應(yīng)用例3
稱取10g乳化劑CMK-30和0.5g緩凝劑(實(shí)施例1)，加水150g溶解，滴加鹽酸調(diào)節(jié)pH至2.1，加水至200g，得到皂液。取SK 90#瀝青300g，加熱到125℃，將200g皂液加熱到55℃，將皂液和瀝青通過膠體磨混合，最后得到乳化瀝青。
對比例3
稱取10g乳化劑CMK-30，加水150g溶解，滴加鹽酸調(diào)節(jié)pH至2.1，加水至200g，得到皂液。取SK 90#瀝青300g，加熱到125℃，將200g皂液加熱到55℃，將皂液和瀝青通過膠體磨混合，最后得到乳化瀝青。
應(yīng)用例4
稱取10g乳化劑CMK-20和0.9g緩凝劑(實(shí)施例3)，加水150g溶解，滴加鹽酸調(diào)節(jié)pH至2.0，加水至200g，得到皂液。取鎮(zhèn)海90#瀝青300g，加熱到125℃，將200g皂液加熱到55℃，將皂液和瀝青通過膠體磨混合，最后得到乳化瀝青。
對比例4
稱取10g乳化劑CMK-20，加水150g溶解，滴加鹽酸調(diào)節(jié)pH至2.0，加水至200g，得到皂液。取鎮(zhèn)海90#瀝青300g，加熱到125℃，將200g皂液加熱到55℃，將皂液和瀝青通過膠體磨混合，最后得到乳化瀝青。
表1.乳化瀝青及其冷再生混合料的性能