本發(fā)明屬于道路工程材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料及其制備方法
背景技術(shù)：
截至2014年底，全國公路總里程數(shù)達446萬公里，高速公路總里程數(shù)達到11.19萬公里。新建公路的大部分均為瀝青混凝土路面，如何管理好、養(yǎng)護好這些公路已是目前我國公路部門面臨的重要課題。按照瀝青路面的設(shè)計壽命(15～20年)，目前有的高速公路已進入大、中修期。
廢舊瀝青混合料只是在功能上有所降低，瀝青有所老化，集料性能還可以利用。因此，通過對廢舊瀝青混合料的回收，在加入適當?shù)男聻r青和新集料，加熱拌和均勻完全可以作新瀝青混合料應用于路面結(jié)構(gòu)。這樣解決了廢舊瀝青混合料污染環(huán)境，也可以節(jié)約大量的石料和石油資源，石料、瀝青資源的重復使用對我國的可持續(xù)發(fā)展有十分中發(fā)的意義。
為保證施工和易性，熱再生出料溫度較高，例如新瀝青為基質(zhì)瀝青，其加熱溫度與改性瀝青接近，造成舊瀝青的二次老化，為保持再生料性能，必須限制舊料比例，再生料的溫度主要靠新料帶進拌和鍋，為避免石料變質(zhì)，新料加熱溫度不能無限高，因此，提高舊料用量的空間較小，現(xiàn)階段再生瀝青混合料的舊料用量一般不超過30％，大大限制該技術(shù)推廣應用。
此外，常規(guī)礦物發(fā)泡溫拌劑中的水分在100℃左右以極細的狀態(tài)持續(xù)釋放出來，與瀝青作用使之發(fā)泡，降低瀝青粘度，使瀝青可以在相對較低的溫度條件下與集料拌合均勻，液相結(jié)合料中的發(fā)泡反應起到潤滑劑的作用，起到溫拌效果，但由于水分存在于瀝青與集料中，對瀝青與集料的粘附性有較高要求，對瀝青混合料的水穩(wěn)定性能有一定影響。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決再生瀝青混合料的舊料添加比例及發(fā)泡溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性的問題，本發(fā)明提供了一種發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料，該發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料有效降低了再生瀝青的拌和溫度及改善了瀝青混合料的水穩(wěn)定性，大大提高了再生瀝青混合料舊料的使用比例。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料，包括：回收瀝青路面材料30-50份；石油瀝青2-5份；新集料45-65份；礦粉2-10份；礦物發(fā)泡溫拌劑0.2-0.4份；以上份量均按重量份數(shù)計；其中，所述礦物發(fā)泡溫拌劑包括含水率為18％-23％的無機硅鋁酸鹽和脂肪酸鹽。
優(yōu)選地，所述回收瀝青路面材料為瀝青路面經(jīng)銑刨后破碎篩分后的再生料，包括粗再生料和細再生料。
優(yōu)選地，所述新集料為輝綠巖、玄武巖、石灰?guī)r中的一種或多種。
優(yōu)選地，所述礦粉為石灰?guī)r礦粉。
優(yōu)選地，所述無機硅鋁酸鹽與所述脂肪酸鹽的質(zhì)量比為11～15：1。
優(yōu)選地，所述脂肪酸鹽為硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鐵、硬脂酸銅中的一種或多種。
另外，本發(fā)明還提供一種上述的發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將回收瀝青路面材料和新集料加熱后加入到拌和鍋中，預拌合80-100s；
(2)將石油瀝青加熱至可流動狀態(tài)后加入到拌和鍋中，把礦物發(fā)泡溫拌劑撒在石油瀝青的表面，在拌合鍋中拌和80-100s；
(3)將礦粉加入到拌和鍋中，拌和80-100s，拌合后將所得的混合料放入恒溫烘箱中保溫0.5-2h，即得到發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料；
優(yōu)選地，在所述步驟(1)中，所述回收瀝青路面材料的加熱溫度110℃-130℃。
優(yōu)選地，在所述步驟(3)中，所述恒溫烘箱的溫度為發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料出料成型溫度。
本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明使用含水率為18％-23％無機硅鋁酸鹽與脂肪酸鹽的混合物作為溫拌再生瀝青的發(fā)泡溫拌劑，利用了脂肪酸鹽的兩親性質(zhì)及過渡金屬陽離子與瀝青形成強配位性原理，改善了溫拌劑的表面親油性，從而大大提高了瀝青混合料的水穩(wěn)定性。此外，脂肪酸鹽的表面活性可降低瀝青的界面作用，能改善瀝青混合料的可壓實性，進而降低混合料壓實所需的溫度，從而達到有效提高舊料的使用比例的目的。本發(fā)明的發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料性能穩(wěn)定，拌和溫度大大降低，舊料使用比例明顯提高，具有綠色環(huán)保、節(jié)能減排及可持續(xù)性發(fā)展等特點。本發(fā)明的發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料的制備方法中提出瀝青混合料出料后在恒溫烘箱進行保溫0.5-2h，充分發(fā)揮了礦物發(fā)泡溫拌劑的發(fā)泡性能，進一步提高了瀝青混合料的可壓實效果。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料，包括：回收瀝青路面材料30-50份；石油瀝青2-5份；新集料45-65份；礦粉2-10份；礦物發(fā)泡溫拌劑0.2-0.4份；以上份量均按重量份數(shù)計；其中，所述礦物發(fā)泡溫拌劑包括含水率為18％-23％的無機硅鋁酸鹽和脂肪酸鹽。
其中，回收瀝青路面材料為瀝青路面經(jīng)銑刨后破碎篩分后的再生料，包括粗再生料和細再生料。
其中，新集料為輝綠巖、玄武巖、石灰?guī)r中的一種或多種。
其中，礦粉為石灰?guī)r礦粉。
其中，無機硅鋁酸鹽與所述脂肪酸鹽的質(zhì)量比為11～15：1。
其中，脂肪酸鹽為硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鐵、硬脂酸銅中的一種或多種。
本發(fā)明還提供一種上述的發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將回收瀝青路面材料和新集料加熱后加入到拌和鍋中，預拌合80-100s；
(2)將石油瀝青加熱至可流動狀態(tài)后加入到拌和鍋中，把礦物發(fā)泡溫拌劑撒在石油瀝青的表面，在拌合鍋中拌和80-100s；
(3)將礦粉加入到拌和鍋中，拌和80-100s，拌合后將所得的混合料放入恒溫烘箱中保溫0.5-2h，即得到發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料；
其中，在所述步驟(1)中，所述回收瀝青路面材料的加熱溫度110℃-130℃。
其中，在所述步驟(3)中，所述恒溫烘箱的溫度為發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料出料成型溫度。
下列通過給出的本發(fā)明的具體實施例及對比例將進一步清楚地了解本發(fā)明，但它們不是對本發(fā)明的限定。
其中，在本發(fā)明中，實施例1-4和對比例1中使用的集料級配為WAC-20型，規(guī)格為表1所示：
表1
實施例5和對比例2使用的集料級配為WSMA-13型，規(guī)格為表2所示：
表2
實施例1
(1)將回收瀝青路面材料加熱至110℃，加入輝綠巖后加熱至160℃，再一起加入到拌和鍋中預拌合80s；
(2)將石油瀝青加熱至145℃后加入到拌和鍋中，把礦物發(fā)泡溫拌劑撒在石油瀝青的表面，在拌合鍋中拌和80s；
(3)將礦粉加入到拌和鍋中，拌和80s，將拌合后將所得的混合料放入恒溫烘箱中保溫0.5h，即得到發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料；所得發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料的性能指標如表3所示。
實施例2
(1)將回收瀝青路面材料加熱至120℃，加入玄武巖后加熱至160℃，再一起加入到拌和鍋中預拌合90s；
(2)將石油瀝青加熱至145℃后加入到拌和鍋中，把礦物發(fā)泡溫拌劑撒在石油瀝青的表面，在拌合鍋中拌和90s；
(3)將礦粉加入到拌和鍋中，拌和90s，將拌合后將所得的混合料放入恒溫烘箱中保溫1h，即得到發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料；所得發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料的性能指標如表3所示。
實施例3
(1)將回收瀝青路面材料加熱至130℃，加入石灰?guī)r后加熱至160℃，再一起加入到拌和鍋中預拌合100s；
(2)將石油瀝青加熱至145℃后加入到拌和鍋中，把礦物發(fā)泡溫拌劑撒在石油瀝青的表面，在拌合鍋中拌和100s；
(3)將礦粉加入到拌和鍋中，拌和100s，將拌合后將所得的混合料放入恒溫烘箱中保溫1.5h，即得到發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料；所得發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料的性能指標如表3所示。
實施例4
(1)將回收瀝青路面材料加熱至130℃，加入輝綠巖后加熱至190℃，再一起加入到拌和鍋中預拌合100s；
(2)將石油瀝青加熱至165℃后加入到拌和鍋中，把礦物發(fā)泡溫拌劑撒在石油瀝青的表面，在拌合鍋中拌和100s；
(3)將礦粉加入到拌和鍋中，拌和100s，將拌合后將所得的混合料放入恒溫烘箱中保溫2h，即得到發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料；所得發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料的性能指標如表3所示。
實施例5
(1)將回收瀝青路面材料加熱至130℃，加入玄武巖后加熱至190℃，加入木質(zhì)素纖維，再一起加入到拌和鍋中預拌合100s；
(2)將石油瀝青加熱至165℃后加入到拌和鍋中，把礦物發(fā)泡溫拌劑撒在石油瀝青的表面，在拌合鍋中拌和100s；
(3)將礦粉加入到拌和鍋中，拌和100s，將拌合后將所得的混合料放入恒溫烘箱中保溫1h，即得到發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料；所得發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料的性能指標如表3所示。
對比例1
(1)將回收瀝青路面材料加熱至110℃，加入輝綠巖后加熱至160℃，再一起加入到拌和鍋中預拌合80s；
(2)將石油瀝青加熱至145℃后加入到拌和鍋中，把礦物發(fā)泡溫拌劑撒在石油瀝青的表面，在拌合鍋中拌和80s；
(3)將礦粉加入到拌和鍋中，拌和80s，將拌合后將所得的混合料放入恒溫烘箱中保溫0.5h，即得到發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料；所得發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料的性能指標如表3所示。
對比例2
(1)將回收瀝青路面材料加熱至130℃，加入玄武巖后加熱至190℃，加入木質(zhì)素纖維，再一起加入到拌和鍋中預拌合100s；
(2)將石油瀝青加熱至165℃后加入到拌和鍋中，把礦物發(fā)泡溫拌劑撒在石油瀝青的表面，在拌合鍋中拌和100s；
(3)將礦粉加入到拌和鍋中，拌和100s，即得到發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料；所得發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料的性能指標如表3所示：
表3
從表3可以看出，實施例1-5中各項性能指標都符合規(guī)范《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)相關(guān)要求。
對比例1為實施例1相比較，實施例1加入了脂肪酸鹽改性的礦物發(fā)泡溫拌劑，再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性相比起對比例1有了明顯改善，而且空隙率更低，說明該瀝青混合料的可壓實性能更好；對比例2與實施例5相比較，實施例5將拌合后的混合料放入恒溫烘箱中保溫1h后，再生瀝青混合料的空隙率相比起對比例2有了明顯降低，進一步提高了瀝青混合料的可壓實效果。
區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明使用含水率為18％-23％無機硅鋁酸鹽與脂肪酸鹽的混合物作為溫拌再生瀝青的發(fā)泡溫拌劑，利用了脂肪酸鹽的兩親性質(zhì)及過渡金屬陽離子與瀝青形成強配位性原理，改善了溫拌劑的表面親油性，從而大大提高了瀝青混合料的水穩(wěn)定性。此外，脂肪酸鹽的表面活性可降低瀝青的界面作用，能改善瀝青混合料的可壓實性，進而降低混合料壓實所需的溫度，從而達到有效提高舊料的使用比例的目的。本發(fā)明的發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料性能穩(wěn)定，拌和溫度大大降低，舊料使用比例明顯提高，具有綠色環(huán)保、節(jié)能減排及可持續(xù)性發(fā)展等特點。本發(fā)明的發(fā)泡溫拌再生瀝青混合料的制備方法中提出瀝青混合料出料后在恒溫烘箱進行保溫0.5-2h，充分發(fā)揮了礦物發(fā)泡溫拌劑的發(fā)泡性能，進一步提高了瀝青混合料的可壓實效果。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。