一種rap高摻量的瀝青混合料配方以及制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路鋪面材料及其加工制備技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002] 瀝青混合料是礦料（包括粗集料、細集料和礦粉）與瀝青經(jīng)混合拌制而成的混合 料，必要時還會添加一些外摻劑，其中粗集料主要起骨架作用，細集料主要起填充作用，瀝 青和礦粉組成膠結(jié)料主要起膠結(jié)填充作用。瀝青混合料在鋪筑成瀝青路面后會面臨老化的 問題，瀝青混合料老化主要是由瀝青老化帶來的，老化的原因包括：①通過揮發(fā)使得瀝青輕 質(zhì)油分減少；②瀝青與空氣中的氧反應，使得瀝青組成發(fā)生變化；③瀝青分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生觸 變位阻導致硬化。
[0003] 由于廢舊瀝青混合料（簡稱RAP)的堆放會造成環(huán)境的污染同時出于節(jié)約成本及 資源的考慮，各國都在大力發(fā)展廢舊瀝青混合料再生技術(shù)。廢舊瀝青混合料再生技術(shù)是指 將RAP經(jīng)過回收、破碎、篩分后再與再生劑、新集料、新瀝青等按照一定的摻配比例，重新拌 合而成滿足工程要求的瀝青混合料的一種方法。上述再生劑可以調(diào)節(jié)老化瀝青使其成分恢 復原有比例，再生劑在調(diào)節(jié)過程會涉及化學作用和物理作用，其中物理作用主要體現(xiàn)在再 生劑中的輕質(zhì)油成分，可以作為老化瀝青的溶劑，使老化瀝青中的重質(zhì)油分重新溶解，調(diào) 節(jié)各組分的合成比例，但再生劑的溶解能力非常有限；而化學作用從微觀上看主要是對瀝 青分子結(jié)構(gòu)以及排列方式的作用，使得廢舊瀝青轉(zhuǎn)化成再生瀝青，但是再生瀝青在化學組 分以及分子結(jié)構(gòu)及排列方式方面與新瀝青相比均有較大差異，再生瀝青形成的化學組分以 及分子結(jié)構(gòu)及排列方式不能夠穩(wěn)定的存在，光、熱、雨水等外界因素的影響，很容易發(fā)生再 次老化，最終造成再生瀝青混合料的低溫性能和水穩(wěn)定性能較差，無法達到《公路瀝青路面 施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)中對低溫性能和水穩(wěn)定性能的要求。綜上，為了滿足再生瀝 青混合料的低溫性能和水穩(wěn)定性，再考慮到再生劑有限的溶解能力，通常瀝青混合料再生 的RAP摻量都是比較低的，一般RAP的摻入比例為10%~25%。因此，如何在保證再生瀝 青混合料的低溫性能和水穩(wěn)定性情況下，增加RAP的摻量成為本領域亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明意在提供一種保證低溫性能和水穩(wěn)定性的前提下，提高RAP摻量的瀝青混 合料配方。
[0005] 專利方案：一種RAP高摻量的瀝青混合料配方，其組分的質(zhì)量百分比如下：
[0006] 40%~65%的銑刨舊料；
[0007] 28 % ~53 % 的集料；
[0008] 1.5 % 的礦粉；
[0009] 1. 5%的普通硅酸鹽水泥；
[0010] 0. 3%的聚酯纖維或玄武巖纖維；
[0011] 2. 8%~3. 9%的基質(zhì)瀝青。
[0012] 有益效果：相比傳統(tǒng)的再生劑在瀝青混合料中既有與舊瀝青接觸融合的物理作 用，又有對瀝青分子結(jié)構(gòu)及排列方式之間的化學作用，本發(fā)明采用聚酯纖維或玄武巖纖維 替代再生劑，與再生劑的不同之處在于，聚酯纖維或玄武巖纖維在瀝青混合料中并沒有發(fā) 生化學反應，而是一種物理作用，其物理作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1)保證再生瀝青 混合料的低溫性能和水穩(wěn)定性符合要求：瀝青混合料加入聚酯纖維或玄武巖纖維后，一方 面這些纖維會吸附大量的瀝青，阻止部分瀝青變?yōu)樽杂蔀r青，增加結(jié)構(gòu)瀝青膜的厚度，而再 生瀝青混合料中的抗彎能力主要是由瀝青體現(xiàn)，結(jié)構(gòu)瀝青膜的增厚提高了再生瀝青混合料 的抗彎能力，使得瀝青混合料抵抗溫度應力表現(xiàn)更佳，提高了再生瀝青混合料的低溫性能； 另一方面，纖維會吸附大量的瀝青，從而增加了瀝青用量，新加入的瀝青會填充在集料之間 空隙且增加了瀝青膠漿的粘結(jié)力，降低再生瀝青混合料的孔隙率，結(jié)構(gòu)更密實，外界的水難 以進入瀝青混料內(nèi)部，從而提高了瀝青混合料的水穩(wěn)定性。
[0013] (2)加筋增韌作用。在再生瀝青混合料中加入纖維的作用等同于在水泥混凝土中 加入鋼筋，可以提高混合料的抗彎拉能力，在高RAP摻量下（本發(fā)明中銑刨舊料質(zhì)量百分比 為40 %~65 % )，纖維在混合料中以三維分散體分散于新舊瀝青和礦粉組成的瀝青膠漿之 中，與瀝青膠漿形成一個強大的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，混合料在受到拉應力或彎拉應力時，會將一 部分應力傳遞給纖維，由纖維承擔一部分應力，增強混合料的抗彎拉應力和抗彎拉應變，進 一步提高再生瀝青混合料的低溫性能和耐久性。
[0014] 綜上，本發(fā)明通過聚酯纖維或玄武巖纖維的物理作用使得再生瀝青混合料的低溫 性能和水穩(wěn)定性能夠滿足標準的要求，且再生瀝青混合料中的RAP摻量能夠提升至40 %~ 65%，相比傳統(tǒng)的RAP的10%~25%的摻入比例，本發(fā)明能夠更加充分的利用RAP，更加環(huán) 保，且降低了再生瀝青混合料的成本。
[0015] 進一步地，聚酯纖維或玄武巖纖維的長度為1~6_，纖維長度太長，在混合料拌 制過程中，纖維不易分散均勻，長度太短，又無法很好的體現(xiàn)纖維的加筋增韌作用，經(jīng)多次 試驗后發(fā)現(xiàn)1~6mm是較為合適的纖維長度。
[0016] 進一步地，所述礦粉為憎水性石料粉，主要選擇石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石 磨細而成，為常用礦粉原料。
[0017] 進一步地，基質(zhì)瀝青為90號基質(zhì)瀝青，為常用基質(zhì)瀝青。
[0018] 進一步地，集料包括粗集料和細集料，粗集料為碎石、破碎礫石、鋼渣中的一種或 多種混合而成，細集料為天然砂、機制砂、石肩中的一種或多種混合而成，為常用集料選 擇。
[0019] 專利方案：一種RAP高摻量的瀝青混合料制造方法，步驟如下，
[0020] (1)預熱銑刨舊料；
[0021] (2)將預熱后的銑刨舊料加入熱拌鍋中；
[0022] (3)加入預熱后的集料，同時加入聚酯纖維或玄武巖纖維拌合；
[0023] (4)加入預熱后的基質(zhì)瀝青拌和；
[0024] (5)加入預熱后的礦粉拌和。
[0025] 進一步地，常規(guī)的拌鍋溫度一般為140°C~160°C，本方案步驟（2)中的拌鍋溫度 為175°C，提高混合料的拌合溫度，保證再生瀝青混合料的出料溫度滿足《公路瀝青路面施 工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004)的要求。
[0026] 進一步地，步驟（1)中銑刨舊料的預熱溫度為110°C，預熱2h;步驟（3)中新集料 的預熱溫度為180°C，預熱時間4~5h;步驟（4)中基質(zhì)瀝青的預熱溫度為150~160°C， 預熱時間4~5h;步驟（5)中礦粉的預熱溫度為180°C，預熱時間4~5h，使最終獲得的混 合料溫度滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004)的要求。
[0027]進一步地，步驟（3)、步驟（4)、步驟（5)中的拌合時間均為90s，拌合效果較佳。
【具體實施方式】
[0028] 下面通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明：
[0029] 實施例1
[0030] 一種RAP高摻量的瀝青混合料配方，其組分的質(zhì)量百分比如下：
[0031] 45 %的銑刨舊料；
[0032] 48. 3%的集料，集料包括粗集料和細集料，粗集料由碎石、破碎礫石、鋼渣混合而 成，細集料由天然砂、機制砂、石肩混合而成。
[0033] 1. 5%的礦粉，該礦粉選擇石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石磨細而成。
[0034] 1. 5%的普通硅酸鹽水泥；
[0035] 0. 3%的長度為6mm的聚酯纖維；
[0036] 3. 4%的90號基質(zhì)瀝青。
[0037] 試驗設計：設計4個再生瀝青混合料測試試驗組，這4個試驗組的主要區(qū)別在于聚 酯纖維的摻量分別為0. 2%、0. 3%、0. 4%、0. 5%。
[0038] 0. 3%試驗組即是實施例1。
[0039]0. 2%試驗組的各組分質(zhì)量百分比：45%的銑刨舊料；48. 4%的集料；1. 5%的礦 粉；1. 5%的普通硅酸鹽水泥；0. 2%的長度為6mm的聚酯纖維；3. 4%的90號基質(zhì)瀝青。
[0040] 0.4 %試驗組的各組分質(zhì)量百分比：45%的銑刨舊料；48. 2 %的集料；1. 5 %的礦 粉；1. 5%的普通硅酸鹽水泥；0. 4%的長度為6mm的聚酯纖維；3. 4%的90號基質(zhì)瀝青。
[0041] 0. 5%試驗組的各組分質(zhì)量百分比：45%的銑刨舊料；48. 1%的集料；1. 5%的礦 粉；1. 5%的普通硅酸鹽水泥；0. 5%的長度為6mm的聚酯纖維；3. 4%的90號基質(zhì)瀝青。
[0042] 測試結(jié)果如下：
[0043]RAP45摻聚酯纖維瀝青混合料小梁彎曲試驗結(jié)果見表1:
[0044] 表IRAP45摻聚酯纖維瀝青混合料小梁彎曲試驗結(jié)果
[0045]
[0046]RAP45摻聚酯纖維瀝青混合料凍融劈裂試驗結(jié)果見表2:
[0047] 表2RAP45摻聚酯纖維瀝青混合料凍融劈裂試驗結(jié)果
[0048]
[0049] 結(jié)果分析：由表1和表2當RAP(銑刨舊料）摻量為45%，長度為6mm的聚酯纖維 摻量為〇. 3%時，再生瀝青混合料的最大彎拉應變?yōu)?920,劈裂強度比為84. 1 %，符合《公 路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)中瀝青混合料要達到最大彎拉應變不小于2300 和劈裂