廠拌溫熱再生瀝青混合料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及路面施工材料，具體是一種廠拌溫熱再生瀝青混合料及其制備方法。本發(fā)明的廠拌溫熱再生瀝青混合料成分由RAP、新集料、石灰?guī)r礦粉、新瀝青及再生劑組成；各成分所占的質量百分比為：（20～70）%的RAP、（30～80）%的新集料、（0～8）%的石灰?guī)r礦粉、（0.5～5）%的新瀝青、（0～0.5）%的再生劑，其總質量滿足100%；所述新瀝青針入度小于75（0.1mm）,軟化點大于48℃；所述再生劑60℃的運動粘度為（50～60000）mm2/s。本發(fā)明工藝簡單、混合料無花白料、再生效果好、成本較低、適應范圍廣，且路用性能好。
【專利說明】
廠拌溫熱再生瀝青混合料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及路面施工材料，具體是一種廠拌溫熱再生瀝青混合料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)上，在對老舊瀝青路面進行維護、修復施工中，有大量的翻挖、銑刨瀝青混合 料被廢棄，一方面造成環(huán)境污染，另一方面對于我國這種優(yōu)質瀝青極為匱乏的國家來說是 一種資源浪費，而且隨著大量使用新石料、開采石礦會導致森林植被減少、水土流失等嚴重 生態(tài)環(huán)境破壞。
[0003] 廠拌熱再生技術是當前世界使用最為普遍的瀝青路面再生方法，它是先將舊瀝青 混凝土路面材料銑刨后運回工廠，通過破碎、篩分（必要時），并根據(jù)舊料中瀝青含量、瀝青 老化程度、碎石級配等指標，摻入一定數(shù)量的新集料、瀝青和再生劑(必要時)進行拌和，使 混合料達到規(guī)范要求的各項指標，按照與新建瀝青混凝土路面完全相同的方法重新鋪筑路 面的一整套工藝。這種再生方式屬于結構性再生，能有效地用于各種條件下舊瀝青混凝土 路面的再生利用，不僅節(jié)約大量瀝青、砂石等原材料，節(jié)省工程投資，避免了新的資源消耗， 同時有利于處理廢料、保護環(huán)境，因而具有顯著的經(jīng)濟效益和社會、環(huán)境效益。
[0004] 廠拌熱再生技術具有再生工藝易于控制，再生后的瀝青混合料性能較好，且使用 范圍廣的優(yōu)點。然而在常規(guī)廠拌熱再生工藝中，一般先將舊料和新集料單獨加熱，然后將舊 料與新集料在拌缸中混合，接著一次性將新瀝青(或新瀝青與再生劑)添加到拌和缸中拌 和，得到再生瀝青混合料成品，直接用于路面鋪裝。眾所周知再生瀝青混合料中，只有新瀝 青(或新瀝青與再生劑)與舊料中的老化瀝青相互滲透、交換及融合后形成連續(xù)一致的膠結 料，均勾裹附于新集料與舊料上才能得到形態(tài)穩(wěn)定、綜合路用性能優(yōu)越的再生瀝青混合料。 然而，傳統(tǒng)拌和工藝沒有考慮到新瀝青與舊料中的老化瀝青相互反應、緊密結合需要在特 定溫度和時間條件下才能充分的完成，一方面造成拌和后的再生混合料中新集料與舊料被 瀝青裹附的程度不同，往往新集料瀝青膜薄，舊料瀝青膜厚，混合料的均勻性差，常常出現(xiàn) 大粒徑的新集料拌和后仍然未充分裹附瀝青，而呈現(xiàn)花白料現(xiàn)象；另一方面新瀝青與舊料 中的老化瀝青沒有完全融合裹附在老化瀝青的外，造成老化瀝青路用性能無法得到充分改 善和重生，兩種瀝青在混合料體系中各自發(fā)揮原有的特性。從而嚴重影響再生瀝青混合料 的綜合路用性能，尤其是水穩(wěn)定性、低溫性能和疲勞壽命與全部使用新材料的瀝青混合料 相比均有較大幅度下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種工藝簡單、混合料無花白料、再生效果 好、成本較低、適應范圍廣，且路用性能好的廠拌溫熱再生瀝青混合料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的廠拌溫熱再生瀝青混合料成分由RAP(回收瀝青路面材料）、新集料、石灰 巖礦粉、新瀝青及再生劑組成;各成分所占的質量百分比為：（20~70)%的RAP、（30~80)% 的新集料、（〇~8) %的石灰?guī)r礦粉、（0.5~5) %的新瀝青、（0~0.5) %的再生劑，其總質量 滿足100%;所述新瀝青針入度小于75(0.1mm)，軟化點大于48°C;所述再生劑60°C的運動 粘度為(50 ~60000)mm2/s。
[0007]所述新集料采用玄武巖碎石;新瀝青采用AH-70重交瀝青。
[0008]本發(fā)明廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法，包括以下步驟：
[0009] (1)對舊有的瀝青路面進行銑刨破碎，獲得RAP，分別檢測RAP的瀝青含量及舊瀝青 性能、礦料級配；
[0010] (2)根據(jù)步驟（1)的檢測結果，在上述廠拌溫熱再生瀝青混合料各成分質量百分比 范圍內(nèi)確定廠拌溫熱再生瀝青混合料中的RAP、新集料、石灰?guī)r礦粉、新瀝青及再生劑的含 量，確定再生劑類型；
[0011] (3)將加熱后的RAP和新集料同時投入到拌和缸中攪拌；
[0012] ⑷將稱量好的再生劑、新瀝青同時加入到步驟⑶所得的產(chǎn)物中攪拌；
[0013] (5)將石灰?guī)r礦粉加入到步驟⑷所得的產(chǎn)物中攪拌；
[0014] (6)將步驟(5)所得拌和后的混合料出鍋，儲存在發(fā)育釜中發(fā)育；
[0015] (7)混合料經(jīng)過步驟(6)在特定溫度及時間條件下發(fā)育后出倉、成型。
[0016] 所述步驟(2)中再生劑60°C的運動粘度為(50~60000)mm2/s，
[0017] 所述步驟(3)中銑刨料的加熱溫度為(80~170) °C、新集料加熱溫度為(90~210) °C，銑刨料與新集料的攪拌時間為(60-70)s。
[0018] 所述步驟(4)中再生劑加熱溫度為(50~110)°C，再生劑粘度越高選擇發(fā)育溫度越 高，攪拌時間為(30~45) s。
[0019]所述步驟(5)石灰?guī)r礦粉加入后再攪拌(30~45) s。
[0020] 所述步驟(6)混合料出拌和鍋后儲存在具有加熱、攪拌和保溫功能的發(fā)育釜中發(fā) 育，混合料發(fā)育期間溫度變化幅度在（±5°C)范圍之內(nèi)。
[0021] 所述步驟(7)混合料發(fā)育溫度為(40~170) °C，再生劑粘度越高選擇發(fā)育溫度越 高，發(fā)育時間為(0.5~6)h。
[0022] 本發(fā)明同現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和有益效果：
[0023]本發(fā)明方法對回收的瀝青路面材料(RAP)進行加熱，當表面溫度達到一定溫度 時，表面的舊瀝青開始軟化、熔融，并在與新的熱集料拌和過程中舊瀝青的一部分轉移到新 集料的表面，同時新、舊集料的溫度也趨于一致，保證了舊瀝青裹覆在新、舊集料表面的薄 膜也趨于均勻。有效解決了現(xiàn)有再生方法中新、舊瀝青在新、舊集料表面的不均勻分布，從 而影響混合料的低溫抗裂性能、耐久性及疲勞壽命，徹底消除了再生瀝青混合料容易出現(xiàn) 花白料的問題。
[0024] 本發(fā)明方法與常規(guī)廠拌熱再生技術相比，增加了再生瀝青混合料的發(fā)育工藝，極 大的提高了新、舊瀝青之間相互滲透、融合及有機結合的機會，使得新瀝青及再生劑在回收 瀝青路面材料(RAP)中充分發(fā)揮了重生和再造功能，提高了舊瀝青的再生效果，新形成的混 合料體系路用性能更加接近甚至超過新的熱拌瀝青混合料，尤其是低溫抗裂性、抗水損害 能力及疲勞壽命均大幅由于常規(guī)高性能廠拌溫熱再生瀝青混合料。
[0025] 本發(fā)明的方法與常規(guī)廠拌熱再生技術相比，僅僅增加了再生瀝青混合料的發(fā)育工 藝、改變了拌和順序，而該工藝簡單易于掌握。生產(chǎn)的廠拌溫熱再生瀝青混合料路用性能大 幅提高，可直接用于各等級瀝青路面中、下面層及磨耗層的鋪筑;具有明顯的經(jīng)濟和社會效 益。
[0026]本發(fā)明的方法具有易于實現(xiàn)、舊料再生效率高、新瀝青用量少、有效防止再生混合 料中花白料的出現(xiàn)、再生混合料更加均勻、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性能、抗水損害能力及疲 勞壽命等綜合性能大幅提尚。
【具體實施方式】 [0027] 實施例1
[0028] 室內(nèi)試驗的實施例：試驗所用舊瀝青路面破碎料(RAP)為相同來源相同粒徑規(guī)格 的材料，首先在拌和廠對RAP進行取樣，然后按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》 (JTG E20-2011)中T 0735的方法進行瀝青含量試驗，試驗測得該RAP的油石比為4.81%，對 試驗獲得的舊礦料進行篩分試驗，篩分試驗結果見表1;采用《公路工程瀝青及瀝青混合料 試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)中T 0726
[0029] 的方法對RAP進行抽提試驗，抽提試驗后的舊瀝青進行回收，并進行性能試驗檢 測，檢測結果見表2。
[0030] 表1 RAP中舊礦料級配試驗結果 [00311
[0032]表2 RAP中舊瀝青性能指標試驗結果 [00331
[0034^~新礦料采用玄武巖，該新礦料由四組成分組成，第一組粒徑為0-2.36mm;第二組粒 徑為2 · 36-4 · 75mm;第三組粒徑為4 · 75-9 · 5mm;第四組粒徑為9 · 5-16 · 0mm。對四組集料進行 篩分試驗，結果見表3;進行相對密度試驗，結果見表4.
[0035]表3新礦料篩分試驗結果
[0036]
[0037]表4新礦料相對密度試驗結果
[0038]
[0039] 石灰?guī)r礦粉篩分結果見表5.
[0040] 表5礦粉篩分結果
[0041 ] 新瀝青選用國產(chǎn)AH-70道路石油瀝青，性能指標見表6。
[0042]表6 AH-70道路石油瀝青檢測指標
[0043]
[0044] 再生劑選用60°C運動粘度為60000mm2/s的國產(chǎn)再生劑(江蘇天諾道路材料科技有 限公司生產(chǎn)的RA900型再生劑）。
[0045] 廠拌溫熱再生瀝青混合料采用連續(xù)密級配AC-13C，按照《公路瀝青路面施工技術 規(guī)范》JTG F40-2004中AC-13C合成級配范圍要求，對RAP、新礦料（四組）、石灰?guī)r礦粉進行級 配合成，合成級配結果見表7。
[0046] 表7廠拌溫熱再生瀝青混合料AC-13C合成級配
[0047]
[0048] 將上述RAP與新礦料、礦粉、新瀝青、再生劑進行拌和，其中，RAP及各類新添加材料 質量百分比為:48.66 %的RAP; 19.46 %的第一組新礦料;7.71 %的第二組新礦料;4.87 %的 第三組新礦料；15.57 %的第四組新礦料;0.97 %的礦粉；2.45 %的新瀝青；0.31 %的再生 劑。
[0049] 上述RAP與新礦料、礦粉、新集料、再生劑按照本發(fā)明廠拌溫熱再生瀝青混合料的 制備方法進行拌和，步驟如下：
[0050] (1)將RAP加熱到160°C，新集料加熱到195°C，然后投入到拌和鍋內(nèi)攪拌65s
[0051] (2)將再生劑加熱到110°C，新瀝青加熱到135°C，然后投入到拌和鍋內(nèi)與步驟（1) 所得產(chǎn)物進行拌和，拌和時間設定為40s。
[0052] (3)將稱量好的礦粉無需加熱，直接投入到拌和鍋內(nèi)與步驟（2)所得產(chǎn)物進行拌 和，拌和時間設定為40s。
[0053] (4)將步驟(3)所得產(chǎn)物出鍋，然后分割成7等份樣品(Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6)，儲 存在170°C的專用發(fā)育倉中，Υ0發(fā)育0.5h、Yl發(fā)育lh、Y2發(fā)育2h、Y3發(fā)育3h、Y4發(fā)育4h、Y5發(fā)育 5h、Y6 發(fā)育 6h。
[0054] (7)將發(fā)育完成的混合料在170 °C的溫度下出倉，并在170 °C下成型瀝青混合料試 件，測定混合料路用性能。
[0055] 針對上述廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法所得的每種樣品，室內(nèi)成型后分別 進行高溫性能（馬歇爾穩(wěn)定試驗、動穩(wěn)定試驗）、低溫性能(低溫彎曲試驗）、水穩(wěn)定性(馬歇 爾殘留穩(wěn)定度試驗、凍融劈裂試驗)及疲勞壽命（四點彎曲小梁疲勞壽命試驗)評價，檢測結 果分別見表8、表9、表10、表11。
[0056] 表8高性能廠拌溫熱再生瀝青混合料高溫性能檢測結果
[0057]
[0058] 備注:Y0、Yl、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6為高性能廠拌溫熱再生瀝青混合料在170 °C下分別 發(fā)育0.5h、lh、2h、3h、4h、5h、6h后所得樣品（下同）；《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》JTG F40-2004(以下簡稱規(guī)范)要求馬歇爾穩(wěn)定度不低于8KN，動穩(wěn)定度不低于1000次/mm。
[0059] 表9廠拌溫熱再生瀝青混合料低溫性能檢測結果
[0060]
[0061 ] 備注:試驗溫度_10°C，規(guī)范要求不小于2300με。
[0062] 表10廠拌溫熱再生瀝青混合料水穩(wěn)定性檢測結果
[0063]
[0064] 備注:規(guī)范要求馬歇爾殘留穩(wěn)定度比不小于75%，凍融劈裂強度比不小于70%。
[0065]表11廠拌溫熱再生瀝青混合料疲勞壽命檢測結果
[0066]
[0067] 備注：試驗溫度為15°C、目標應變?yōu)?00με、加載頻率為10HZ、試驗終止條件為 50% 〇
[0068] 實施例2
[0069] 本實施例與上述實施例1基本相同，不同之處在于：
[0070] (1)、本實施例中新瀝青用量占廠拌溫熱再生瀝青混合料的質量百分比為2.23%， 再生劑選擇60°C運動粘度為50mm2/s的國產(chǎn)再生劑(江蘇天諾道路材料科技有限公司生產(chǎn) 的RA5型再生劑），再生劑用量占高性能溫熱再生瀝青混合料的質量百分比為〇. 38%。
[0071] (2)、RAP加熱溫度為80°C，新集料加熱溫度為90°C，再生劑加熱溫度為50°C。
[0072] (3)、將出鍋的混合料分割成7等份樣品（WO、W1、W2、W3、W4、W5、W6)，儲存在40°C的 專用發(fā)育倉中，W0發(fā)育0h、Wl發(fā)育lh、W2發(fā)育2h、W3發(fā)育3h、W4發(fā)育4h、W5發(fā)育5h、W6發(fā)育6h。
[0073] (4)將發(fā)育完成的混合料在40°C的溫度下出倉，并在40°C下成型瀝青混合料試件， 測定混合料路用性能。
[0074] 針對上述廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法所得的每種樣品，室內(nèi)成型后分別 進行高溫性能（馬歇爾穩(wěn)定試驗、動穩(wěn)定試驗）、低溫性能(低溫彎曲試驗）、水穩(wěn)定性(馬歇 爾殘留穩(wěn)定度試驗、凍融劈裂試驗)及疲勞壽命（四點彎曲小梁疲勞壽命試驗)評價，檢測結 果分別見表12、表13、表14、表15。
[0075]表12廠拌溫熱再生瀝青混合料高溫性能檢測結果 [0076]
[0077] 備注:10、11、12、13、14、15、16為高性能廠拌溫熱再生瀝青混合料在40°(：下分別發(fā) 育0.511、111、211、311、411、511、611后所得樣品（下同）；《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》116?40-2004(以下簡稱規(guī)范)要求馬歇爾穩(wěn)定度不低于8KN，動穩(wěn)定度不低于1000次/mm。
[0078] 表13廠拌溫熱再生瀝青混合料低溫性能檢測結果
[0079]
[0080] 備注:試驗溫度_10°C，規(guī)范要求不小于2300με。
[0081 ]表14廠拌溫熱再生瀝青混合料水穩(wěn)定性檢測結果
[0082]
[0083] 備注:規(guī)范要求馬歇爾殘留穩(wěn)定度比不小于75%，凍融劈裂強度比不小于70%。
[0084] 表15廠拌溫熱再生瀝青混合料疲勞壽命檢測結果
[0085]
[0086] 備注：試驗溫度為15°C、目標應變?yōu)?00με、加載頻率為10HZ、試驗終止條件為 50% 〇
[0087] 實施例3
[0088] 本實施例與上述實施例1基本相同，不同之處在于：
[0089] (1 )、本實施例中新瀝青用量占廠拌溫熱再生瀝青混合料的質量百分比為2.37%， 再生劑選擇60 °C運動粘度為11520mm2/s的國產(chǎn)再生劑(江蘇天諾道路材料科技有限公司生 產(chǎn)的RA250型再生劑），再生劑用量占高性能溫熱再生瀝青混合料的質量百分比為0.30%。
[0090] (2)、RAP加熱溫度為130°C，新集料加熱溫度為170°C，再生劑加熱溫度為80°C。
[0091] (3)、將出鍋的混合料分割成7等份樣品0〇、乂142、乂3、乂4、乂5、乂6)，儲存在13〇°(：的 專用發(fā)育倉中，X0發(fā)育〇h、Xl發(fā)育lh、X2發(fā)育2h、X3發(fā)育3h、X4發(fā)育4h、X5發(fā)育5h、X6發(fā)育6h。 [0092 ] (4)將發(fā)育完成的混合料在130 °C的溫度下出倉，并在130 °C下成型瀝青混合料試 件，測定混合料路用性能。
[0093] 針對上述廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法所得的每種樣品，室內(nèi)成型后，分 別進行高溫性能（馬歇爾穩(wěn)定試驗、動穩(wěn)定試驗）、低溫性能（低溫彎曲試驗）、水穩(wěn)定性(馬 歇爾殘留穩(wěn)定度試驗、凍融劈裂試驗)及疲勞壽命（四點彎曲小梁疲勞壽命試驗)評價，檢測 結果分別見表16、表17、表18、表19。
[0094] 表16廠拌溫熱再生瀝青混合料高溫性能檢測結果
[0095]
[0096] 備注:X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6為高性能廠拌溫熱再生瀝青混合料在40 °C下分別發(fā) 育0.511、111、211、311、411、511、611后所得樣品（下同）；《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》116?40-2004(以下簡稱規(guī)范)要求馬歇爾穩(wěn)定度不低于8KN，動穩(wěn)定度不低于1000次/mm。
[0097] 表17廠拌溫熱再生瀝青混合料低溫性能檢測結果
[0098]
[0099] 備注:試驗溫度-10°C，規(guī)范要求不小于2300με。[0100] 表18廠拌溫熱再生瀝青混合料水穩(wěn)定性檢測結果
[0103] 備注:規(guī)范要求馬歇爾殘留穩(wěn)定度比不小于75%，凍融劈裂強度比不小于70%。[0104] 表19廠拌溫熱再生瀝青混合料疲勞壽命檢測結果
[0101]
[0102]
[0105]
[0106] 備注：試驗溫度為15°C、目標應變?yōu)?00με、加載頻率為10ΗΖ、試驗終止條件為 50% 〇
【主權項】
1. 一種廠拌溫熱再生瀝青混合料，其特征是：其成分由RAP、新集料、石灰?guī)r礦粉、新瀝 青及再生劑組成;各成分所占的質量百分比為：（20~70)%的RAP、（30~80)%的新集料、（0~ 8)%的石灰?guī)r礦粉、（0.5~5)%的新瀝青、（0~0.5)%的再生劑，其總質量滿足100%;所述新瀝 青針入度小于；75(0.1mm)，軟化點大于48°C所述再生劑60°C的運動粘度為（50~60000) mm2/s〇2. 根據(jù)權利要求1所述的廠拌溫熱再生瀝青混合料，其特征是:所述新集料采用玄武巖 碎石;新瀝青采用AH-70重交瀝青。3. -種權利要求1或2的廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法，其特征是:包括以下步 驟， (1) 對舊有的瀝青路面進行銑刨破碎，獲得RAP，分別檢測RAP的瀝青含量及舊瀝青性 能、礦料級配； (2) 根據(jù)步驟（1)的檢測結果，在上述廠拌溫熱再生瀝青混合料各成分質量百分比范圍 內(nèi)確定廠拌溫熱再生瀝青混合料中的RAP、新集料、石灰?guī)r礦粉、新瀝青及再生劑的含量，確 定再生劑類型； (3) 將加熱后的RAP和新集料同時投入到拌和缸中攪拌； (4) 將稱量好的再生劑、新瀝青同時加入到步驟(3)所得的產(chǎn)物中攪拌； (5) 將石灰?guī)r礦粉加入到步驟(4)所得的產(chǎn)物中攪拌； (6 )將步驟(5 )所得拌和后的混合料出鍋，儲存在發(fā)育釜中發(fā)育； (7)混合料經(jīng)過步驟(6)在特定溫度及時間條件下發(fā)育后出倉、成型。4. 根據(jù)權利要求2所述的廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法，其特征是：其中步驟 (2)中再生劑60°C的運動粘度為(50~60000)mm 2/s， 根據(jù)權利要求2所述的廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法，其特征是:所述步驟(3) 中銑刨料的加熱溫度為(80~170)°C、新集料加熱溫度為(90~210)°C，銑刨料與新集料的 攪拌時間為(60_70)s。5. 根據(jù)權利要求2所述的廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法，其特征是：所述步驟 (4) 中再生劑加熱溫度為(50~110)°C，再生劑粘度越高選擇發(fā)育溫度越高，攪拌時間為(30 ~45)s〇6. 根據(jù)權利要求2所述的廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法，其特征是：所述步驟 (5) 石灰?guī)r礦粉加入后再攪拌(30~45)s。7. 根據(jù)權利要求2所述的廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法，其特征是：所述步驟 (6) 混合料出拌和鍋后儲存在具有加熱、攪拌和保溫功能的發(fā)育釜中發(fā)育，混合料發(fā)育期間 溫度變化幅度在（±5°C)范圍之內(nèi)。8. 根據(jù)權利要求2所述的廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法，其特征是：所述步驟 (7) 混合料發(fā)育溫度為(40~170)°C，再生劑粘度越高選擇發(fā)育溫度越高，發(fā)育時間為(0.5 ~6)h〇
【文檔編號】C08K3/34GK106009719SQ201610344451
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】郭兆民, 封昕, 潘亞軍, 李秋飛, 柳衛(wèi)軍, 肖護兵, 張玉貞
【申請人】江蘇天諾道路材料科技有限公司