一种常温再生沥青混合料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种常温再生沥青混合料及其制备方法，将塑化剂环氧大豆油85～96重量份、树脂1~3重量份和改性剂马来酸酐3～7重量份于95～105℃搅拌30～60min以使其混合均匀得到聚合油；在80~100℃条件下，将聚合油以80~100重量份与活性增韧剂1~20重量份在剪切机上快速均匀拌合混溶，制备得到高韧性常温抗裂再生剂，该再生剂不仅可以充分活化老化沥青，还可以与界面增强乳化沥青共同起到润滑集料的作用，在无外加水条件下改善再生混合料拌合和易性，优化传统冷再生拌合工艺，促进再生沥青混合料早期强度的形成，进而提高其抗开裂能力及抗水损害能力。及抗水损害能力。

【技术实现步骤摘要】
一种常温再生沥青混合料及其制备方法


[0001]本专利技术属于常温再生沥青混合料及冷再生沥青混合料循环利用
，具体涉及一种常温再生沥青混合料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，针对公路沥青路面翻修产生的大量废旧沥青混合料，主要的处理方法是热再生或冷再生，上述处理方法往往存在沥青再生程度不足、再生混合料性能偏低等问题。因此，如何将废旧沥青混合料中旧沥青有效利用，是一项重要关键技术。
[0003]沥青混合料路面在使用过程中由于外界环境的物理或化学作用而使沥青发生老化，沥青中化学组成或力学性能均会发生不同程度的改变。一般沥青质含量相对增加，芳香分含量相对减少，易导致沥青变硬，粘附性、粘聚性降低等问题，从而导致废旧沥青混合料再生利用率不高。如何将这部分旧沥青通过活化再生恢复部分或全部原有物化性能，以提高再生沥青混合料路用性能，则需要有相应的处理工艺以及特有的旧沥青路面活化再生剂。
[0004]传统冷再生施工工艺一般需要一定的外加水来润滑骨料，以提高施工和易性，但水的润滑作用会使沥青与再生集料的黏结力降低。此外，现有研究表明冷再生混合料在强度形成过程中需要养生，而在实际养生过程中，冷拌再生混合料内部多余水分往往并不能全部挥发或消耗，所以在养生中仍然会残留一部分水，多余水分的存在会导致沥青与骨料的粘合能力以及沥青内聚力的降低，形成界面受力薄弱点，对再生混合料的早期强度及耐久性产生严重的负面影响。综上所述，该传统冷再生沥青混合料的抗开裂能力、抗水损害能力以及高温抗变形能力不足，还有待进一步提高。/>[0005]因此，研究开发一种能够使废旧沥青混合料再生循环利用的材料及工艺技术显得非常必要。

技术实现思路

[0006]为了有效提高目前冷再生沥青混合料的抗开裂能力、抗水损害能力以及高温抗变形能力，并将废旧沥青混合料中旧沥青充分再生，本专利技术提供了一种常温再生抗裂废旧沥青混合料及其制备方法，该方法制备的再生废旧沥青混合料可以使水泥的水化固结效应与环氧大豆油、沥青及活性橡胶的黏弹性相结合，进而有效提升冷再生沥青混合料的性能指标。
[0007]本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种常温再生沥青混合料的制备方法，其特征在于具体步骤为：
[0008]步骤S1：将环氧塑化剂85～96重量份、树脂1～3重量份和改性剂马来酸酐3～7重量份于95～105℃搅拌剪切30～60min以使其混合均匀得到聚合油；
[0009]步骤S2：在80～100℃条件下，将步骤S1制备的聚合油以80～100重量份与活性增韧剂0～20重量份在剪切机上快速拌合混溶，制备得到高韧性常温抗裂再生剂；
[0010]步骤S3：将步骤S2制备的常温抗裂再生剂加入到回收的废旧沥青混合料中充分拌合 10～30min，再依次加入水泥、界面增强乳化沥青进行拌合制得常温再生沥青混合料。
[0011]进一步限定，所述环氧塑化剂主要起到增塑、稳定的作用，优选为环氧大豆油；所述树脂为石油树脂，平均分子量为500～3000，软化点为70～90℃，石油树脂的加入可以改善老化沥青与轻质油分的融合能力，进一步提高再生混合料的稳定性，优选为C5石油树脂或C9石油树脂。
[0012]进一步限定，所述液态橡胶在常温下呈黏稠液体状态的橡胶，其分子量在4000～10000，优选为端氨基液体丁腈橡胶。这主要是由于其能够与丙烯酸、氯乙酸等原料在一定条件下反应生成界面增强剂，产物具有亲油基团和亲水基团，亲油基团具有液体橡胶性质。并且环氧大豆油中的环氧基能够与界面增强剂分子结构中的残余活性氨基发生开环反应，形成更加牢固三维互穿网络结构，进一步提高再生沥青的黏韧性，使得废旧沥青路面混合料通过常温抗裂再生剂再生后的性能优于常规沥青路面抗开裂能力。
[0013]进一步限定，所述界面增强乳化沥青的具体制备步骤为：
[0014]步骤S1：将100重量份端氨基液体丁腈橡胶与50～60重量份丙烯酸在85℃条件下回流反应8h，再加入20～40重量份氯乙酸，在85℃条件下继续反应5h制得界面增强剂；
[0015]步骤S2：将制得的界面增强剂与乳化剂、协同乳化剂复配制备乳化沥青皂液，再将乳化沥青皂液加热至70℃并注入胶体磨中，再缓慢加入130℃的热熔沥青进行乳化制得界面增强乳化沥青，其中界面增强剂加入量为界面增强乳化沥青质量的0.5％～1％，乳化剂加入量为界面增强乳化沥青质量的1％～1.5％，协同乳化剂加入量为界面增强乳化沥青质量的 0.01％～0.06％，乳化剂为烷基多胺类乳化剂或季铵盐类乳化剂，协同乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚乳化剂。
[0016]进一步限定，所述常温抗裂再生剂及界面增强乳化沥青的选择应根据废旧沥青混合料中的旧沥青含量选择，常温抗裂再生剂一般用量为废旧沥青混合料质量的1％～6％，乳化沥青一般用量为旧沥青混合料质量的5％～9％；当废旧沥青混合料中旧沥青含量小于3％时，常温抗裂再生剂用量宜取低值，乳化沥青用量宜取高值；当废旧沥青混合料中旧沥青含量大于6％时，常温抗裂再生剂用量宜取高值，乳化沥青用量宜取低值。水泥占废旧沥青混合料质量的1.5％～5％。
[0017]利用本专利技术常温抗裂再生剂对废旧沥青混凝土路面进行再生的方法：根据《公路沥青路面再生技术规范》中乳化沥青厂拌冷再生的设计要求进行设计，并使用本专利技术的常温抗裂再生剂、界面增强乳化沥青，即可制成冷再生沥青混合料，以进一步检验其性能。
[0018]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0019](1)本专利技术采用的环氧大豆油浸入废旧沥青混合料后，能够有效打开和激活废旧沥青混合料中的老化沥青，其中石油树脂作为沥青组分中的补充胶质，可以进一步改善沥青质与轻质组分的融合能力，使其成为溶凝胶型结构，提高再生沥青流变性能。环氧大豆油与马来酸酐及液态橡胶形成的高韧性填充聚合油具有必要的粘度和弹性，以确保新旧沥青结合的黏韧性。
[0020](2)传统冷再生工艺由于多余水分的存在，再生集料与粘结材料(沥青)之间存在水膜，导致沥青与再生集料的粘合能力以及沥青内聚力的降低，进而造成早期强度较低，诱发道路病害频发。针对该问题，本专利技术创造性的提出了无外加水拌合工艺，其制备的界面增
强剂能够与再生剂共同起到润滑集料的作用，降低集料对乳化沥青中水分的吸收，促进混合料的拌合流动性，发挥液态改性材料的流体作用，因此在二者因素共同作用下可显著改善混合料的拌合和易性；同时，在压实作用下，该界面增强剂还可以提高再生混合料在使用过程中与乳化沥青之间的结合能力。其改善机理主要在于，活性液态橡胶与丙烯酸、氯乙酸等原料在一定条件下反应生成界面增强剂，该产物具有亲油基团和亲水基团，在拌合过程中其亲油基团首先会与再生集料表面的活化沥青结合，提高界面的粘弹胶结能力；其次，界面增强剂中的亲水基团会将乳化沥青中的少量水分吸附在活化骨料的周围，降低再生混合料的拌合摩阻力，提高拌合和易性。最后通过压实及养生工艺，进一步降低或消耗再生混合料中的残余水分，并促使水泥水化产物与活化沥青的结合，形成水泥水化产物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种常温再生沥青混合料的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：将环氧塑化剂85～96重量份、树脂1~3重量份和改性剂马来酸酐3～7重量份于95～105℃搅拌剪切30～60min以使其混合均匀得到聚合油，其中环氧塑化剂为环氧大豆油，树脂为石油树脂，平均分子量为500~3000，软化点为70~90℃；步骤S2：在80~100℃条件下，将步骤S1制备的聚合油以80~100重量份与活性增韧剂1~20重量份在剪切机上快速拌合混溶，制备得到高韧性常温抗裂再生剂，其中活性增韧剂为黏稠液体状态的橡胶，其分子量在4000~10000；步骤S3：将步骤S2制备的常温抗裂再生剂加入到回收的废旧沥青混合料中充分拌合10~30min，再依次加入水泥、界面增强乳化沥青进行拌合制成常温再生沥青混合料。2.根据权利要求1所述的常温再生沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述树脂为C5石油树脂或C9石油树脂。3.根据权利要求1所述的常温再生沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述活性增韧剂为端氨基液体丁腈橡胶或端羧基液体丁腈橡胶。4.根据权利要求1所述的常温再生沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述界面增强乳化沥青的具体制备过程为：步骤S1：将100重量份端氨基液体丁腈橡胶与50~60重量份丙烯酸在85℃条件下回流反应8h，再加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆，汪德才，白正宇，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：