[發明專利]一種再生半柔性路面材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310405162.9
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103450692A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 謝先啟;丁慶軍;趙明宇;鄧利明;沈凡;黃小霞;張勇;陸超;盧吉;李揚;黃奎;謝磊
• 申請（專利權）人: 武漢市市政建設集團有限公司;武漢理工大學
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L91/00;C08L53/02;C08L57/02;C08L45/00;C08L23/26;C04B26/26
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種高效利用廢棄瀝青混凝土的再生半柔性路面材料及其制備方法。

背景技術

我國公路交通規模發展迅猛，截止2012年，公路交通總里程已達423.8萬公里，高速公路9.62萬公里，均在世界前列。其中，服役超十年的公路181萬公里，超五年的358萬公里，這些服役多年的路面已經逐漸出現不同程度的破壞，因此，我國在未來幾年將迎來公路翻修高峰期，屆時將產生數億噸的廢棄瀝青混凝土（RAP）；此外，與公路建設規模相比，我國的原油儲量僅占全球的1.2%，石油瀝青資源少且品質低，導致國內的新瀝青價格一直呈上漲趨勢，供新建路面的新瀝青越來越少。

目前，可消納廢棄瀝青混凝土并緩解瀝青資源緊張的途徑主要依靠瀝青再生技術，如現場熱再生、廠拌熱再生、現場冷再生、廠拌冷再生等。然而，冷再生技術僅是利用乳化瀝青將廢棄瀝青混凝土顆粒進行粘結，再生后的材料性能差，僅能用于道路的下面層或基層；熱再生技術利用再生劑恢復了老化瀝青的粘彈性，制備出懸浮密實型的瀝青混凝土，但是現階段我國的再生劑只通過油分及樹脂對老化瀝青組分進行調和，導致部分用于面層的再生材料易再次老化，材料耐久性存在問題，此外，懸浮結構的再生路面已逐漸不能滿足未來逐漸增加的渠道化、重載化路段對道路的承載力要求。因此，目前傳統的瀝青再生技術的問題共性在于：再生后的道路材料由于自身抵抗二次老化性能差，而難以實現大規模的在道路面層上使用，翻修中的大量面層建設仍需要耗費新瀝青、砂石材料，未根本解決我國的資源問題；再生手段僅局限于將RAP制成非骨架結構的路面形式，難以滿足重載交通路段的材料性能需求。

半柔性路面結構由于在瀝青混合料中分散高模量水泥網絡，而使其具備了剛柔并濟的材料性能，目前我國已逐漸展開了相關的研究與應用，但制備半柔性路面的原材料僅局限于新集料及新瀝青，浪費資源。本專利采用RAP制備半柔性路面材料，可緩解廢棄瀝青混凝土堆積及瀝青資源緊缺的現狀，解決常規再生手段難以應用于面層及重交通路段的問題，迄今為止，國內外尚未見到將RAP材料用于半柔性路面制備的相關報道。

發明內容

本發明的目的在于解決再生后的廢棄瀝青混凝土抗老化性能差、承載能力不足而難以大規模在道路面層上利用的問題，提供一種可高效利用廢棄瀝青混凝土的再生半柔性路面材料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案如下：

一種老化瀝青改性再生劑，其特征在于各組分按質量比為基礎油：增彈組分：增粘組分：增滲組分=100：20～50：10～30：5～25；所述的基礎油為減二線抽出油或減三線抽出油；所述增彈組分為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述增粘組分為C9石油樹脂或萜烯樹脂；所述增滲組分為羧化聚乙烯蠟。

上述老化瀝青改性再生劑，其制備方法包括以下步驟：

1）將基礎油加熱至160～170℃，3000～5000r/min剪切速率下依次添加增彈組分、增粘組分和增滲組分，持續30-50min；

2）放置在150℃-160℃烘箱中發育40-60min，得到老化瀝青改性再生劑；

其中，各組分按質量比為：基礎油：增彈組分：增粘組分：增滲組分=100：20～50：10～30：5～25。

一種再生半柔性路面材料，其特征在于各組分按質量比為礦料：新瀝青：改性再生劑：水泥砂漿：纖維=100：0.8～2.0：5～12：20～30：0.25～0.5；所述礦料由廢棄瀝青粗集料、新集料及填料組成；所述的新瀝青為I-D改性瀝青；所述改性再生劑為上述方案制備的老化瀝青改性再生劑。

上述再生半柔性路面材料的方案中，所述礦料的組成按質量比為廢棄瀝青粗集料、新集料、填料的質量比為100：120～200：3～6；其中廢棄瀝青粗集料為2.36mm的篩上部分，包含RAP-1（＞13.2mm）、RAP-2（9.5～13.2mm）、RAP-3（4.75～9.5mm）、RAP-4（2.36～4.75mm）四種規格，按質量比為RAP-1：RAP-2：RAP-3：RAP-4=100：50～150：30～90：30～90混合使用；其中新集料為玄武巖或灰綠巖中的一種或兩種，包含5～10mm、10～15mm兩種規格，按質量比5～10mm新集料：10～15mm新集料=100：50～90混合使用；填料為石灰石礦粉或巖漿巖中的強基性巖磨細的礦粉。