高强度泡沫沥青冷再生混合料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于路面材料技术领域，涉及一种高强度泡沫沥青冷再生混合料及其制备方法和应用，包括以下重量份的各原料：TB改性沥青2～4份、发泡用水为TB改性沥青质量份的1％～4％、阳离子发泡剂0.5～4.5份、RAP回收料60.5～80.5份、石屑3～15份、钢渣5～20份、增强纤维3～15份、矿粉4～12份、水泥1～2份、生物油1～4份和拌合用水3～8份。本发明专利技术在改善沥青高温性能和粘结强度的同时，实现老化沥青的再生，混合料强度大；制备方法简单，易于操作；冷再生混合料作为路面下面层，称重能力强，增强路面强度，完全满足路面载重的要求。完全满足路面载重的要求。完全满足路面载重的要求。

【技术实现步骤摘要】
高强度泡沫沥青冷再生混合料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于路面材料
，涉及一种高强度泡沫沥青冷再生混合料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]泡沫沥青路面再生技术采用专用再生设备铣刨旧路面结构，在原有的沥青路面中按照配合比添加结合料和部分新集料，拌和均匀后可重新铺筑于旧路面，再生技术可实现旧路面材料的资源化再利用，减少旧路材料堆放以及环境污染问题，保护不可再生的资源和能源。
[0003]沥青冷再生技术是对回收沥青路面材料和水泥稳定基层材料进行再生利用，不仅能够充分发挥旧沥青混合料的“剩余价值”，促进旧路面材料的循环利用，保护生态环境，减少资源浪费，同时，也将半刚性路面结构转为半柔性结构，延长道路沥青的使用寿命。冷再生方式通常有两种：一种是用水泥来稳定沥青路面回收料(RMAP)，形成再生的半刚性基层；另一种是用沥青基结合料(泡沫沥青、乳化沥青)来稳定沥青路面回收料，形成半柔性基层。与热再生相比，冷再生技术在拌和时不需要进行加热，能够节约能源和保护环境，具有更广阔的应用前景。
[0004]泡沫沥青冷再生技术经济效益显著，可提高结构层柔韧性和抗疲劳性能，另外泡沫沥青混合料所需的沥青用量较低，同时拌和过程为冷拌，因此显著减少了原材料和能源的消耗，因此，与传统沥青混合料相比，泡沫沥青冷再生具有良好的储存能力，可以成批生产并长时间保存，为路面的养护维修提供了便利。
[0005]但是，在泡沫沥青冷再生混合料过程中，面临的一个关键问题就是水损坏问题，再生过程中，沥青发泡和混合料拌和均需要加入水，而水的加入均会降低沥青/集料界面的粘结强度，降低承载和弯拉能强度，影响路面的强度性能，带来安全隐患；再者，目前泡沫沥青混合料多用作路面的基层，应用在路面下面层时，对泡沫沥青冷再生混合料的强度等新能要求会更高，现有的泡沫沥青冷再生混合料则不能满足路面下面层的性能要求。

技术实现思路

[0006]针对现有泡沫沥青冷再生混合料存在的技术问题，本专利技术提供一种高强度泡沫沥青冷再生混合料及其制备方法，在改善沥青高温性能和粘结强度的同时，实现老化沥青的再生，混合料强度大；制备方法简单，易于操作；冷再生混合料作为路面下面层，称重能力强，增强路面强度，完全满足路面载重的要求。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种高强度泡沫沥青冷再生混合料包括以下质量份的各原料：
[0009][0010]进一步的，包括以下质量份的各原料：
[0011][0012]进一步的，所述TB改性沥青是由基质沥青和橡胶粉经改性得到的；所述橡胶粉的质量是基质沥青质量的5％；所述橡胶粉的粒径为40目。
[0013]进一步的，所述阳离子发泡剂为十六烷基三甲基溴化铵或仕博阳离子中裂型乳化剂。
[0014]进一步的，所述石屑包括粗骨料和细骨料；所述粗骨料和细骨料的质量比为3.4:6.6。
[0015]进一步的，所述粗骨料的粒径为2.36～9.5mm；所述细骨料的粒径为0～2.36mm。
[0016]一种高强度泡沫沥青冷再生混合料的制备方法包括以下步骤：
[0017]1)制备TB改性沥青，备用；
[0018]2)按照所述的质量份准备TB改性沥青、发泡用水、阳离子发泡剂、RAP回收料、石屑、钢渣、增强纤维、矿粉、水泥、生物油以及拌合用水这11种物料；
[0019]3)先向TB改性沥青中加入阳离子发泡剂和发泡用水，在温度为160℃下进行发泡，得到泡沫沥青；
[0020]4)向RAP回收料中加入生物油，搅拌均匀，然后加入石屑、矿粉、水泥和拌合用水，搅拌2min；再喷入步骤3)得到的泡沫沥青，继续搅拌1min；进一步加入钢渣和增强纤维得到泡沫沥青冷再生混合料。
[0021]进一步的，所述步骤1)中，TB改性沥青的制备过程是，将橡胶粉添加到230℃的基质沥青中，在转速2900r/min下剪切5小时TB改性沥青。
[0022]进一步的，所述步骤3)中，泡沫沥青的膨胀率为16倍，半衰期为19秒；
[0023]所述步骤4)中，RAP回收料为常温料或烘干料；所述烘干的温度为40～60℃，烘干时间为3小时。
[0024]一种高强度泡沫沥青冷再生混合料在路面下面层中的应用。
[0025]本专利技术的有益效果是：
[0026]1、本专利技术通过采用橡胶粉对基质沥青进行Terminal Blender改性(简称TB改性)得到TB改性沥青，进而与阳离子发泡剂以及发泡水混合得到发泡沥青，在RAP(沥青混合料回收料)中提前加入生物油，活化RAP表面的老化沥青，提高沥青的粘结强度；将发泡沥青喷入到混合物料中，混合得到高强度泡沫沥青冷再生混合料。
[0027]2、本专利技术中，TB沥青是将基质沥青与胶粉经过长时间高温剪切形成，颗粒分散均匀，由于橡胶沥青粘度低，但比基质沥青粘度高；因此经过改性后在能获得优良泡沫沥青发泡效果的同时，还改善沥青的高温性能和粘结强度；同时通过阳离子发泡剂进行发泡，将该材料应用于沥青发泡可以获得更好的发泡效果，利于提高沥青和矿料的接触面积，从而增大混合料的强度；使得泡沫沥青的膨胀率为16倍，半衰期为19秒，提升再生混合料的性能。
[0028]3、本专利技术中，向RAP回收料中先加入生物油，生物油对RAP表面老化沥青进行稀释、溶解、扩散等作用，实现表面老化沥青的再生，恢复沥青的粘结力，增强再生料的强度。
[0029]4、本专利技术中，加入钢渣和增强纤维代替部分粗骨料，由于钢渣硬度高，通过钢渣和增强纤维的配合使用，将增强混合料下面层的承重能力，干劈裂强度最高为0.89MPa；干湿劈裂强度最大为95.4％，满足路面载重的要求，进一步增强了路面的强度；同时实现对钢渣废物的循环利用，变废为宝，有利于环境保护。
附图说明
[0030]图1为实施例1～实施例5劈裂强度实验结果；
[0031]图2为实施例6～实施例10劈裂强度实验结果；
[0032]图3为实施例11～实施例15劈裂强度实验结果。
具体实施方式
[0033]现结合附图以及实施例对本专利技术做详细的说明。
[0034]本专利技术提供的高强度泡沫沥青冷再生混合料包括以下重量份的各原料：
[0035][0036]本专利技术中，TB改性沥青是由基质沥青和橡胶粉经改性得到的；橡胶粉的质量是基质沥青质量的5％。实施时，基质沥青为70号A级石油沥青。
[0037]本专利技术中，橡胶粉是粉碎后筛分得到的40目橡胶粉，密度为1.18g
·
cm
‑3，含水率0.2，外观无结团。
[0038]基质沥青经过橡胶粉改性后，TB沥青的基本性能如表1所示。
[0039]表1 TB沥青基本性能
[0040]分析项目25℃针入度/0.1mm15℃延度/cm软化点/℃135℃旋转粘度Pa
·
s数值42.122.157.80.45
[0041]本专利技术中，RAP回本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度泡沫沥青冷再生混合料，其特征在于：包括以下质量份的各原料：2.根据权利要求1所述的高强度泡沫沥青冷再生混合料，其特征在于：包括以下质量份的各原料：3.根据权利要求2所述的高强度泡沫沥青冷再生混合料，其特征在于：所述TB改性沥青是由基质沥青和橡胶粉经改性得到的；所述橡胶粉的质量是基质沥青质量的5％；所述橡胶粉的粒径为40目。4.根据权利要求3所述的高强度泡沫沥青冷再生混合料，其特征在于：所述阳离子发泡剂为十六烷基三甲基溴化铵或仕博阳离子中裂型乳化剂。5.根据权利要求4所述的高强度泡沫沥青冷再生混合料，其特征在于：所述石屑包括粗骨料和细骨料；所述粗骨料和细骨料的质量比为3.4:6.6。
6.根据权利要求5所述的高强度泡沫沥青冷再生混合料，其特征在于：所述粗骨料的粒径为2.36～9.5mm；所述细骨料的粒径为0～2.36mm。7.一种如权利要求6所述的高强度泡沫沥青冷再生混合料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：1)制备TB改性沥青，备用；2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴建中，吕磊，董永康，张旭，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：