一种再生沥青混凝土及其制备方法

摘要

本发明提供了一种再生沥青混凝土及其制备方法，该再生沥青混凝土包括以下重量份的组分：高炉渣9‑15份，RAP料48‑65份，废弃橡胶粉4‑7.5份，新沥青35‑50份，新集料15‑24份，汽车废弃机油3‑5.5份，热固性树脂2.5‑4份，聚丙烯纤维3.8‑6.5份，钢纤维1‑4份。本发明充分利用常见废弃料高炉渣、RAP料、废弃橡胶粉和汽车废弃机油，使得产品的制造成本大幅度下降，实际应用前景好；通过特定比例的聚丙烯纤维和钢纤维组合，提高产品的冻融劈裂强度比；通过加入特定比例的废弃橡胶粉，提高产品的耐久性和耐高温抗车辙形变；通过加入特定比例的汽车废弃机油，提高产品的抗疲劳试验性能。

权利要求

1.一种再生沥青混凝土，其特征在于，由以下重量份的组分混合制备而成：高炉渣12.8份、RAP料57.5份、废弃橡胶粉5.8份、新沥青42份、新集料19.5份、汽车废弃机油4.85份、热固性树脂3.2份、聚丙烯纤维4.8份、钢纤维2.9份；

所述废弃橡胶粉为废弃汽车轮胎依次经清洗、粉碎和强碱浸泡后制得，所述废弃橡胶粉的粒径小于等于0.75mm，且所述废弃橡胶粉中粒径小于0.50mm的废弃橡胶粉比例＞

70wt％；

所述强碱浸泡具体为，将粉碎后的橡胶粉加入到0.5‑2.5mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，超声处理20‑25h。

2.根据权利要求1所述的再生沥青混凝土，其特征在于，所述汽车废弃机油为汽油动力汽车产生的废弃机油经脱水处理后制得；

2

优选地，所述汽车废弃机油在40℃条件下的运动粘度为15‑47.5mm/s。

3.根据权利要求1所述的再生沥青混凝土，其特征在于，所述热固性树脂为酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂和聚氨酯中的一种或多种；

优选地，所述热固性树脂由质量比为1：0.75‑1.28：2.45‑3.18：0.45‑0.72的酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂和聚氨酯的混合物。

4.根据权利要求1所述的再生沥青混凝土，其特征在于，所述高炉渣按粒度大小分为如下三个级配：(1)0.075mm＜粒度≤1.5mm，百分比为8‑12wt％；

(2)1.5mm＜粒度≤4.5mm，百分比为40‑50wt％；

(3)4.5mm＜粒度≤6.5mm，百分比为40‑50wt％。

5.根据权利要求1‑4任一项所述的再生沥青混凝土，其特征在于，所述RAP料包括

25wt％的1‑7.5mm的RAP料、50wt％的7.5‑16mm的RAP料和25wt％的16‑25mm的RAP料；

和/或，所述新沥青为质70号沥青和/或SBS改性沥青；

和/或，所述新集料为8‑12份2‑3.5mm石灰岩、20‑28份3.5‑6mm石灰岩、7‑11.5份6‑12mm玄武岩和5‑9份12‑17.5mm玄武岩的混合物；

和/或，所述聚丙烯纤维为不同长度级配，其中，长度4‑6mm占比35wt％，7‑10mm占比

50wt％，11‑15mm占比15wt％；

和/或，所述钢纤维为直径0.25‑1.0mm、长度20‑45mm且长径比为55‑80的不锈钢纤维。

6.权利要求1‑5任一项所述的再生沥青混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、分别将高炉渣、RAP料和新沥青加热至175‑200℃、120‑160℃和160‑175℃备用；

S2、按配比，将加热好的高炉渣和RAP料混合搅拌1‑1.5min后，再加入加热好的新沥青混合搅拌1‑1.5min，然后加入废弃橡胶粉、汽车废弃机油和热固性树脂，搅拌2‑3min，最后加入新集料、聚丙烯纤维和钢纤维搅拌3‑5min，即得。

说明书

一种再生沥青混凝土及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及公路工程技术领域，更具体地，涉及一种再生沥青混凝土及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着我国高速公路建设的快速发展，我国在20世纪90年代建成的高速公路己陆续进入维修保养期。也就是说，我国道路建养工作己由“以建为主”逐步转入“建养并重”的阶段，并最终达到“以养为主”的长期持续发展阶段。

[0003] 然而，在养护维修过程中，由于普遍采用挖补和铣刨重铺的传统工艺，沥青混合料不能回收利用，由此带来两大问题：一是废料的遗弃、堆放占用大量土地，造成环境污染；二是大量旧沥青、旧集料不予利用，资源浪费。

[0004] 随着我国沥青路面养护技术的发展和人们环保意识的增强，传统的道路养护方式己经不能满足社会的现实需要，而作为一种绿色、环保、高质的养护技术，沥青路面再生技术越来越受到人们的重视。

[0005] 迄今为止，尚未见到利用高炉渣、RAP料、废弃橡胶粉和汽车废弃机油等废弃物组合作为原料制备再生沥青混凝土的相关报道。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种回收利用高炉渣、RAP料、废弃橡胶粉和汽车废弃机油等废弃物组合作为原料制备再生沥青混凝土。

[0007] 本发明的另一目的是提供上述再生沥青混凝土的制备方法。

[0008] 本发明采用如下技术方案：

[0009] 一种再生沥青混凝土，包括以下重量份的组分：

[0010]

[0011]

[0012] 在上述技术方案中，所述废弃橡胶粉为废弃汽车轮胎依次经清洗、粉碎和强碱浸泡后制得，所述废弃橡胶粉的粒径小于等于0.75mm，且所述废弃橡胶粉中粒径小于0.50mm的废弃橡胶粉比例＞70wt％。

[0013] 进一步地，在上述技术方案中，所述强碱浸泡具体为，将粉碎后的橡胶粉加入到0.5‑2.5mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，超声处理20‑25h。

[0014] 在上述技术方案中，所述汽车废弃机油为汽油动力汽车产生的废弃机油经脱水处理后制得。

[0015] 优选地，在上述技术方案中，所述汽车废弃机油在40℃条件下的运动粘度为15‑2
47.5mm/s。

[0016] 在上述技术方案中，所述热固性树脂为酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂和聚氨酯中的一种或多种。

[0017] 优选地，在上述技术方案中，所述热固性树脂由质量比为1：0.75‑1.28：2.45‑3.18：0.45‑0.72的酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂和聚氨酯的混合物。

[0018] 在上述技术方案中，所述高炉渣按粒度大小分为如下三个级配：

[0019] (1)0.075mm＜粒度≤1.5mm，百分比为8‑12wt％；

[0020] (2)1.5mm＜粒度≤4.5mm，百分比为40‑50wt％；

[0021] (3)4.5mm＜粒度≤6.5mm，百分比为40‑50wt％。

[0022] 进一步地，在上述技术方案中，所述RAP料包括25wt％的1‑7.5mm的RAP料、50wt％的7.5‑16mm的RAP料和25wt％的16‑25mm的RAP料。

[0023] 进一步地，在上述技术方案中，所述新沥青为质70号沥青和/或SBS改性沥青。

[0024] 进一步地，在上述技术方案中，所述新集料为8‑12份2‑3.5mm石灰岩、20‑28份3.5‑6mm石灰岩、7‑11.5份6‑12mm玄武岩和5‑9份12‑17.5mm玄武岩的混合物。

[0025] 进一步地，在上述技术方案中，所述聚丙烯纤维为不同长度级配，其中，长度4‑6mm占比35wt％，7‑10mm占比50wt％，11‑15mm占比15wt％。

[0026] 进一步地，在上述技术方案中，所述钢纤维为直径0.25‑1.0mm、长度20‑45mm且长径比为55‑80的不锈钢纤维。

[0027] 在本发明的一个优选实施方式中，所述再生沥青混凝土包括以下重量份的组分：

[0028]

[0029] 在本发明的一个具体实施方式中，所述再生沥青混凝土包括以下重量份的组分：

[0030]

[0031]

[0032] 本发明另一方面还提供了上述再生沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：

[0033] S1、分别将高炉渣、RAP料和新沥青加热至175‑200℃、120‑160℃和160‑175℃备用；

[0034] S2、按配比，将加热好的高炉渣和RAP料混合搅拌1‑1.5min后，再加入加热好的新沥青混合搅拌1‑1.5min，然后加入废弃橡胶粉、汽车废弃机油和热固性树脂，搅拌2‑3min，最后加入新集料、聚丙烯纤维和钢纤维搅拌3‑5min，即得。

[0035] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0036] 1、充分利用常见废弃料高炉渣、RAP料、废弃橡胶粉和汽车废弃机油，使得产品的制造成本大幅度下降，实际应用前景好；

[0037] 2、通过特定比例的聚丙烯纤维和钢纤维组合，提高产品的冻融劈裂强度比；

[0038] 3、通过加入特定比例的废弃橡胶粉，提高产品的耐久性和耐高温抗车辙形变；

[0039] 4、通过加入特定比例的汽车废弃机油，提高产品的抗疲劳试验性能。

具体实施方式

[0040] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本发明。

[0041] 以下实施例，仅用于说明本发明，但不止用来限制本发明的范围。

[0042] 基于本发明中的具体实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下，所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。

[0043] 在本发明实施例中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。

[0044] 在本发明实施例中，若未具体指明，所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。

[0045] 在本发明实施例中，所使用的高炉渣中国宝武武钢集团有限公司的生产废料；所使用的RAP料为市政修路的回收料。

[0046] 高炉渣在使用前，将其过筛后进行粒径级配，具体为：

[0047] (1)0.075mm＜粒度≤1.5mm，百分比为10wt％；

[0048] (2)1.5mm＜粒度≤4.5mm，百分比为50wt％；

[0049] (3)4.5mm＜粒度≤6.5mm，百分比为40wt％。

[0050] 所使用的废弃橡胶粉和汽车废弃机油的原料均来自武汉市某汽车4S店。

[0051] 其中，

[0052] 废弃橡胶粉是将废弃汽车轮胎清洗后，粉碎至粒径小于等于0.75mm(且废弃橡胶粉中粒径小于0.50mm的废弃橡胶粉比例为75‑80wt％)，最后加入到1.5mol/L的氢氧化钠水溶液中，在功率为200W的超声清洗机中超声处理24h。

[0053] 汽车废弃机油为将汽车4S店回收的废机油脱水后制得，其在40℃条件下的运动粘2
度为28‑36mm/s。

[0054] RAP料由25wt％的1‑7.5mm的RAP料、50wt％的7.5‑16mm的RAP料和25wt％的16‑25mm的RAP料组成。

[0055] 新沥青为质70号沥青。

[0056] 新集料为9.5份2‑3.5mm石灰岩、25份3.5‑6mm石灰岩、10.8份6‑12mm玄武岩和7.5份12‑17.5mm玄武岩的混合物。

[0057] 聚丙烯纤维由不同长度级配而成，其中，长度4‑6mm占比35wt％，7‑10mm占比50wt％，11‑15mm占比15wt％。

[0058] 钢纤维为直径0.5‑0.8mm、长度20‑40mm且长径比为60‑78的不锈钢纤维。

[0059] 实施例1

[0060] 本实施例提供一种再生沥青混凝土。

[0061] 1、原料组成

[0062]

[0063] 2、制备方法

[0064] S1、分别将高炉渣、RAP料和新沥青加热至180℃、150℃和175℃备用；

[0065] S2、按配比，将加热好的高炉渣和RAP料混合搅拌1.5min后，再加入加热好的新沥青混合搅拌1.5min，然后加入废弃橡胶粉、汽车废弃机油和热固性树脂，搅拌3min，最后加入新集料、聚丙烯纤维和钢纤维搅拌5min，即得。

[0066] 实施例2

[0067] 本实施例提供一种再生沥青混凝土。

[0068] 1、原料组成

[0069]

[0070]

[0071] 2、制备方法

[0072] S1、分别将高炉渣、RAP料和新沥青加热至175℃、125℃和175℃备用；

[0073] S2、按配比，将加热好的高炉渣和RAP料混合搅拌1.5min后，再加入加热好的新沥青混合搅拌1.5min，然后加入废弃橡胶粉、汽车废弃机油和热固性树脂，搅拌3min，最后加入新集料、聚丙烯纤维和钢纤维搅拌5min，即得。

[0074] 实施例3

[0075] 本实施例提供一种再生沥青混凝土。

[0076] 1、原料组成

[0077]

[0078] 2、制备方法

[0079] S1、分别将高炉渣、RAP料和新沥青加热至175℃、125℃和175℃备用；

[0080] S2、按配比，将加热好的高炉渣和RAP料混合搅拌1.5min后，再加入加热好的新沥青混合搅拌1.5min，然后加入废弃橡胶粉、汽车废弃机油和热固性树脂，搅拌3min，最后加入新集料、聚丙烯纤维和钢纤维搅拌5min，即得。

[0081] 实施例4

[0082] 本实施例提供一种再生沥青混凝土。

[0083] 1、原料组成

[0084]

[0085] 2、制备方法

[0086] S1、分别将高炉渣、RAP料和新沥青加热至175℃、125℃和175℃备用；

[0087] S2、按配比，将加热好的高炉渣和RAP料混合搅拌1.5min后，再加入加热好的新沥青混合搅拌1.5min，然后加入废弃橡胶粉、汽车废弃机油和热固性树脂，搅拌3min，最后加入新集料、聚丙烯纤维和钢纤维搅拌5min，即得。

[0088] 对比例1

[0089] 本对比例提供一种再生沥青混凝土。

[0090] 1、原料组成

[0091]

[0092] 2、制备方法

[0093] S1、分别将高炉渣、RAP料和新沥青加热至175℃、125℃和175℃备用；

[0094] S2、按配比，将加热好的高炉渣和RAP料混合搅拌1.5min后，再加入加热好的新沥青混合搅拌1.5min，然后加入废弃橡胶粉、汽车废弃机油和热固性树脂，搅拌3min，最后加入新集料、聚丙烯纤维和钢纤维搅拌5min，即得。

[0095] 对比例2

[0096] 本对比例提供一种再生沥青混凝土。

[0097] 1、原料组成

[0098]

[0099]

[0100] 2、制备方法

[0101] S1、分别将高炉渣、RAP料和新沥青加热至175℃、125℃和175℃备用；

[0102] S2、按配比，将加热好的高炉渣和RAP料混合搅拌1.5min后，再加入加热好的新沥青混合搅拌1.5min，然后加入废弃橡胶粉、汽车废弃机油和热固性树脂，搅拌3min，最后加入新集料、聚丙烯纤维和钢纤维搅拌5min，即得。

[0103] 对比例3

[0104] 本对比例提供一种再生沥青混凝土。

[0105] 1、原料组成

[0106]

[0107] 2、制备方法

[0108] S1、分别将高炉渣、RAP料和新沥青加热至175℃、125℃和175℃备用；

[0109] S2、按配比，将加热好的高炉渣和RAP料混合搅拌1.5min后，再加入加热好的新沥青混合搅拌1.5min，然后加入废弃橡胶粉、汽车废弃机油和热固性树脂，搅拌3min，最后加入新集料、聚丙烯纤维和钢纤维搅拌5min，即得。

[0110] 按照实施例1‑4和对比例1‑3中的方法制备再生沥青混凝土，并按照以下标准检测再生沥青混凝土的各项性能，检测结果如表1所示。

[0111] 1、针入度：按照GB/T4509‑2010《沥青针入度测定法》进行测试；

[0112] 2、软化点：按照GB/T4507‑2010《沥青软化点测定法》进行测定；

[0113] 3、延度：按照GB/T4508‑2010《沥青延度测定法》进行测定；

[0114] 4、冻融劈裂残留强度比：按照JTJ052‑2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0729‑2000的方法进行测定；

[0115] 5、浸水马歇尔残留稳定度：按照T0709‑2000《沥青混合料马歇尔稳定度试验》进行测定；

[0116] 6、动稳定度：按照JTGE20‑2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0719‑2011进行测定；

[0117] 7、疲劳试验：按照NFP98‑261‑1《沥青混合料抗疲劳性能的测定第一部分：恒定绕度弯曲变化试验》进行测定。

[0118] 表1实施例1组合物作为抑菌液对金黄色葡萄球菌的抑菌结果

[0119]

[0120] 最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。