一种浇注式再生沥青混合料及其制备方法与流程

1.本发明属于土木工程桥面铺装技术领域，具体涉及一种浇注式再生沥青混合料及其制备方法。


背景技术：

2.浇注式沥青混凝土guss asphalt(简写ga)是指在高温(220℃～260℃)下拌和，依靠混合料自身的流动性摊铺成型无须碾压的一种高沥青含量与高矿粉含量、空隙率小于1％的沥青混和物。其主要优点在于：(1)无空隙，不透水，保护桥梁结构安全的同时，自身能够防止光、氧、水作用，几乎无老化、冻融问题；(2)混合料温度高达240℃，对现场的环境条件没有特别要求，加上不用碾压，试验室的性能能够充分展现在实体工程中；(3)沥青含量较高(8％左右，普通沥青混合料5％左右)，材料韧性好，抗疲劳和耐久性好，车辆行驶舒适度高，车辆冲击作用被大幅度缓解。浇筑式沥青混凝土桥面铺装初期投资较高，但其寿命周期成本及优良的路用性能，与普通铺装材料相比则具有优越性，如何降低浇注式沥青混凝土的造价，成为影响城市高架桥快速路推广的重要因素。
3.在道路建设工程领域，沥青路面再生技术得到越来越多的关注，将大量废旧沥青路面材料重新应用于道路建设、修护，不仅能够减少废旧材料对环境造成的污染，还能极大地降低道路修护成本。因此，如何利用废旧的沥青铣刨料制备性能优异的浇注式沥青混凝土对于低成本高架桥面的推广至关重要。


技术实现要素：

4.针对以上问题，本发明提供一种浇注式再生沥青混合料，能够充分利用沥青铣刨料中老化沥青自有性能，无需对老化沥青做复杂特殊处理，并显著减少浇注式沥青混合料新沥青的添加量，降低浇注式沥青混合料造价，有利于浇注式沥青混合料向城市高架桥快速路的推广应用。
5.将沥青铣刨料用于普通沥青混合料的传统再生方式存在以下弊端：(1)回收沥青铣刨料级配变异较大，易造成再生沥青混合料级配难以控制，导致沥青铣刨料掺配比例偏低；(2)再生剂与沥青铣刨料老化沥青配伍性往往不佳，难以从根本上改变老化沥青性能，生产得到的再生沥青混合料低温性能较差；(3)由于沥青铣刨料老化结团等原因，沥青铣刨料与新集料拌和不均匀，易出现局部离析、松散、车辙等早期沥青路面病害。
6.但是，将沥青铣刨料用于浇注式沥青混合料具有以下优势：(1)经检测沥青铣刨料回收沥青检测指标与浇注式沥青混合料所用混合沥青指标相近，无需对老化沥青进行特殊处理；(2)浇注式沥青混合料具有高沥青含量与高矿粉的特性，适合富沥青含量的0～3mm沥青铣刨料的应用；(3)将沥青铣刨料用于浇注式沥青混合料，可以有效降低浇注式沥青混合料造价；(4)通过加入适量降粘剂的方式，可有效确保再生浇注式沥青混合料的施工性能及高温性能。
7.为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
8.本发明提供一种浇注式再生沥青混合料，包括以下重量份的组分：1号再生料20～25份、2号再生料10～16份、新骨料20～30份、天然砂10～20份、矿粉20～25份、混合沥青7.5～8.0份、降粘剂0.09～0.27份；所述1号再生料是玄武岩sma-13沥青铣刨料经干式油石分离技术加工得到，骨料规格为5～10mm；所述2号再生料是玄武岩sma-13沥青铣刨料经干式油石分离技术加工得到，骨料规格为0～3mm。
9.所述浇注式再生沥青混合料能够充分利用沥青铣刨料中老化沥青自有性能，无需对老化沥青做复杂特殊处理，并显著减少浇注式沥青混合料新沥青的添加量。
10.优选的，所述新骨料材质为玄武岩，集料规格为3～5mm。
11.优选的，所述天然砂为中粗河砂，经沥青拌和站筛分处理。
12.优选的，所述混合沥青为特立尼达湖沥青与30
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直馏沥青按照重量比25～30:70～75加热至熔融混合而得。
13.优选的，所述降粘剂为固体降粘剂，所述固体降粘剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、费托蜡、聚丙烯蜡中的至少一种，所述降粘剂的熔点为85～120℃。
14.本发明还提供上述一种浇注式再生沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
15.(1)将保温到240～260℃的新骨料、天然砂进行拌合；
16.(2)再投入保温到110～130℃的1号再生料和2号再生料拌合；
17.(3)然后加入保温到165～175℃的混合沥青进行拌合；
18.(4)最后加入保温到100～150℃的矿粉拌合，加入矿粉拌合的同时加入降粘剂，持续加热到230～240℃，保温搅拌。
19.优选的，步骤(1)中所述拌合的搅拌转速为25～30r/min，拌合时间为60～90s。
20.优选的，步骤(2)中所述拌合的搅拌转速为25～30r/min，拌合时间为90～120s。
21.优选的，步骤(3)中所述拌合的搅拌转速为25～30r/min，拌合时间为180～210s。
22.优选的，步骤(4)中所述拌合的搅拌转速为25～30r/min，搅拌时间为1.5～2h。
23.本发明与现有技术相比具有以下优点：
24.(1)将沥青铣刨料用于浇注式沥青混合料，可以有效降低浇注式沥青混合料造价；
25.(2)通过加入适量降粘剂，可有效确保再生浇注式沥青混合料的施工性能及高温性能。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
27.实施例所用材料如下：
28.1号再生料及2号再生料为南京312国道老路面上面层玄武岩sma-13铣刨回收料，经干式油石分离加工筛分而来，1号再生料骨料粒径5～10mm，经检测油石比1.25％，2号再生料骨料粒径0～3mm，经检测油石比5.30％。
29.新骨料为江苏亚邦矿业有限公司生产的玄武岩，粒径为3～5mm。
30.天然砂为湖南洞庭湖产中砂。
31.矿粉由镇江市丹徒区高资红宝石矿粉厂生产。
32.混合沥青中湖沥青产自特立尼达和多巴哥，混合沥青中30
#
直馏沥青由江苏天诺道路材料科技有限公司生产。
33.回收老化沥青及混合沥青性能如表1所示。
34.表1.回收老化沥青及混合沥青性能
[0035][0036]
降粘剂为sasobit费托蜡。
[0037]
实施例1
[0038]
本实施例提供一种浇注式再生沥青混合料，包括以下重量份的组分：1号再生料22.3份(1号再生料油石比为1.25％，计算骨料22份、回收沥青0.3份)、2号再生料10.5份(2号再生料油石比为5.30％，计算骨料10份、回收沥青0.5份)、新骨料26份、天然砂20份、矿粉21份、混合沥青7.8份(湖沥青与30
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直流沥青按照30:70掺配，湖沥青2.3份、30
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直馏沥青5.5份)、降粘剂0.17份。级配如下表2所示。
[0039]
表2.实施例1级配
[0040][0041]
浇注式再生沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
[0042]
(1)将新骨料及天然砂在260℃烘箱内加热、保温5h，然后投入预热到240℃的浇注式沥青拌和锅内，使得混合料最终温度为240℃，因此拌锅温度设定为240℃；在实际生产过程中，将骨料温度提高到260℃的目的是提高混合料的初始温度，使混合料初始温度更接近于240℃。本步骤搅拌60s，搅拌过程中保持拌合锅搅拌转速25～30r/min。
[0043]
(2)将在130℃烘箱内加热、保温5h的1号再生料、2号再生料倒入拌和锅内，搅拌90s，搅拌过程中保持拌合锅搅拌转速25～30r/min。
[0044]
(3)将在170℃烘箱内加热、保温3h的混合沥青倒入拌合锅内，搅拌180s，搅拌过程中保持拌合锅搅拌转速25～30r/min。
[0045]
(4)将在150℃烘箱内加热、保温5h的矿粉倒入拌合锅内，在拌合的同时加入降粘
剂，持续加热至240℃并保温、搅拌1.5h，搅拌过程中保持拌锅搅拌转速25～30r/min。
[0046]
待混合料搅拌1.5h后，按照规范《钢桥面浇注式沥青混凝土铺装施工技术规程》(db37/t 2980-2017)进行240℃时刘埃尔流动度检测，同时，制取成型贯入度、车辙板试件。
[0047]
实施例2
[0048]
与实施例1相比，不同之处在于制备方法的步骤(4)中持续加热至230℃并保温。
[0049]
对比例1
[0050]
与实施例1相比，不同之处在于制备方法的步骤(4)中持续加热至250℃并保温。
[0051]
对比例2
[0052]
与实施例1相比，不同之处在于制备方法的步骤(4)中持续加热至260℃并保温。
[0053]
实施例1、2与对比例1、2所得浇注式沥青再生沥青混合料的性能如表3所示。
[0054]
表3.实施例1、2与对比例1、2中混合料性能
[0055][0056][0057]
由上表可知，在相同保温时间下，温度越低，混合料老化程度越低，混合料高温性能越差，低温性能越好；温度越高混合料老化程度越高，混合料高温性能越好，低温性能越差。
[0058]
实施例3
[0059]
本实施例提供一种浇注式再生沥青混合料，包括以下重量份的组分：1号再生料22.3份(1号再生料油石比为1.25％，计算骨料22份、回收沥青0.3份)、2号再生料13.7份(2号再生料油石比为5.30％，计算骨料13份、回收沥青0.7份)、新骨料26份、天然砂18份、矿粉21份、混合沥青7.6份(湖沥青与30
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直馏沥青按照30:70掺配，湖沥青2.3份、30
#
直流沥青5.3份)、降粘剂0.17份。级配如下表4所示。
[0060]
表4.实施例3级配
[0061]
[0062]
本实施例的浇注式再生沥青混合料制备方法同实施例1中制备方法。
[0063]
实施例4
[0064]
本实施例提供一种浇注式再生沥青混合料，包括以下重量份的组分：1号再生料22.3份(1号再生料油石比为1.25％，计算骨料22份、回收沥青0.3份)、2号再生料15.8份(2号再生料油石比为5.30％，计算骨料15份、回收沥青0.8份)、新骨料26份、天然砂16份、矿粉21份、混合沥青7.5份(湖沥青与30
#
直流沥青按照30:70掺配，湖沥青2.25份、30
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直流沥青5.25份)、降粘剂0.17份。级配如下表5所示。
[0065]
表5.实施例4级配
[0066][0067]
实施例4浇注式再生沥青混合料的制备方法同实施例1中制备方法。
[0068]
对比例3
[0069]
一种浇注式沥青混合料，包括以下重量份的组分：5～10mm新骨料22份、3～5mm新骨料28份、天然砂25份、矿粉25份、混合沥青8.6份(湖沥青与30
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直馏沥青按照30:70掺配，湖沥青2.6份、30
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直馏沥青6.0份)。级配如下表6所示。
[0070]
表6.对比例3级配
[0071][0072]
本对比例中浇注式沥青混合料的制备方法：
[0073]
(1)将5～10mm新骨料、3～5mm新骨料及天然砂在260℃烘箱内加热、保温5h，然后投入预热到240℃的浇注式沥青拌合锅内，搅拌60s，搅拌过程中保持拌合锅搅拌转速25～30r/min。
[0074]
(2)将在170℃烘箱内加热、保温3h的混合沥青倒入拌合锅内，搅拌180s，搅拌过程中保持拌合锅搅拌转速25～30r/min。
[0075]
(3)将在150℃烘箱内加热、保温5h的矿粉倒入拌合锅内，持续加热至240℃并保温、搅拌1.5h，搅拌过程中保持拌锅搅拌转速25～30r/min。
[0076]
对比例4
[0077]
一种浇注式沥青混合料，与对比例3的不同之处在于：组分中包含0.17份降粘剂。
[0078]
所述浇注式沥青混合料的制备方法包括以下步骤：
[0079]
(1)将5～10mm新骨料、3～5mm新骨料及天然砂在260℃烘箱内加热、保温5h，然后投入预热到240℃的浇注式沥青拌和锅内，搅拌60s，搅拌过程中保持拌锅搅拌转速25～30r/min。
[0080]
(2)将在170℃烘箱内加热、保温3h的混合沥青倒入拌合锅内，搅拌180s，搅拌过程中保持拌合锅搅拌转速25～30r/min。
[0081]
(3)将在150℃烘箱内加热、保温5h的矿粉倒入拌合锅内，在拌合的同时加入降粘剂，持续加热至240℃并保温、搅拌1.5h，搅拌过程中保持拌锅搅拌转速25～30r/min。
[0082]
对实施例及对比例中得到的沥青混合料进行检测，性能如下表7所示。
[0083]
表7.对比例4混合料性能
[0084][0085]
由对比例3与对比例4的数据对比可知，加入降粘剂后，沥青混合料流动度变好，贯入度、动稳定度得到提高，而低温性能有所降低；实施例1、3、4与对比例4数据对比可知，随着1号和2号再生料的加入，混合料流动度增加，贯入度、动稳定度提高，低温性能有所降低，原因在于，再生料的加入，减少了天然砂的用量，且随着搅拌过程的进行，铣刨料中的回收沥青会进一步老化，使得混合料流动度变差，表征高温性能的贯入度、动稳定度提高，而低温性能降低，但仍满足技术指标要求。

技术特征：
1.一种浇注式再生沥青混合料，其特征在于，包括以下重量份的组分：1号再生料20～25份、2号再生料10～16份、新骨料20～30份、天然砂10～20份、矿粉20～25份、混合沥青7.5～8.0份、降粘剂0.09～0.27份；所述1号再生料是玄武岩sma-13沥青铣刨料经干式油石分离技术加工得到，骨料规格为5～10mm；所述2号再生料是玄武岩sma-13沥青铣刨料经干式油石分离技术加工得到，骨料规格为0～3mm。2.根据权利要求1所述的一种浇注式再生沥青混合料，其特征在于，所述新骨料材质为玄武岩，集料规格为3～5mm。3.根据权利要求1所述的一种浇注式再生沥青混合料，其特征在于，所述天然砂为中粗河砂，经沥青拌和站筛分处理。4.根据权利要求1所述的一种浇注式再生沥青混合料，其特征在于，所述混合沥青为特立尼达湖沥青与30
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直馏沥青按照重量比25～30:70～75熔融混合而得。5.根据权利要求1所述的一种浇注式再生沥青混合料，其特征在于，所述降粘剂为固体降粘剂，所述固体降粘剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、费托蜡、聚丙烯蜡中的至少一种。6.根据权利要求1-5任一项所述的浇注式再生沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将保温到240～260℃的新骨料、天然砂进行拌合；(2)再投入保温到110～130℃的1号再生料和2号再生料拌合；(3)然后加入保温到165～175℃的混合沥青进行拌合；(4)最后加入保温到100～150℃的矿粉拌合，加入矿粉拌合的同时加入降粘剂，持续加热到230～240℃，保温搅拌。7.根据权利要求6所述的浇注式再生沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述拌合的搅拌转速为25～30r/min，拌合时间为60～90s。8.根据权利要求6所述的浇注式再生沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述拌合的搅拌转速为25～30r/min，拌合时间为90～120s。9.根据权利要求6所述的浇注式再生沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述拌合的搅拌转速为25～30r/min，拌合时间为180～210s。10.根据权利要求6所述的浇注式再生沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述拌合的搅拌转速为25～30r/min，搅拌时间为1.5～2h。

技术总结
本发明提供一种浇注式再生沥青混合料，包含以下重量份的原料：1号再生料20～25份、2号再生料10～16份、新骨料20～30份、天然砂10～20份、矿粉20～25份、混合沥青7.5～8.0份、降粘剂0.09～0.27份。本发明还提供其制备方法：将保温到240～260℃的新骨料、天然砂进行拌合；再投入保温到110～130℃的1号再生料和2号再生料拌合；然后加入保温到165～175℃的混合沥青进行拌合；最后加入保温到100～150℃的矿粉拌合，同时加入降粘剂，持续加热到230～240℃，保温搅拌。本发明将再生沥青混合料进行干式油石分离加工，实现再生料高品质应用，尤其对于富含老化沥青的再生料0～3mm的应用，能有效降低浇注式沥青混合料造价，同时保留浇注式沥青混合料良好的密水性、抗老化、抗疲劳和优良的协同变形等性能。协同变形等性能。


技术研发人员：高国华 王凯 张惠勤 王鑫洋 王娜 苏纪壮 王业飞 阚涛
受保护的技术使用者：山东高速工程咨询集团有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/9