本發(fā)明涉及制備領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)一種瀝青溫拌改性劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：瀝青路面在使用過程中，瀝青在各種自然因素(如氧、溫度、光、水等)的作用下會發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，使瀝青老化，表現(xiàn)為瀝青粘度增大，瀝青面層變脆，可塑性和變形能力降低，與集料的粘結(jié)性能變差等，從而導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫、松散、坑洞等破壞，路用性能也隨之變差。對舊路面材料摻入瀝青再生劑進(jìn)行再生利用，可以使瀝青材料的性能得到一定程度恢復(fù)。瀝青路面的再生利用，有利于處治廢料、節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。由于有機(jī)降粘劑法具有較好的降粘效果及降粘可靠性(其降粘效果不隨時間變化而衰減)，并且性價比合適，所以被大量應(yīng)用于公路工程施工中，但是由于有機(jī)溫拌劑的主要成分多為蠟基物質(zhì)，采用此類溫拌劑會降低石油瀝青的粘結(jié)性和塑性，同時對溫度特別敏感(即溫度穩(wěn)定性差)，蠟對瀝青路面使用性能有極大影響。現(xiàn)有研究認(rèn)為瀝青中蠟的存在，在高溫時會使瀝青容易發(fā)軟，導(dǎo)致瀝青路面高溫穩(wěn)定性降低，出現(xiàn)車轍。同樣，在低溫時會使瀝青變得脆硬，導(dǎo)致路面低溫抗裂性降低，出現(xiàn)裂痕，此外，蠟會使瀝青與石料的粘附性降低，在有水的條件下，會使路面石子產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，造成路面破壞，更嚴(yán)重的是，含蠟瀝青會使瀝青路面的抗滑性降低，影響路面的行車安全。目前瀝青再生劑已大量應(yīng)用于公路工程施工中，但現(xiàn)有的廢舊瀝青再生劑多為樹脂與石油工業(yè)生產(chǎn)油份的混合物，為了達(dá)到理想的再生效果，在瀝青混合料拌和時需要較高的拌和溫度。從而導(dǎo)致了生產(chǎn)瀝青混合料時的能源消耗和煙塵等廢棄物排放的增多，巨大的能耗和溫室氣體的排放，不利于環(huán)境保護(hù)，同時經(jīng)濟(jì)和社會效益也較低。因此，如何在降低拌和溫度的同時，保證瀝青的再生效果以及混合料的路用性能，是一個亟待解決的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明為了解決上述
背景技術(shù)：
中的不足之處，提供一種瀝青溫拌改性劑及其制備方法。本發(fā)明在降低拌和溫度的同時，提高了再生劑的擴(kuò)散能力，在降低溫拌再生劑對瀝青性能的不利影響的同時，降低能耗并且提高了舊瀝青的再生效率。為發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的技術(shù)方案如下：一種瀝青溫拌改性劑及其制備方法，按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：脫硫橡膠10-20份、乙撐雙油酸酰胺10-15份、芳烴油50-70份、鄰苯二甲酸二丁酯5-10份、石油樹脂5-10份。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述脫硫橡膠15-17份、乙撐雙油酸酰胺12-14份、芳烴油58-62份、鄰苯二甲酸二丁酯7-8份、石油樹脂7-9份。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，還包括有性能提升劑1-3份，所述性能提升劑的成分為五氯硫酚、松焦油。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述五氯硫酚用量為脫硫橡膠質(zhì)量份數(shù)的0.1％-1％，松焦油用量為脫硫橡膠質(zhì)量質(zhì)量份數(shù)的10％-15％。一種瀝青溫拌改性劑及其制備方法，包括以下步驟:1)將芳烴油加熱到120℃以上，備用；2)將乙撐雙油酸酰胺加熱到120℃以上使其成為液態(tài)，并投入步驟1所得芳烴油中；3)將鄰苯二甲酸二丁酯、石油樹脂依次投入步驟2所得物質(zhì)進(jìn)行混合并攪拌均勻；4)將脫硫橡膠、性能提升劑依次投入步驟3中所得物質(zhì)，并在120℃下攪拌即得瀝青溫拌再生劑。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述脫硫橡膠在常溫下晾干，然后進(jìn)行粉碎，過40目篩。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述芳烴油為糠醛油。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述性能提升劑成分為五氯硫酚和松焦油。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述五氯硫酚用量為脫硫橡膠質(zhì)量的0.1％-1％，松焦油用量為脫硫橡膠質(zhì)量的10％-15％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下：(1)、本發(fā)明提出了采用溫拌劑(乙撐雙油酸酰胺)與再生劑(芳烴油、鄰苯二甲酸二丁酯、石油樹脂)復(fù)配改性的技術(shù)手段，保證廢舊瀝青再生效果的同時，降低了拌合溫度，根據(jù)對市場上常用再生劑調(diào)查，普通再生劑的拌和溫度為160℃左右，這樣才能保廢舊瀝青與脫硫橡膠的再生互溶以及混合料的壓實(shí)度效果，而本產(chǎn)品拌和溫度為120℃，并且瀝青再生效果優(yōu)良，混合料各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。所述制備過程中，需保持120℃，以保證化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行。(2)、如
背景技術(shù)：
中所述，雖然有機(jī)降粘劑具有較好的降粘效果及降粘可靠性(其降粘效果不隨時間變化而衰減)，但其溫度敏感性較大，為解決此問題，本發(fā)明添加了脫硫橡膠，脫硫橡膠加入對瀝青的高溫性能、低溫性能、貯存穩(wěn)定性、抗老化均有了較大的提高。從而彌補(bǔ)了有機(jī)溫拌劑溫度敏感性差的問題。(3)、為了達(dá)到較好的再生效果，再生劑中含有大量的芳香烴類，因?yàn)榉枷惴趾枯^高的瀝青再生劑在老化瀝青中具有較好擴(kuò)散性能，對老化瀝青具有較好再生效果。但是這樣做在增強(qiáng)舊瀝青再生效果的同時，也降低了瀝青的粘度。而通過脫硫橡膠的加入，可以有效的調(diào)節(jié)再生瀝青的粘度。在路面攤鋪碾壓完成后，脫硫橡膠能繼續(xù)與芳香烴發(fā)生反應(yīng)，芳香烴可以使脫硫橡膠中的S-S鍵和S-C鍵進(jìn)一步斷開，從而增加瀝青的粘度，同時消耗多余的芳香烴，使瀝青混凝土的路用性能和疲勞性能得到提升。(4)、本發(fā)明不僅具有較好的降粘效果以及再生效果，而且性價比也較合適。(5)本發(fā)明以乙撐雙油酸酰胺、芳烴油以及脫硫橡膠三者為主要材料，三者交互作用，在降低施工溫度的同時，保證了瀝青的再生效果，可應(yīng)用于大多數(shù)再生瀝青路面施工中。(6)為使所述脫硫橡膠與瀝青充分反應(yīng)，達(dá)到理想的路用效果，本發(fā)明在生產(chǎn)過程中添加了性能提升劑，其中五氯硫酚作為化學(xué)塑解劑，通過切斷少數(shù)橡膠烴的分子鏈，增強(qiáng)再生瀝青的柔韌性以及抗老化性能，松焦油作為一種物理軟化劑，削弱橡膠烴分子間力，起潤滑的作用。(7)總的來說，本發(fā)明的瀝青溫拌再生劑中成分搭配合理，各組分之間的協(xié)同增效明顯，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，綜合改善再生瀝青的高低溫性能以及抗老化性能，對于節(jié)約資源、降低能耗以及實(shí)現(xiàn)廢料的重復(fù)利用有著重大的意義，具有良好的市場前景。附圖說明圖1為某一AC-13舊瀝青混合料樣品的級配示意圖。其中縱坐標(biāo)代表標(biāo)準(zhǔn)篩分實(shí)驗(yàn)中集料通過各篩孔的通過率，橫坐標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)方孔篩篩孔尺寸。圖中第一折線100、第二折線200、第三折線300分別對應(yīng)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》中AC-13礦料級配的級配上限、級配中值、級配下限，圖中第四折線400代表混合料舊料的級配曲線。具體實(shí)施方式下面列舉1個實(shí)施例，結(jié)合附圖1所述舊瀝青混合料，對本發(fā)明加以進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不只限于這一個實(shí)施例。遵循本發(fā)明的技術(shù)方案，一種瀝青溫拌改性劑及其制備方法，按照質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：脫硫橡膠10-20份、乙撐雙油酸酰胺10-15份、芳烴油50-70份、鄰苯二甲酸二丁酯5-10份、石油樹脂5-10份。進(jìn)一步地，本發(fā)明中各組分質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：脫硫橡膠15-17份、乙撐雙油酸酰胺12-14份、芳烴油58-62份、鄰苯二甲酸二丁酯7-8份、石油樹脂7-9份。除了上述主要成分外，本發(fā)明還包括有性能提升劑1-3份，所述性能提升劑包括五氯硫酚和松焦油，其中五氯硫酚用量為脫硫橡膠質(zhì)量份數(shù)的0.1％-1％，松焦油用量為脫硫橡膠質(zhì)量質(zhì)量份數(shù)的10％-15％。上述的所述脫硫橡膠所用原料優(yōu)選為廢舊輪胎橡膠粉，并通過控制廢膠粉在脫硫罐中的反應(yīng)溫度(160℃-165℃)和反應(yīng)時間(2h-2.5h)，使廢舊橡膠粉達(dá)到半脫硫狀態(tài)，所得半脫硫橡膠需在常溫下晾干，然后進(jìn)行粉碎，過40目篩，得所述脫硫橡膠。除本發(fā)明中所用脫硫方法，目前國內(nèi)外橡膠脫硫的一般制作方法如：機(jī)械法、微波法、有機(jī)化合物再生法、無機(jī)化合物再生法以及生物脫硫法可適用于本發(fā)明。該實(shí)施例的瀝青溫拌再生劑由以下重量份原料組成：脫硫橡膠15份、乙撐雙油酸酰胺10份、芳烴油60份、鄰苯二甲酸二丁酯5份、石油樹脂8份、性能提升劑2份。本發(fā)明所采用的制備方法步驟可為：1)將芳烴油加熱到120℃以上，備用；2)將乙撐雙油酸酰胺加熱到120℃以上使其成為液態(tài)，并投入步驟1所得芳烴油中；3)將鄰苯二甲酸二丁酯、石油樹脂依次投入步驟2所得物質(zhì)進(jìn)行混合并攪拌均勻；4)將脫硫橡膠、性能提升劑依次投入步驟3中所得物質(zhì)，并在120℃下攪拌1小時即得本發(fā)明瀝青溫拌再生劑。所述脫硫橡膠需在常溫下晾干，然后進(jìn)行粉碎，過40目篩。所述芳烴油為糠醛油。所述性能提升劑成分為五氯硫酚和松焦油。所述五氯硫酚用量為脫硫橡膠質(zhì)量的0.1％-1％，松焦油用量為脫硫橡膠質(zhì)量的10％-15％。所述性能提升劑應(yīng)在脫硫橡膠之后投入，并充分?jǐn)嚢?。所述制備過程中，需保持120℃，以保證化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行。發(fā)明人對本發(fā)明所述實(shí)施例的瀝青溫拌再生劑進(jìn)行了一下性能試驗(yàn)。以下所述性能實(shí)驗(yàn)中所用的瀝青溫拌再生劑是上述實(shí)施例中的瀝青溫拌再生劑，所述瀝青為蘭煉90#瀝青或中海90#瀝青。實(shí)驗(yàn)一、瀝青溫拌再生劑的加入對老化瀝青性能的影響分別采用蘭煉90#瀝青、中海90#瀝青進(jìn)行長期老化實(shí)驗(yàn)。老化實(shí)驗(yàn)按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，首先進(jìn)行旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱加熱并在壓力老化容器中加速瀝青老化實(shí)驗(yàn)。將所述實(shí)施例所得瀝青溫拌再生劑以一定比例加入上述所得兩種老化瀝青中，攪拌均勻后按規(guī)范進(jìn)行瀝青三大指標(biāo)以及粘度、低溫勁度模量的實(shí)驗(yàn)，并與基質(zhì)瀝青老化前后的性能指標(biāo)對比，分析本發(fā)明所述瀝青溫拌再生劑對老化瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響，測試結(jié)果如下表1所示表1瀝青溫拌再生劑再生效果測試結(jié)果瀝青混凝土路面在使用過程中，瀝青逐漸老化，硬度增大，低溫抗裂能力明顯下降，但是高溫抗車轍能力有所增加，因此評價瀝青再生效果，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注低溫性能的恢復(fù)，同時保證高溫性能滿足要求。有表1中數(shù)據(jù)分析可知：(1)隨著溫拌再生劑添加量的增加，兩種老化瀝青的軟化點(diǎn)和粘度逐漸降低，針入度顯著增加。這是由于再生劑發(fā)揮作用，老化瀝青中瀝青質(zhì)含量逐漸減少，芳香分含量提高，四組分比例趨于協(xié)調(diào)，同時，溫拌再生劑添加量在11％-14％左右時，再生瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)與原有基質(zhì)瀝青較為接近。實(shí)驗(yàn)二、本發(fā)明的瀝青溫拌再生劑對瀝青抗老化性能影響。為驗(yàn)證再生瀝青的抗老化性能，選取中海90#基質(zhì)瀝青與利用老化后中海90#基質(zhì)瀝青在12％溫拌再生劑摻量下生產(chǎn)的再生瀝青作為對比，通過旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱老化試驗(yàn)，進(jìn)行抗老化性能對比，結(jié)果如下：表2瀝青溫拌再生劑對瀝青抗老化性能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果由表2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)薄膜老化，基質(zhì)瀝青與再生瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)均有所下降，但針入度，粘度和延度等各項(xiàng)指標(biāo)的變化趨勢與基質(zhì)瀝青大致相同。與基質(zhì)瀝青相比，再生瀝青老化后的延度降低量要小很多，說明溫拌再生劑不僅對老化瀝青的組分進(jìn)行了調(diào)節(jié)，同時其中的脫硫橡膠與芳烴油作用，形成網(wǎng)狀彈性結(jié)構(gòu)，使得再生瀝青具有更好的抗老化性能，總之，瀝青溫拌再生劑作用后，老化瀝青的性能得到很大程度的恢復(fù)，同時低溫性能較基質(zhì)瀝青更優(yōu)。實(shí)驗(yàn)三、再生瀝青混合料路用性能驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)所用瀝青混凝土舊料為AC-13上面層舊料，級配如圖1所示，舊料采用銑刨機(jī)從舊路面取樣，燃燒法測定舊料試樣中瀝青含量，采用抽提法測定老化瀝青性能指標(biāo)。如下表所示：表3舊料瀝青性能指標(biāo)瀝青針入度(mm)軟化點(diǎn)(℃)15℃延度(mm)瀝青含量(％)中海90#34.567.2944.22瀝青混合料路用性能的好壞直接關(guān)系著路面通行質(zhì)量，再生路面的生產(chǎn)中，為到達(dá)較好的經(jīng)濟(jì)效益，同時保證再生瀝青混合料的質(zhì)量，應(yīng)控制舊料的摻入量。本實(shí)驗(yàn)中，選擇40％廢舊瀝青混合料摻配率進(jìn)行溫拌再生，新料所用瀝青及集料與舊料一致。所述本發(fā)明溫拌再生瀝青混合料拌和溫度120℃，所述基質(zhì)瀝青混合料的拌和溫度按規(guī)范確定，所述普通再生瀝青混合料拌和溫度為160℃。按規(guī)范要求成型實(shí)驗(yàn)試件，將本發(fā)明溫拌再生瀝青混合料與基質(zhì)瀝青混合料與普通再生瀝青混合料的高低溫性能以及水穩(wěn)定性等路用性能實(shí)驗(yàn)做對比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表4所示：表4再生瀝青混合料的路用性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果由上表可看出，本發(fā)明溫拌再生混合料凍融劈裂比較基質(zhì)瀝青混合料和普通再生瀝青混合料都稍高，這說明本發(fā)明所述溫拌再生劑對再生瀝青混合料的低溫性能有很大的提升；溫拌再生混合料的殘留穩(wěn)定度相對于基質(zhì)瀝青混合料相差不大，這說明本發(fā)明所述溫拌再生劑對廢舊瀝青的性能恢復(fù)作用明顯。本發(fā)明溫拌再生瀝青混合料與普通再生瀝青混合料的動穩(wěn)定度與基質(zhì)瀝青混合料差別不大，說明兩者均有較好的高溫穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)四、再生瀝青混合料力學(xué)性能驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)中，選擇40％廢舊瀝青混合料摻配率進(jìn)行溫拌再生，新料所用瀝青及集料與舊料一致。所述本發(fā)明溫拌再生瀝青混合料拌和溫度120℃，所述基質(zhì)瀝青混合料的拌和溫度按規(guī)范確定，所述普通再生瀝青混合料拌和溫度為160℃。參照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中相關(guān)規(guī)定，進(jìn)行小梁三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，采用輪碾儀成型車轍板試件，并將試件切割成40mm*40mm*250mm的小梁，控制實(shí)驗(yàn)溫度為-10℃，加載速率為50mm/min，采用萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行低溫彎曲試驗(yàn)，結(jié)果如下：表4再生瀝青混合料的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果有表中數(shù)據(jù)可知，使用本發(fā)明溫拌再生劑的瀝青混合料勁度模量較小，與之對應(yīng)的最大彎拉應(yīng)變較大，說明此種再生混合料低溫抗變形能力較強(qiáng)，具有良好的低溫抗裂性能，因此本發(fā)明溫拌再生劑對老化瀝青的低溫性能具有較好的改善效果。進(jìn)一步地，參照圖1，一般AC-13礦料級配曲線接近級配中值曲線，而由圖1中級配曲線可看出舊瀝青混合料的級配曲線中，0-0.15篩孔所對應(yīng)曲線段的斜率較級配中值曲線偏小，2.36-4.75篩孔所對應(yīng)曲線的斜率較級配中值曲線偏大。這說明混合料中，由于舊料細(xì)料與瀝青的結(jié)團(tuán)的影響，細(xì)料含量減少，粗料含量增加。通過溫拌再生劑的添加，可以在相對較低的加熱溫度下，使瀝青恢復(fù)流動性，從而將粘結(jié)的混合料分散開，形成級配良好的再生混合料。當(dāng)前第1頁1 2 3