本發(fā)明屬于道路材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種再生瀝青。

背景技術(shù)：

目前我國的高速公路建設(shè)已經(jīng)度過飛速發(fā)展期，在90年代以后陸續(xù)建成的高速公路已進(jìn)入大、中修期，大量的翻挖、銑刨瀝青混合料被廢棄，一方面造成環(huán)境污染，另一方面對于我國這種優(yōu)質(zhì)瀝青極為匱乏國家來說是一種資源的浪費(fèi)，而且大量的使用新石料，開采礦石會導(dǎo)致森林植被減少，水土流失等嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境破壞。按照瀝青的設(shè)計(jì)壽命(15-20年)，從現(xiàn)在起，每年有12％的瀝青路面需要翻修，舊瀝青(包括實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的老化瀝青和現(xiàn)場道路回收的廢舊瀝青)廢棄量將達(dá)到每年220萬噸之巨，如能加以利用，每年可節(jié)省材料費(fèi)3.5億人民幣，而這個(gè)數(shù)字是以每年15％的速度增長。10年以后，瀝青路面的大、中修產(chǎn)生的舊瀝青混合料將達(dá)到1000萬噸，屆時(shí)通過再生利用每年可節(jié)約材料費(fèi)15億元。否則這些巨大的瀝青混凝土層翻挖后只能白白的廢棄掉，不僅浪費(fèi)了資源，也會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。現(xiàn)階段主要采取廠拌熱再生為主，添加的為芳烴含量高，飽和分含量低的高分子有機(jī)物為主，雖然經(jīng)過幾十年的使用取得一些經(jīng)驗(yàn)積累，但是仍然存在很多缺點(diǎn)，例如，功能單一；不節(jié)約能源，進(jìn)行再生時(shí)，舊瀝青、礦料依然需要加溫到150℃以上，會耗費(fèi)大量能源；鋪設(shè)過程中瀝青混合料需要全程保持在130℃以上，且需攤鋪碾壓快速成型；沒有有效降低道路施工成本，而且要封閉交通，影響車輛的順暢通行，在一定程度上反而提高道路鋪設(shè)成本；未做到大幅度減少污染、降低碳排放的目的。

隨著我國人民生活水平的提高，對食用油的品質(zhì)要求逐年上升，而食用棕櫚油不但不會增加血清中的膽固醇，反而有降低膽固醇的趨勢，讓越來越多的大眾所接受。中國是全球食用油消費(fèi)第一大國，每年食用油的消費(fèi)總量高達(dá)2500多萬噸，棕櫚油的消費(fèi)占比逐年上升，相關(guān)的棕櫚油企業(yè)也呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。南部廣東、廣西、云南等省份種植的棕櫚果并不能滿足每年我國的棕櫚油消費(fèi)，還要大量從馬來西亞和印度尼西亞進(jìn)口。在生產(chǎn)出使用棕櫚油的過程中，也產(chǎn)生大量的棕櫚殼，目前最常用的方法就是將棕櫚殼作為燃料使用，這種方法在馬來西亞一些水泥廠較為常用，但是在國內(nèi)僅在上述地區(qū)采用燃燒法處理棕櫚殼，因?yàn)樵谀壳翱諝馕廴緡?yán)重的情況下，會加重溫室氣體的排放，且棕櫚殼灰也會增加霧霾的產(chǎn)生，加重空氣污染。

棕櫚油消費(fèi)的逐年提高，壓縮了其他食用油的使用量，花生油由于含80％以上的不飽和脂肪酸，具有較好的脂肪酸構(gòu)成，易于人體消化吸收，可使人體內(nèi)膽固醇分解為膽汁酸并排出體外，從而降低血漿中膽固醇的含量。因此，國內(nèi)的人們選擇的花生油的比例逐漸提高，相比之下，大豆油的使用呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，主要在油炸食品時(shí)大量采用大豆油，其價(jià)格也維持在5000元/噸～7000元/噸波動(dòng)，許多大豆油開始轉(zhuǎn)供給肥皂企業(yè)。

面對每年大量的大豆油脂或不能再次利用的大豆油脂以及棕櫚殼廢料，如果將其在道路舊瀝青再生中有效利用，不僅可以有效解決使用過大豆油的再次利用，防止其以地溝油或食用油的形式重新返回餐桌，還可以解決燃燒棕櫚殼帶來的空氣污染和棕櫚灰二次處理帶來的污染。以此生產(chǎn)的再生劑會明顯改善再生瀝青和再生瀝青混合料的性能，降低再生瀝青和再生瀝青混合料的價(jià)格，是將這種固體廢棄物以環(huán)保高效的形式有效利用的方法。鑒于此，亟需研發(fā)出一種新的瀝青再生技術(shù)，其能夠快速進(jìn)行再生，降低成本費(fèi)用，進(jìn)而有效降低施工成本，以及減少污染、降低碳排放，快速開放交通。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用大豆油脂和棕櫚殼灰為再生劑的再生瀝青再生瀝青；其大量利用大豆油脂及棕櫚殼燃燒后的廢棄粉灰，搭配提高和改善舊瀝青的粘結(jié)性、流動(dòng)性，提高對集料的裹覆性，在一般溫度下即可生產(chǎn)再生瀝青，且均到規(guī)范要求的基質(zhì)瀝青性能，再生劑的組成均為廢料，屬于廢物再利用，價(jià)格低廉，且施工簡單，易于掌握。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種再生瀝青，包括舊瀝青和再生劑，其特征在于：所述再生劑為大豆油脂和棕櫚殼灰，所述棕櫚殼灰為棕櫚殼燃燒后產(chǎn)生的灰燼。

上述的一種再生瀝青，其特征在于：所述棕櫚殼灰的用量占再生瀝青總重量的2％～4％，所述大豆油脂的用量占再生瀝青總重量的10％～15％，所述舊瀝青的用量占再生瀝青總重量的81％～88％。

上述的一種再生瀝青，其特征在于：所述再生瀝青的制備方法為：將舊瀝青在溫度為130℃～150℃的條件下加熱熔融，然后將大豆油脂和棕櫚殼灰加入到熔融態(tài)的舊瀝青中，之后在剪切轉(zhuǎn)速不小于3000r/min的條件下剪切拌和至少5min，得到再生瀝青。

本發(fā)明所提供的是一種以大豆油脂和棕櫚殼灰為再生劑的再生瀝青，其設(shè)計(jì)思路為：

從相容性理論看，瀝青可以認(rèn)為是以大分子瀝青質(zhì)為溶質(zhì)，以軟瀝青質(zhì)為溶劑的兩個(gè)部分，瀝青可以定義為小分子瀝青質(zhì)對大分子瀝青質(zhì)溶解形成的高分子濃溶液。溶劑與溶質(zhì)的相容性決定了瀝青結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也就是軟(小分子)瀝青質(zhì)溶劑對大分子瀝青質(zhì)溶質(zhì)的溶解能力。當(dāng)瀝青中瀝青質(zhì)與軟瀝青質(zhì)的相容性較好時(shí)，表明了瀝青質(zhì)與軟瀝青質(zhì)的溶解度參數(shù)接近，容易形成穩(wěn)定性強(qiáng)的高分子溶液，使瀝青具有良好的路用性能。

瀝青老化后，最明顯的是瀝青變“硬”，即其中的軟(小分子)瀝青質(zhì)損失嚴(yán)重，相容性變得很差，各項(xiàng)性能明顯下降。加入大豆油脂和棕櫚殼灰的再生劑，大豆油脂的分子量在800左右，遠(yuǎn)小于瀝青2000～6000的分子量，且其中以脂肪酸為主，流動(dòng)性非常好，脂肪酸與芳香酸具有相同的官能團(tuán)，性質(zhì)類似，而且從芳香分與飽和分溶解度參數(shù)的比較結(jié)果來看，芳香分的溶解度參數(shù)更接近于瀝青質(zhì)，即芳香族物質(zhì)更容易溶解瀝青質(zhì)。

在剪切攪拌生產(chǎn)再生瀝青的過程中，大豆油在舊瀝青中充當(dāng)了小分子溶劑，明顯增強(qiáng)了瀝青質(zhì)的溶解度，將對瀝青質(zhì)具有優(yōu)良的溶解性和滲入性，可以將大分子鏈間的許多連接點(diǎn)阻隔和斷開，使高分子網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中的連接點(diǎn)大大減少，降低老化瀝青的剛度；大豆油良好的溶解性和滲入性還可以使處于凝膠狀態(tài)的瀝青溶脹，從而促使大分子間相互作用和運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)大分子的柔順性和瀝青的柔韌性。另外，通過增加大豆油脂，提高了瀝青中溶劑的相對比例，即提高了溶劑對瀝青質(zhì)溶質(zhì)的溶解能力，改善和提高了舊瀝青中瀝青質(zhì)的相容性，使瀝青性質(zhì)和混合料路用性能得以恢復(fù)。

棕櫚殼灰的加入將占據(jù)部分瀝青體積空間，使油分粒子數(shù)量相對減少，部分大豆油中脂肪酸分子和瀝青間的界面變得模糊，兩者之間的分子間結(jié)構(gòu)疏松，促使更多的分子鏈段擴(kuò)散到瀝青中，形成較厚的界面層，進(jìn)而讓界面結(jié)合增強(qiáng)，提高了舊瀝青在微觀區(qū)域內(nèi)的力學(xué)性質(zhì)的連續(xù)性，宏觀上表現(xiàn)為再生劑和瀝青間的相容性進(jìn)一步得到改善，再生瀝青的高溫性能、感溫性能和儲存穩(wěn)定性均得到提高。

同時(shí)，棕櫚灰作為一種多孔性材料，比表面積大，具有很高的表面能，根據(jù)能量最低原理，分散在瀝青內(nèi)部空間的金屬化合物表面將對瀝青組分進(jìn)行部分吸附，不光改善界面吸附層的結(jié)合強(qiáng)度，還將大幅度降低瀝青的流動(dòng)性，增加了流變阻力；另外，棕櫚灰通過快速剪切拌和后，以懸浮狀態(tài)分散分布于瀝青中，減少了瀝青的有效流動(dòng)體積。而高摻加量的大豆油脂良好的流動(dòng)性和溶解性正好彌補(bǔ)了棕櫚殼灰的不足，并且，棕櫚殼灰進(jìn)一步吸附瀝青組分，然后溶解在大豆油脂中，相比僅僅由大豆油脂溶解的瀝青質(zhì)，將顯著提高瀝青組分的溶解量，進(jìn)而改善和提高舊瀝青的各項(xiàng)性能，而且棕櫚殼灰在瀝青混合料中還可以代替礦粉，一舉兩得。

因此，大豆油脂和棕櫚殼灰在舊瀝青的再生過程中協(xié)同作用，舊瀝青與再生劑之間化學(xué)組分發(fā)生重新排列和分配，改善瀝青四種組分之間的配伍關(guān)系，形成更為穩(wěn)定的膠體結(jié)構(gòu)。外在的表現(xiàn)就是共同改善和提高老化舊瀝青的流變性能，恢復(fù)舊瀝青性質(zhì)和路用性能，讓舊瀝青得到重新利用。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明研發(fā)的是一種采用棕櫚殼灰和大豆油脂為再生劑的再生瀝青；其大量利用大豆油或廢舊大豆油脂，棕櫚殼燃燒后的廢棄粉灰，搭配提高和改善舊瀝青的粘結(jié)性、流動(dòng)性，提高對集料的裹覆性，在一般溫度下即可生產(chǎn)再生瀝青，且均到規(guī)范要求的基質(zhì)瀝青性能，再生劑的組成均為廢料，屬于廢物再利用，價(jià)格低廉，且施工簡單，易于掌握。

2、本發(fā)明再生瀝青可廣泛應(yīng)用于公路和房屋建筑等工程中，特別是公路的維修保養(yǎng)中，材料來源廣泛，生產(chǎn)簡單，儲存和施工方便，應(yīng)用該技術(shù)處理的路面損壞，成本低，施工快，不會長時(shí)間封閉交通；此外，其大量采用大豆油和棕櫚殼灰，減少了對高聚物的使用，且較低溫度下生產(chǎn)降低了燃料的消耗，符合當(dāng)今節(jié)能減排的社會需求，本發(fā)明可滿足再生混合料的路用性能要求，因而有廣泛的推廣應(yīng)用前景。

3、本發(fā)明采用大量大豆油脂和棕櫚殼灰作為改性材料，比常用的高聚物再生劑的成本低，再生時(shí)的溫度低，減少了對燃料的使用，符合當(dāng)今節(jié)能減排的社會需求，經(jīng)濟(jì)社會效益顯著；采用大豆油脂，原材料豐富，價(jià)格低；采用棕櫚殼灰，會提高工業(yè)廢料的利用率，且保證了僅僅摻加棕櫚殼灰導(dǎo)致的無再生效果，施工時(shí)鋪筑方便，可以滿足路用性能，易于控制施工質(zhì)量。

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種再生瀝青，包括舊瀝青和再生劑，所述再生劑為棕櫚殼灰和大豆油脂，所述棕櫚殼灰為棕櫚殼燃燒后產(chǎn)生的灰燼。所述舊瀝青包括實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的老化瀝青和現(xiàn)場道路回收的廢舊瀝青。

作為優(yōu)選配比，所述棕櫚殼灰的用量占再生瀝青總重量的2％～4％，所述大豆油脂的用量占再生瀝青總重量的10％～15％，所述舊瀝青的用量占再生瀝青總重量的81％～88％。作為最優(yōu)選配比，所述棕櫚殼灰的用量占再生瀝青總重量的3％，所述大豆油脂的用量占再生瀝青總重量的13％，所述舊瀝青的用量占再生瀝青總重量的84％。

作為優(yōu)選制備工藝，所述再生瀝青的制備方法為：將舊瀝青在溫度為130℃～150℃的條件下加熱熔融，然后將棕櫚殼灰和大豆油脂加入到熔融態(tài)的舊瀝青中，之后在剪切轉(zhuǎn)速不小于3000r/min的條件下剪切拌和至少5min，得到再生瀝青。

按照上述方法分別制備無再生劑的舊瀝青、再生劑為棕櫚殼灰和大豆油脂的再生瀝青、再生劑為棕櫚殼灰的再生瀝青、再生劑為大豆油脂的再生瀝青。將添加不同再生劑的再生瀝青逐一進(jìn)行室內(nèi)的再生瀝青性能測試和和再生混合料的路用試驗(yàn)，對比的基質(zhì)瀝青為70號瀝青，再生瀝青混合料類型為AC-20，廢舊混合料的摻量為30％，最佳瀝青含量為4.3％。對比試驗(yàn)的混合料為新基質(zhì)瀝青混合料AC-20，對不同再生劑含量的再生瀝青混合料分別進(jìn)行高溫性能、低溫性能、水穩(wěn)定性和瀝青滲漏實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證本再生劑的可行性和推廣性。

(1)再生瀝青的性能(見表1)：

表1再生瀝青的性能

(2)馬歇爾試驗(yàn)(見表2)：

表2再生瀝青的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

(3)車轍試驗(yàn)(見表3)：

表3再生瀝青的車轍試驗(yàn)結(jié)果

(4)浸水馬歇爾試驗(yàn)(見表4)：

表4再生瀝青的浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

(5)凍融劈裂試驗(yàn)(見表5)：

表5再生瀝青的凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

(6)再生瀝青的存儲穩(wěn)定性試驗(yàn)(見表6)：

表6再生瀝青的存儲穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果(頂?shù)撞寇浕c(diǎn)差值表征)

(7)靜態(tài)浸水和水煮法實(shí)驗(yàn)

靜態(tài)浸水實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，70號基質(zhì)瀝青混合料AC-20和不同劑量再生劑的再生瀝青混合料AC-20均有較好的粘黏性。在25℃的蒸餾水中浸泡48小時(shí)后，4種混合料中的骨料依然完全裹覆瀝青，呈現(xiàn)粘黏狀態(tài)。

水煮法實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，骨料和瀝青膠結(jié)料之間仍然是粘結(jié)狀態(tài)，僅有極少部分邊角處有稍微松動(dòng)，說明不同劑量再生劑的再生瀝青混合料AC-20在高溫水煮狀態(tài)下依然可以有較好的粘結(jié)性。

(8)再生瀝青析漏實(shí)驗(yàn)(見表7)：

表7再生瀝青的析漏試驗(yàn)結(jié)果

析漏實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)一步強(qiáng)化了靜態(tài)浸水和水煮法的結(jié)論，說明再生瀝青膠結(jié)料與集料有很好的粘合效果，棕櫚殼灰也會提高瀝青對骨料的粘結(jié)性和在再生瀝青混合料中充當(dāng)了礦粉的作用。

綜上所有的室內(nèi)試驗(yàn)，與未含任何再生劑的基質(zhì)瀝青和基質(zhì)瀝青混合料相比，添加大豆油脂和棕櫚殼灰再生劑的再生瀝青及其再生瀝青混合料，瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)和存儲穩(wěn)定性、再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性均有明顯的提高，當(dāng)添加的大豆油脂含量達(dá)到或超過10％時(shí)，該再生瀝青以及再生瀝青混合料的各項(xiàng)性能均已經(jīng)達(dá)到或超過基質(zhì)瀝青的性能，且添加該再生劑的混合料在高溫水煮后，其骨料依然完全裹覆瀝青，呈現(xiàn)粘黏狀態(tài)，完全符合再生瀝青混合料的路用要求，除此之外，還有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)制備方式靈活，可以用于廠拌熱再生、路拌熱再生和廠拌冷再生等，瀝青再生的溫度可以在130℃～150℃之間，將減少污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保；

(2)適應(yīng)性好，不必重新選擇與之配伍的石料，目前常用的石灰?guī)r即可；

(3)快速施工，這對目前高速公路維修養(yǎng)護(hù)十分重要，由于降低了加熱溫度，將節(jié)約修補(bǔ)時(shí)間，降低了由于部分封閉交通造成的車輛擁堵。

(4)延長路面使用壽命，瀝青、礦料無需高溫，延緩了瀝青老化，提高再生瀝青混合料的塑性，與原路面的粘結(jié)效果明顯，可以延長瀝青路面的使用壽命。

(5)施工方便：該再生瀝青混凝土生產(chǎn)、施工過程不受氣溫、時(shí)效限制，常溫氣溫以上均可正常施工，攤鋪工藝簡單。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制。凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。