旧沥青路面材料常温活化再生剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种旧沥青路面材料常温活化再生剂及其制备方法。以重量份表示，所述常温活化再生剂主要由废旧沥青活化剂50～85份，表面活性剂5～10份，防老化剂5～15份，紫外线吸收剂0～10份和稀释剂5～15份制成。采用本发明产品常温活化再生剂可恢复旧沥青性能并提高旧沥青混合料集料表面旧沥青的使用率，达到旧沥青路面混合料100%再活化利用的目的。通过本发明常温活化再生剂活化再生沥青混合料，在常温下施工，节约能源，同时避免大量温室及毒害气体排放，实现节能减排，有利于环保。

说明书

技术领域

本发明涉及一种沥青再生剂，特别是涉及一种旧沥青路面材料常温活化再生剂及其制备方法。

背景技术

目前，针对公路沥青路面翻修产生的大量废旧沥青混合料，主要处理方法有：废弃掩埋、热再生或冷再生，往往存在资源浪费、环境污染或能效及利用率偏低等方面的不足。因此，如何将废旧沥青混合料中旧沥青有效利用，是一项重要工艺技术。

废旧沥青混合料中旧沥青经过使用期的物理或化学作用，其物理性能或化学组成均会发生不同程度的改变，如何将这部分旧沥青通过活化后恢复部分或全部原有物化性能，并易从原有集料表面剥离出来后重新参与新制活化沥青混合料中，则需要有相应的处理工艺以及特有的一种旧沥青路面常温活化再生剂。

沥青路面铺筑于自然界中，沥青会受到光、热、氧、风、水等条件影响，以及行车碾压、无机物或有机物的侵蚀作用，沥青中的沥青质、胶质、饱和份和芳香份组成及其比例会发生不同程度的改变；如无机物的侵入、沥青质含量的相对增加、芳香份含量的相对减少、易导致沥青粘度增加和溶解度下降等问题，从而导致废旧沥青混合料再生性能不高。因此，研究开发一种能够使废旧沥青混合料再生重新利用的活化再生剂是非常必要的。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了提高目前冷再生对旧沥青路面混合料的再生性能和利用率，将旧沥青混合料中的旧沥青充分活化再生，本发明提供一种旧沥青路面材料常温活化再生剂及其制备方法。本发明常温活化再生剂可以实现旧沥青路面混合料性能达到沥青路面面层技术要求的标准。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种旧沥青路面材料常温活化再生剂，以重量份表示，所述常温活化再生剂主要由废旧沥青活化剂50～85份，表面活性剂5～10份，防老化剂5～15份，紫外线吸收剂0～10份和稀释剂5～15份制成。

根据上述的旧沥青路面材料常温活化再生剂，所述废旧沥青活化剂为芳烃油和溶剂油中的至少一种；

所述表面活性剂为硬脂酰乳酸钠；

所述防老化剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体RD（也称为防老剂RD）和N,N′-二(β-萘基)对苯二胺DNP二者的混合物（也称为防老剂DNP）；

所述紫外线吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑，也称为紫外线吸收剂UV-327；

所述稀释剂为煤油。

根据上述的旧沥青路面材料常温活化再生剂，所述芳烃油为橡胶芳烃油，橡胶芳烃油中芳香烃含量为70～87%，饱和烃含量为20～35%，极性物质含量<25%，烯烃含量<0.5%。

根据上述的旧沥青路面材料常温活化再生剂，所述溶剂油为200^#溶剂油和260^#溶剂油中的至少一种。

根据上述的旧沥青路面材料常温活化再生剂，所述防老化剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体RD和N,N′-二（β-萘基）对苯二胺DNP的混合物，其二者混合时加入的质量比为1:2。

另外，提供一种旧沥青路面材料常温活化再生剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

a、按照上述旧沥青路面材料常温活化再生剂的配比比例准备各种原料，将原料溶剂油和稀释剂在常温条件下搅拌混合均匀，得到稀释油；

b、将步骤a所得稀释油加热至60±3℃，然后加入芳烃油，使芳烃油充分溶解于稀释油中，制得活化再生剂母液；

c、将步骤b所得活化再生剂母液降至室温，依次加入表面活性剂、防老化剂和紫外线吸收剂，然后在室温条件下混合均匀，得到产品旧沥青路面材料常温活化再生剂，所得产品避光贮存。

另外，提供一种旧沥青路面材料常温活化再生剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤： 

a、按照上述旧沥青路面材料常温活化再生剂的配比比例准备各种原料；

b、将步骤a称取的芳烃油加入稀释剂中，然后加热至60±3℃条件下混合均匀，制得活化再生剂母液；

c、将步骤b所得活化再生剂母液降至室温，依次加入表面活性剂、防老化剂和紫外线吸收剂，然后在室温条件下混合均匀，得到产品旧沥青路面材料常温活化再生剂，所得产品避光贮存。

另外，提供一种旧沥青路面材料常温活化再生剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤： 

a、按照上述旧沥青路面材料常温活化再生剂的配比比例准备各种原料；

b、将步骤a称取的溶剂油和稀释剂在常温条件下搅拌混合均匀，得到稀释油；

c、将称取的表面活性剂、防老化剂和紫外线吸收剂依次加入步骤b得到的稀释油中，然后在室温条件下混合均匀，得到产品旧沥青路面材料常温活化再生剂，所得产品避光贮存。

利用本发明产品旧沥青路面材料常温活化再生剂对旧沥青路面混合料进行活化再生的方法：

将现场铣刨的废旧沥青混凝土粉碎公称最大粒径为19mm的混合料，确定其含水率并通过筛分确定其级配；按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中 T0726-2011“从沥青混合料中回收沥青的方法（阿布森法）”回收老化沥青，确定废旧沥青含量及技术指标，按照与废旧沥青重量比为10%～40%的量添加本发明配制的旧沥青路面材料常温活化再生剂，再根据《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004要求的混合料级配范围确定新添加集料的粒径规格及质量比，然后将占废旧沥青混合料质量百分比为3%～6%的可饮用水、占废旧沥青混合料质量百分比为2%强度等级为32.5的硅酸盐水泥、废旧沥青路面材料常温活化再生剂投入河南省高远公路养护技术有限公司研发的废旧沥青路面材料活化车间，强力活化拌和60s后，即制成活化再生沥青混合料。

本发明的积极有益效果：

1、通过本发明常温活化再生剂可以实现旧沥青路面混合料性能达到沥青路面面层技术要求的标准。

2、本发明旧沥青路面材料常温活化再生剂中，防老化剂和紫外线吸收剂会延缓沥青的老化速率；溶剂油或芳烃油分子量及化学性质接近沥青中轻质组分，起到恢复旧沥青溶解度并增加对其重质组分的溶解性；表面活性剂降低旧沥青的表面张力并增加外加油分对旧沥青的溶解速率；石油树脂组分能够改善旧沥青性能。因此，采用本发明产品常温活化再生剂可恢复旧沥青性能并提高旧沥青混合料集料表面旧沥青的使用率，达到旧沥青路面混合料100%再活化利用的目的。

3、与现有冷再生沥青混合料技术相比，本发明产品旧沥青路面材料常温活化再生剂具有以下优点及优异结果：

（a）本发明常温活化再生剂能够使旧沥青混凝土的利用率从常规的30%提升至100%，可用于各等级公路的各个结构层，其经济效益和社会效益显著。

（b）本发明常温活化再生剂能够使活化再生后的沥青混合料高温性能、低温性能、水稳定性和耐久性能等达到规范要求的各层材料使用技术指标，扩大了其使用范围。

（c）通过本发明常温活化再生剂活化再生沥青混合料，在常温下施工，节约能源，同时避免大量温室及毒害气体排放，实现节能减排，有利于环保。

具体实施方式：

以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明的内容。

本发明实施例1～9旧沥青路面材料常温活化再生剂的原料组成配比比例详见表1。

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上述实施例1～9中：①200^#溶剂油和260^#溶剂油同时加入时，二者的混合质量比为1：4；②防老剂RD和防老剂DNP同时加入时，二者的混合质量比为1：2。

本发明实施例1～4和7～9旧沥青路面材料常温活化再生剂的制备方法为：

a、按照实施例中所述旧沥青路面材料常温活化再生剂的配比比例准备各种原料，将称取的原料溶剂油和稀释剂在常温条件下搅拌混合均匀，得到稀释油；

b、将步骤a所得稀释油加热至60±3℃，然后加入芳烃油，使芳烃油充分溶解于稀释油中，制得活化再生剂母液；

c、将步骤b所得活化再生剂母液降至室温，依次加入称取的表面活性剂、防老化剂和紫外线吸收剂，然后在室温条件下混合均匀，得到产品旧沥青路面材料常温活化再生剂，所得产品避光贮存。

本发明实施例5旧沥青路面材料常温活化再生剂的制备方法为：

a、按照实施例中所述旧沥青路面材料常温活化再生剂的配比比例准备各种原料，将称取的原料溶剂油和稀释剂在常温条件下搅拌混合均匀，得到稀释油；

b、将称取的表面活性剂、防老化剂和紫外线吸收剂依次加入步骤a得到的稀释油中，然后在室温条件下混合均匀，得到产品旧沥青路面材料常温活化再生剂，所得产品避光贮存。

本发明实施例6旧沥青路面材料常温活化再生剂的制备方法为：

a、按照实施例所述旧沥青路面材料常温活化再生剂的配比比例准备各种原料；

b、将步骤a称取的芳烃油加入稀释剂中，然后加热至60±3℃条件下混合均匀，制得活化再生剂母液；

c、将步骤b所得活化再生剂母液降至室温，依次加入表面活性剂、防老化剂和紫外线吸收剂，然后在室温条件下混合均匀，得到产品旧沥青路面材料常温活化再生剂，所得产品避光贮存。

旧沥青路面材料选用某高速公路铣刨并破碎的旧沥青混凝土，该铣刨料破碎后公称最大粒径为19mm。经检测该沥青混凝土路面为AC-16，油石比为4.4%，铣刨料含水率为1.5%。掺加本发明旧沥青路面材料活化再生剂质量百分比为旧沥青混凝土路面材料中沥青质量的15%或35%，可饮用水质量百分比为旧沥青混凝土路面材料的3.5%，掺加32.5普通硅酸盐水泥质量百分比为旧沥青混凝土路面材料的2%。

旧沥青混合料常温活化再生过程如下：在河南省高远公路养护技术有限公司研发的废旧沥青路面材料活化车间中加入铣刨的废旧沥青混合料3045kg，旧沥青路面材料活化再生剂18.9kg或44.2kg，加入水105kg、水泥60kg，强力混溶搅拌30s，即制成活化再生沥青混合料。

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中T0701-2011“沥青混合料取样方法”取样，按如下方法进行室内试验确定其性能：常温条件下制备的活化再生旧沥青混合料在马歇尔击实仪上双面击实75次，然后带模具于水泥混凝土养护箱中侧放养生72h；将试件带模具侧放入60℃鼓风干燥箱中养生24h；将试件取出侧放冷却至室温（约12h）脱模，根据JTG E20-2011相关标准检测试件的技术指标。检测结果如表2所示。

实施例1-9中：对旧沥青路面沥青混合料分别添加沥青量15%、35%的活化再生剂，试验结果见表2。

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由表2可知，本发明旧沥青路面材料常温活化再生剂的掺加可以大大降低活化再生旧沥青混合料的孔隙率，提高混合料的水稳定性。15℃劈裂强度、60℃无侧限抗压强度和冻融劈裂强度比均随着活化再生剂的增加而增加。