专利名称：：一种厂拌热再生沥青混合料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及路面铺设混合料，尤其涉及一种厂拌热再生沥青混合料。
背景技术：
：我国公路经过十多年的迅速发展，将有大量的沥青路面进入大、中修期。沥青路面再生与传统的沥青路面维修方式相比，能够节约大量的沥青、砂石等原材料，节省工程投资，同时有利于处理废料、保护环境，因而具有显著的经济效益和社会、环境效益。随着人们对环保、社会效益的关注，以及技术的进步，沥青路面再生利用技术越来越受到人们的重视。沥青路面再生技术的种类较多，而热厂拌再生是目前世界上应用最为广泛的沥青路面再生方法，世界上许多国家和地区也针对这项技术做了大量的研究。在我国，目前公路尚处于大规模的建设期间，对公路的养护及再生利用方面的关注程度相对比较薄弱。热厂拌再生虽然在个别省市进行了一定的研究，部分设备制造商也开发了热厂拌再生的设备，一些单位和机构试图引用国外比较成熟的设备和方法，但由于气候条件、原材料性质以及施工技术等原因，效果并不理想。总的来说，在国内由于缺乏系统的分析和成熟的技术，目前还不能在大量的利用废料的情况下，生产一种性能良好的热拌沥青混合料。
发明内容本发明发明的目的在于提供一种厂拌热再生沥青混合料，该混合料在回收沥青的掺配率达到30%甚至50%时，通过设定的工艺及添加ARA再生剂(专利号ZL200810122668.8)经厂拌热再生后沥青混合料能达到或者接近新拌沥青混合料的性能要求，其技术方案如下-所述厂拌热再生沥青混合料，包括下列质量百分比的的组合物30%50%的铣刨料、44%67%的新集料、1.5%4%矿粉、1.5%4%新沥青和所述铣刨料中所含回收沥青质量010%的ARA再生剂。所述厂拌热再生沥青混合料的加工方法，包括如下步骤1)铣刨料抽提分析铣刨料取样，采用阿布森法或者旋转蒸发器法对该样品进行集料和沥青的抽提分离，并测定所述铣刨料的油石比；2)沥青性能检测对上述抽提的回收沥青迸行针入度、延度、软化点、粘度性质指标进行测定；3)添加再生剂下述三种情况之一需要添加ARA再生剂a、抽提的回收沥青检测中25。C针入度小于35(O.lmm)，b、再生沥青检测中6(TC粘度大于1000PaS，c、铣刨料的掺量大于30%，需添加再生剂时，根据所述回收沥青性质指标，并在上述与于回收沥青的质量比范围内，初步确定一组再生剂用量，将该组再生剂用量中的每一用量与取样回收沥青拌和，拌和时，将称量好的再生剂添加到140'C155'C回收沥青中，并不断搅拌3060min，形成一组再生沥青试样，对该组再生沥青试样及同标号新沥青进行性质测定，根据该性质测定结果，确定所述再生沥青混合料的再生剂的用量；4)形成再生沥青混合料对铣刨料、新集料、矿粉进行级配合成，新集料和铣刨料分别加热，新集料的加热温度在19021(TC左右，铣刨料加热温度12014(TC左右，对加热到指定温度的新集料先干拌2535s，再加入铣刨料拌和5565s，之后加入称量好的新沥青拌和5565s，最后添加称量好的矿粉，再拌和2535s，如需添加再生剂，将称量好的再生剂预先添加到140。C155。C新沥青中，并不断搅拌3060min;拌和温度一般为155165'C或根据粘度要求通过粘温曲线确定；5)马歇尔试验或旋转压实试验选择一定油石比作为试级配用油石比制作试件，进行马歇尔试验或旋转压实试验，要求空隙率VV为36%，饱和度VFA6575%;6)混合料的性能检测a.水稳定性检验浸水马歇尔稳定度试验，残留稳定度MSo》80。/。，冻融劈裂试验，残留强度比TSR》75n/0b.高温稳定性试验车辙试验动稳定度试验，车辙动稳定度》1000次/mm;c.低温稳定性试验在-l(TC条件下进行小梁弯曲试验以检验沥青混合料的低温稳定性。要求再生混合料破坏应变》2500ue。上述方法更一步的设计在于，回收沥青的性质指标分别设定为针入度为在温度为25。C，10()g，5s时，其值为6080(O.Imm);延度为在温度为15。C时，大f100cm;软化点为4454"C;粘度为在温度为6(TC时，其值不小于180Pa.s。上述方法更一步的设计在于，再生沥青的-12。C低温弯曲梁流变试验中，劲度<300Mpa，蠕变速率X).300m。本发明的热再生沥青混合料工程应用中铣刨料RAP的掺量最高达到了50%，且能应用到中面层，要比其他热再生混合料RAP掺量提高20°/。以上。同时能够应用于AC型、SUPERPAVE等多种级配，且RAP掺量均能用到30y。甚至50X以上。用本发明的混合料铺设路面，其路用性能均能达到新拌沥青混合料的性能要求，高温性能甚至优于新拌沥青混合料。因此，本发明具有明显的经济效益能够节约大量筑路成本，若沥青按3100元/T，级配碎石23元/T，RAP按24元/T计算，则RAP掺量为30%时，每使用1000吨道路石油沥青混合料能使用300吨RAP材料，可节约39894元，即采用30。/。比例RAP材料进行再生可节约39894/162105-24.6。/0的直接费用。当RAP掺量增加至50c/。时，需要添加旧沥青含量10%的再生剂，再生剂价格为15000元/T左右，每使用1000吨道路石油沥青混合料能使用500吨RAP材料，可节约32308元，即采用50%比例RAP材料掺再生的方式进行再生可节约32308/162105=19.9%的费用。加上考虑运输和占地费用，使用每1000T旧沥青混合料可间接节省费用为17562元。同时具有明显的社会效益，合理利用建筑废料，保护环境。符合十七大提出的节约能源资源和保护生态环境消费模式的要求，有助于实现生态文明建设，发展经济、环保、节约和友好型社会的国家发展战略。图1是实施例1的再生沥青粘温曲线试验结果图。图2是实施例1的铣刨料、新集料和矿粉三种料的合成试级配曲线图。图3是实施例2的铣刨料、新集料和矿粉三种料的合成试级配曲线图。具体实施例方式下面结合具体实例对本发明做进一步说明。下述实施例中所涉及的ARA再生剂是由江苏省交通科学研究院研制一项专利技术(专利号ZL200810122668.8)，添加量不大于所用铣刨料中所含回收沥青质量的10%。实施例1本实施例的工程概况是掺再生剂厂拌热再生AC-25S型沥青混合料试验段选在南京市江宁滨江开发区连接线下面层，工程采用一级公路标准，双向六车道，设计时速80公里/小时，路面结构形式采用4cm沥青混合料(AC-13C)十5cm沥青混合料(AC-20S)+7cm沥青混合料(AC-25S)，再生层为下面层，铣刨料掺量为50%。下面层采用本发明的热再生沥青混合料首先对铣刨料取样，并对该样品采用阿布森法进行集料和沥青的抽提分解试验。铣刨料抽提后的集料经2.36mm筛网筛分，分成粗集料和细集料两部分，然后分别对其进行了密度试验，并测定该铣刨料的油石比，请参见表l-l、表l-2。表1-1沥青混合料的抽提试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由于铣刨料的掺量大于30%，所以需要添加ARA再生剂。根据上述表1-3回收沥青针入度及粘度等技术指标，在所述与回收沥的质量百分比010%的范围内，设定8%、9%、10%三种添加量。将该三种添加量的ARA再生剂分别与对应的取样回收沥青拌和。拌和时，将称量好的再生剂添加到135145'C回收沥青中，并不断搅拌30min。，进行针入度、粘度等性质指标试验，其中只有再生剂掺量10%的再生沥青性能指标能达到规范要求，因此从性能方面考虑，ARA再生剂选取10°/。的掺量。其再生沥青的相关技术指标见表1-3。新集料均为当地产的石灰岩，其压碎值、磨耗值、含泥量、吸水率等主要技术指标经过试验检测均满足规范要求，矿粉由石灰岩研磨而成。对铣刨料、新集料、矿粉进行级配合成，合成级配满足《JTGD50-2006公路沥青路面设计规范》的级配范围要求，三种矿料的合成级配见表1-4，试级配曲线见图2。对新集料和铣刨料分别加热，新集料的加热温度在19021(TC，铣刨料加热温度120140'C。因为需要添加再生剂，因此先要将称量好的再生剂在混合料拌和之前预先添加到14(TC155'C新沥青中，并不断搅拌30min;对加热到指定温度的新集料先干拌25s，再加入铣刨料拌和55s，之后加入称量好的含再生剂的新沥青)拌和55s,，最后加入称量好的矿粉再拌和25s，拌和温度为155165i:或根据粘度要求通过图1的粘温曲线确定。表1-4三种矿料的合成级配通过率明细表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>对上述经充分拌和的热再生沥青混合料进行如下马歇尔试验。参照以往沥青路面下面层AC-25目标配合比的工程应用情况，选择油石比4.0%作为试级配用油石比、双面各击实75次成型马歇尔试件。马歇尔试验结果如表1-5所示。表1-5马歇尔试验结果汇总表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上述级配的铣刨料、新集料、矿粉经上述拌合得到的热再生沥青混合料，根据表1-4的合成级配，经推算新集料占总混合料质量的46%、矿粉掺量占1.6%、铣刨料掺量为50%，新沥青用量占总混合料质量的2.2%，而ARA再生剂掺量如上所述为铣刨料中回收沥青含量的10%。对上述热再生沥青混合料进行性能检测1.水稳定性检验，根据上述油石比及级配进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来检验设计沥青混合料的水稳定性能。试验结果分别见表1-6和表1-7。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>2、高温稳定性试验试验条件在60士rC，0.7士0.05MPa条件下进行车辙试验以检验沥青混合料的高温稳定性，动稳定度试验结果分别见表1-8及表1-9所示。表l-8车辙试验动稳定度<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>3、低温稳定性试验试验条件在-l(TC条件下进行小梁弯曲试验以检验沥青混合料的低温稳定性，试验结果见表1-10。表1-10低温小梁弯曲试验<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>量好的再生剂添加到135i:145'C回收沥青中，并不断搅拌60min。进行针入度、粘度等性质指标试验，其中再生剂掺量5%和6%的再生沥青性能指标均能达到规范要求，由于再生剂价格昂贵，从经济性考虑，选取5%掺量的ARA再生剂，其再生沥青的相关技术指标见表2-2。新集料均为当地产的石灰岩，其压碎值、磨耗值、含泥量、吸水率等主要技术指标经过试验检测均满足规范要求。填料采用石灰岩磨成的矿粉，均满足规范提出的技术要求。对铣刨料、新集料、矿粉进行级配合成，合成级配要求满足《JTGD50-2006公路沥青路面设计规范》级配范围要求。三种矿料的合成级配见表2-3，试级配曲线见图3。对新集料和铣刨料分别加热，新集料的加热温度在1卯21(TC左右，铣刨料加热温度12014(TC左右。因为需要添加再生剂，因此先要将称量好的再生剂在混合I4拌和之前预先添加到140°C155'C新沥青中，并不断搅拌60min;对加热到指定温度的新集I4先干拌30s，再加入铣刨料拌和60s，之后加入称量好的新沥青(已加入再生剂)拌和60s,，最后称量好的添加矿粉拌和30s，拌和温度为155165°C;表2-3AC-20型沥青混合料的设计级配<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>对上述经充分拌和的热再生沥青混合料进行马歇尔试验如下试验。参照以往沥青路面下面层AC-20目标配合比的工程应用情况，选择油石比4.0%作为试级配用油石比，制作型马歇尔试件。马歇尔试验结果如表2-4所示。表2-4马歇尔试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>上述级配的铣刨料、新集料、矿粉经上述拌合得到的热再生沥青混合料，经推算新集料占总混合料质量的55.3%、新沥青占2.4%、矿粉掺量占2.2%、铣刨料掺量为40%、ARA再生剂掺量为铣刨料中回收沥青含量的5%。对上述热再生沥青混合料进行性能检测1.水稳定性检验，根据上述油石比及级配进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来检验设计沥青混合料的水稳定性能。试验结果分别见表2-5和表2-6。表2-5浸水马歇尔试验<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>其结果如表3-3。表3-3沥青技术指标检测结果<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>新集料均为当地产的石灰岩，其压碎值、磨耗值、含泥量、吸水率等主要技术指标经过试验检测均满足规范要求。填料采用石灰岩磨成的矿粉，均满足规范提出的技术要求。对铣刨料、新集料、矿粉进行级配合成，合成级配要求满足《JTGD50-2006公路沥青路面设计规范〉〉级配范围要求。三种矿料的合成级配见表3-4。对新集料和铣刨料分别加热，新集料的加热温度在19021(TC左右，铣刨料加热温度120140。C左右。对加热到指定温度的新集料先干拌35s，再加入铣刨料拌和65s，之后加入称量好的新沥青拌和65s，最后添加称量好的矿粉，再拌和35s，拌和温度控制在155165'C。表3-4SUP-20型沥青混合料的级配<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>由于铣刨料的掺量为30%,回收沥青25。C针入度为42(0.lmm)，见表3-3，老化程度并不是太严重，因此可以不添加再生剂。在新沥青与本发明混合料设定的1.5%4%的质量比范围内，初步确定新沥青1.5%、2.0、2.5%、3.0、3.5、4.0%六个质量百分比的掺量。通过SUPERPAVE方法试验得出14%新沥青掺量即最佳油石比4.4下的试样其性能指标最好。因此本工程再生沥青混合料中的新沥青占再生沥青混合料的百分比为3.4%.采用沥青用量4.4%成型试件，验证4.4%的沥青用量在压实次数设定在N最大时)寸应的体积性质指标(本次N最大=160次)，试验结果汇总于表3-5。表3-5设计沥青用量验证试验结果表<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>通过以上试验和分析，该级配对应的沥青混合料特性如下表3-6。表3-6混合料体积性质表<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>上述级配的铣刨料、新集料、矿粉经上述拌合得到的热再生沥青混合料，经推算新集料占总混合料质量的63.24%、新沥青占3.4%、矿粉掺量占3.36%、铣刨料掺量为30°/。、不添加再生剂。对上述热再生沥青混合料进行性能检测1.水稳定性检验为检验Sup20沥青混合料的抗水损害能力，按照设计要求分别进行了AASHTOT283试验和浸水马歇尔试验，试验结果分别见表3-7和表3-8。表3-7冻融劈裂试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>注*指条件冻融劈裂强度与非条件劈裂强度的百分比。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>2.高温稳定性检验依据配合比设计要求，进行了高温稳定性能的验证，试验结果分别见表3-9。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>3、低温稳定性试验试验条件在-l(TC条件下进行小梁弯曲试验以检验沥青混合料的低温稳定性，试验结果见表3-10。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>权利要求1.一种厂拌热再生沥青混合料，其特征在于包括下列质量百分比的的组合物30％～50％的铣刨料、44％～67％的新集料、1.5％～4％矿粉、1.5％～4％新沥青和所述铣刨料中所含回收沥青质量0～10％的ARA再生剂。2.如权利要求1所述一种厂拌热再生沥青混合料的加工方法，其特征在于包括如下步骤1)铣刨料抽提分析铣刨料取样，采用阿布森法或者旋转蒸发器法对该样品进行集料和沥青的抽提分离，并测定所述铣刨料的油石比；2)沥青性能检测对上述抽提的回收沥青进行针入度、延度、软化点、粘度性质指标进行测定。3)添加再生剂确定下述三种情况之一需要添加ARA再生剂a、抽提的回收沥青检测中25'C针入度小于35(O.lmm),b、再生沥青检测中6(TC粘度大于1000PaS，c、铣刨料的掺量大于30%，需添加再生剂时，根据所述回收沥青性质指标，并在上述与于回收沥青的质量比范围内，初步确定一组再生剂用量，将该组再生剂用量中的每一用量与取样回收沥青拌和，拌和时，将称量好的再生剂添加到14(TC155'C回收沥青中，并不断搅拌3060min，形成一组再生沥青试样，对该组再生沥青试样及同标号新沥青进行性质测定，根据该性质测定结果，确定所述再生沥青混合料的再生剂的用量；4)形成再生沥青混合料对铣刨料、新集料、矿粉进行级配合成，新集料和铣刨料分别加热，新集料的加热温度在19021CTC左右，铣刨料加热温度12014(TC左右，对加热到指定温度的新集料先干拌2535s，再加入铣刨料拌和5565s，之后加入称量好的新沥青拌和5565s，最后添加称量好的矿粉，再拌和2535s，如需添加再生剂，将称量好的再生剂预先添加到140r155"新沥青中，并不断搅拌3Q60min;拌和温度一般为155165。C或根据粘度要求通过粘温曲线确定；5)马歇尔试验或旋转压实试验选择一定油石比作为试级配用油石比制作试件，进行马歇尔试验或旋转压实试验，要求空隙率VV为36%，饱和度VFA6575%;6)混合料的性能检测a.水稳定性检验浸水马歇尔稳定度试验，残留稳定度MSo》80。/。，冻融劈裂试验，残留强度比TSR》75。/0;b.高温稳定性试验车辙试验动稳定度试验，车辙动稳定度》1000次/mm;c.低温稳定性试验在4(TC条件下进行小梁弯曲试验以检验沥青混合料的低温稳定性。要求再生混合料破坏应变》2500ue。3.根据权利要求2所述的一种厂拌热再生沥青混合料的加工方法，其特征在于所述回收沥青的性质指标分别为针入度为在温度为25。C,100g，5s时，其值为6080(O.lmm);延度为在温度为15'C时，大于100cm;软化点为4454。C;粘度为在温度为6(TC时，其值不小于180Pa.s。4.根据权利要求3所述的一种厂拌热再生沥青混合料的加工方法，其特征在于再生沥青的-12'C低温弯曲梁流变试验中，劲度〈300Mpa，蠕变速率X).300m。全文摘要本发明涉及一种厂拌热再生沥青混合料。包括下列质量百分比的组合物30％～50％的铣刨料、44％～67％的新集料、1.5％～4％矿粉、1.5％～4％新沥青和所述铣刨料中所含回收沥青质量0～10％的ARA再生剂。其加工方法，包括如下步骤1)铣刨料抽提分析；2)沥青性能检测；3)添加再生剂；4)形成再生沥青混合料5)马歇尔试验或旋转压实试验；6)混合料的性能检测。本发明的热再生沥青混合料工程应用中铣刨料RAP的掺量最高达到了50％，且能应用到中面层，要比其他热再生混合料RAP掺量提高20％以上。同时能够应用于AC型、SUPERPAVE等多种级配，且RAP掺量均能用到30％甚至50％以上。用本发明的混合料铺设路面，其路用性能均能达到新拌沥青混合料的性能要求，高温性能甚至优于新拌沥青混合料。因此，本发明具有明显的经济效益。文档编号C04B26/00GK101654347SQ20091018313公开日2010年2月24日申请日期2009年8月7日优先权日2009年8月7日发明者勤叶,曹荣吉,骋杜申请人:江苏省交通科学研究院股份有限公司