本发明属于道路材料制备技术领域，涉及OGFC混合料的制备方法，尤其涉及一种再生OGFC混合料及其制备方法。
背景技术：
开级配抗滑磨耗层(OpenGradedFrictionCourse，简称OGFC)是指用大空隙率的沥青混合料铺筑，能迅速从其内部排走路表雨水，具有集抗滑、降噪、防眩光、渗水于一体的道路铺装材料，一般用作排水路面的上面层或上面层和中面层。随着排水路面的应用推广，作为排水路面最主要的面层材料OGFC的使用量急剧增长。但是排水路面在使用过程中，OGFC中的空隙会被积蓄的灰尘、轮胎橡胶颗粒等固体颗粒物堵塞。经过长期使用后，由于空隙被一些外来物质堵塞，从而导致排水、降噪等效果急剧下降，甚至消失。根据国外的经验，如果排水路面在使用过程中不进行清洗，最多4年，空隙就会被完全堵塞。在我国，由于大城市的环境较差，使用寿命可能会更短，因此排水路面每年都需要进行多次清洗，但即使在保证定时清洗的条件下，空隙率也会持续下降，直到失去其抗滑、降噪、防眩光、渗水等功能。在我国OGFC路面的使用寿命也仅为5-6年，此时OGFC老化并不严重，但是已需要进行铣刨，这便造成大量的资源浪费。另外，为了改善OGFC的路用性能，采用的集料的压碎值、磨光值等指标要优于普通的沥青混合料的集料，而胶结料要采用高黏沥青以提供足够的粘结性，防止OGFC发生松散、坑槽等病害。虽然OGFC路面的使用寿命较短，但是OGFC旧料中还含有大量的优质矿料和老化程度较低的高黏沥青。就目前国内沥青混合料的再生技术而言，虽然可以将OGFC旧料再生为普通沥青混合料，但是不能充分利用OGFC旧料的价值，如果能将其再生还原为OGFC，这便充分利用了旧料的价值，并降低了OGFC的造价。目前，国内对再生OGFC的研究仍未引起足够的重视，更没有形成相应的再生OGFC技术，因此如果能提出一项切实可行的再生OGFC混合料技术，将OGFC旧料再生还原为OGFC将具有非常积极的经济效益和社会效益。公开号为CN102827485A的发明专利公开了一种改性乳化沥青及制备方法、OGFC混合料及制备方法，改性乳化沥青包括重交沥青、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、稳定剂和水，采用半温拌改性乳化沥青拌制OGFC混合料。虽然该发明专利提高了路面的使用寿命，但是并没有利用旧料还原OGFC，达不到旧料资源再生的目的。
技术实现要素：
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种再生OGFC混合料，其包括纤维素、高黏改性沥青、新矿料、矿粉，还包括OGFC旧料。在OGFC路面的使用过程中，其空隙会被积蓄的灰尘、轮胎橡胶颗粒等固体颗粒物堵塞。经过长期使用后，由于空隙被一些外来物质堵塞，从而导致排水、降噪等效果急剧下降，甚至消失，进而使得OGFC路面的使用时间变短，但此时OGFC的老化程度并不严重，而又不得不进行铣刨，于是造成了大量的资源浪费。由于OGFC旧料中还含有大量的优质矿料和老化程度较低的高黏沥青，因此要充分利用OGFC旧料的价值，将其还原为再生OGFC混合料，进而降低了OGFC的造价。高黏改性沥青是在沥青中加入热塑性橡胶类的高分子改性剂和添加剂的分子结合型改性沥青，其粘度较大，在再生OGFC混合料中的粗集料、细集料间的粘附性非常好，抗剥离性及贮藏稳定性良好。优选的是，所述再生OGFC混合料中各组分的质量百分比为，OGFC旧料15-20％，纤维素0.1-0.3％，高黏改性沥青4-6％，矿粉2-6％，余量为新矿料。在上述任一方案中优选的是，所述OGFC旧料中含有矿料和沥青，其中矿料的含量很大，且都是优质的，沥青的老化程度也比较低，更多的是高黏沥青，因此OGFC旧料具有很高的还原再生价值。在上述任一方案中优选的是，所述纤维素包括木质素纤维、矿物纤维、聚合物化学纤维中的一种或几种。纤维素能够增强OGFC旧料、新矿料和高黏改性沥青之间的粘附性，促进OGFC旧料中的沥青与高黏改性沥青的融合，进而实现OGFC旧料中沥青的还原再生。另外，纤维素中以松散的絮状纤维存在，具有良好的分散性，避免矿粉、添加的高黏改性沥青、OGFC旧料中的沥青成为胶团而不能均匀地分散在矿料之间，纤维素可适当分散胶团。纤维素还具有良好的高温稳定作用，尤其在高温季节，沥青容易受热膨胀，纤维内部的空隙可成为缓冲的余地，不至于成为自由沥青而泛油。更为优选的是木质素纤维，它的吸油量最大，防析漏效果最好。在上述任一方案中优选的是，所述新矿料包括玄武岩、安山岩、花岗岩中的一种或几种。添加的新矿料分为粗集料和细集料。玄武岩、安山岩、花岗岩属于粗集料，具有足够的强度、耐磨性、抗冻性、耐腐蚀性、抗冲击性、耐磨光性、抗破碎性、良好的粘附性。OGFC混合料具有较大的空隙率，这是基于含量较多的粗集料之间的嵌挤作用，而粗集料的嵌挤作用在很大程度上取决于粗集料石质的坚硬性、粗集料的颗粒形状和棱角性。在上述任一方案中优选的是，所述新矿料还包括机制砂。机制砂属于细集料，是由轧制砂石破碎得到的，表面比较粗糙，对提高残留马歇尔稳定度和动稳定度的效果明显。在上述任一方案中优选的是，所述矿粉包括石灰粉、消石灰、水泥中的一种或几种。矿粉是由石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经过磨细得到的。OGFC中的沥青吸附在矿粉的表面上形成油膜，然后与粗集料、细集料产生粘附作用。本发明的再生OGFC混合料的造价低、经济实用，充分利用了OGFC旧料的潜在价值，用旧料再生还原的OGFC混合料的功能效果与用新料制备的OGFC混合料的功能效果相同，甚至更好。本发明还提供一种再生OGFC混合料的制备方法，其按照先后顺序包括以下步骤：(1)将OGFC旧料、新矿料、高黏改性沥青分别进行加热；(2)将加热后的OGFC旧料、加热后的新矿料、纤维素进行拌和，边加热边拌和；(3)将加热后的高黏改性沥青加入步骤(2)中，进行拌和，边加热边拌和；(4)将矿粉加入步骤(3)中，继续进行拌和，边加热边拌和，形成再生OGFC混合料；(5)对再生OGFC混合料进行谢伦堡沥青析漏损失实验；(6)谢伦堡沥青析漏损失实验的结果小于等于0.1％，对再生OGFC混合料进行性能指标测试，性能指标测试满足要求，再生OGFC混合料制备完成；(7)性能指标测试中任一项不满足要求，调整高黏改性沥青和/或新矿料的添加量，重复步骤(2)-(6)；(8)谢伦堡沥青析漏损失实验的结果大于0.1％，调整纤维素的添加量，重复步骤(2)-(7)。优选的是，所述再生OGFC混合料中各组分的质量百分比为，OGFC旧料15-20％，纤维素0.1-0.3％，高黏改性沥青4-6％，矿粉2-6％，余量为新矿料。在上述任一方案中优选的是，所述步骤(1)中OGFC旧料的加热温度为120-130℃、加热时间为4-6h，这一加热温度和加热时间是经过大量实验得到的。如果加热温度低于120℃，则OGFC旧料中的沥青不能与添加的高黏改性沥青进行很好的融合；如果加热温度高于130℃，则OGFC旧料中的沥青会进一步老化。加热时间在4-6h的范围内时，才能保证OGFC旧料熔化均匀，便于后续与其他组分的拌和。在上述任一方案中优选的是，所述步骤(1)中新矿料和高黏改性沥青的加热温度为140-170℃。本发明经过大量实验得知，当加热温度为140-170℃时，才能保证新矿料和高黏改性沥青熔化均匀，便于后续与其他组分的拌和。在上述任一方案中优选的是，所述步骤(2)中OGFC旧料、新矿料、纤维素的拌和时间为30-40s。本发明经过大量实验得知，此步骤的拌和时间低于30s，则OGFC旧料、新矿料、纤维素不能很好的融合，若拌和时间高于40s，则OGFC旧料中的沥青会进一步老化。在上述任一方案中优选的是，所述步骤(3)中OGFC旧料、新矿料、纤维素、高黏改性沥青的拌和时间为50-60s。本发明经过大量实验得知，此步骤的拌和时间低于50s，则OGFC旧料、新矿料、纤维素、高黏改性沥青不能很好的融合，若拌和时间高于60s，则高黏改性沥青会有老化的倾向。在上述任一方案中优选的是，所述步骤(4)中OGFC旧料、新矿料、纤维素、高黏改性沥青、矿粉的拌和时间为90s。本发明经过大量实验得知，此步骤的拌和时间为90s时，OGFC旧料、新矿料、纤维素、高黏改性沥青、矿粉才能充分的融合，且高黏改性沥青不会老化。在上述任一方案中优选的是，所述纤维素包括木质素纤维、矿物纤维、聚合物化学纤维中的一种或几种。在上述任一方案中优选的是，所述新矿料包括玄武岩、安山岩、花岗岩中的一种或几种。在上述任一方案中优选的是，所述新矿料还包括机制砂。在上述任一方案中优选的是，所述性能指标包括空隙率、残留马歇尔稳定度、冻融劈裂强度比、动稳定度。本发明的再生OGFC混合料的制备方法操作简单、结果准确，充分利用了OGFC旧料的潜在价值，将其还原为再生OGFC混合料，进而降低了OGFC的造价，用旧料再生还原的OGFC混合料的功能效果与用新料制备的OGFC混合料的功能效果相同，甚至更好。附图说明图1为按照本发明的再生OGFC混合料的制备方法的工艺流程图。具体实施方式为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本发明。实施例一：以再生OGFC-13混合料及其制备方法为例。1、原材料的性能测试再生OGFC-13混合料中的旧料掺量为20％，旧料中含有矿料和高黏沥青；纤维素选用木质素纤维，其掺量为0.3％；矿粉选用石灰粉，其掺量为6％；高黏改性沥青的掺量为6％；新矿料选用玄武岩和机制砂；初拟油石比为6.5％。高黏改性沥青性能测试结果如表一所示，木质素纤维性能测试结果如表二所示，再生OGFC-13合成级配如表三所示。表一：高黏改性沥青性能测试结果表二：木质素纤维性能测试结果指标单位试验结果技术要求灰分含量％20.118±5，无挥发物pH值-7.57.5±1.0吸油率％5.0纤维质量的5.0±1.0倍含水率％3.0＜5％(以质量计)表三：再生OGFC-13合成级配根据我国行业测试标准对高黏改性沥青和木质素纤维的性能进行测试，测试结果均符合我国规范中的相应规定。2、再生OGFC-13混合料的制备方法如图1所示，再生OGFC-13混合料的制备方法，其按照先后顺序包括以下步骤：(1)将OGFC旧料在130℃的条件下加热6h，新矿料(玄武岩和机制砂)和高黏改性沥青在170℃的条件下也进行加热；(2)将加热后的OGFC旧料、加热后的新矿料、木质素纤维进行拌和，边加热边拌和，拌和时间为40s；(3)将加热后的高黏改性沥青加入其中，边加热边拌和，拌和时间为60s；(4)再将矿粉(石灰粉)加入其中，继续边加热边拌和，拌和时间为90s，即形成再生OGFC-13混合料；(5)对上述再生OGFC-13混合料进行谢伦堡沥青析漏损失实验，析漏损失为0.04％，满足析漏损失小于等于0.1％的要求，因此暂定再生OGFC-13混合料的油石比为6.5％，即木质素纤维的掺量确定为0.3％，然后对再生OGFC-13混合料进行试件成型和性能测试，测试结果如表四所示。表四：再生OGFC-13混合料性能测试结果再生OGFC-13混合料的测试试件的制备、性能测试方法等均符合国家行业标准，各项性能测试结果均符合我国规范中的相应规定，不需要进行组分含量的调整，因此再生OGFC-13混合料制备完成，其组分及各组分的质量百分比为：OGFC旧料20％、纤维素0.3％、矿粉6％、高黏改性沥青6％，余量为新矿料。纤维素为木质素纤维，矿粉为石灰粉，新矿料为玄武岩和机制砂，其中玄武岩为粗集料，机制砂为细集料。实施例二：以再生OGFC-20混合料及其制备方法为例。1、原材料的性能测试再生OGFC-20混合料中的旧料掺量为15％，旧料中含有矿料和高黏沥青；纤维素选用木质素纤维，其掺量为0.1％；矿粉选用消石灰，其掺量为2％；高黏改性沥青的掺量为4％；新矿料选用安山岩和机制砂；初拟油石比为5.5％。高黏改性沥青性能测试结果如表一所示，木质素纤维性能测试结果如表二所示，再生OGFC-20合成级配如表五所示。表五：再生OGFC-20合成级配根据我国行业测试标准对高黏改性沥青和木质素纤维的性能进行测试，测试结果均符合我国规范中的相应规定。2、再生OGFC-20混合料的制备方法如图1所示，再生OGFC-20混合料的制备方法，其按照先后顺序包括以下步骤：(1)将OGFC旧料在120℃的条件下加热4h，新矿料(安山岩和机制砂)和高黏改性沥青在140℃的条件下也进行加热；(2)将加热后的OGFC旧料、加热后的新矿料、木质素纤维进行拌和，边加热边拌和，拌和时间为30s；(3)将加热后的高黏改性沥青加入其中，边加热边拌和，拌和时间为50s；(4)再将矿粉(消石灰)加入其中，继续边加热边拌和，拌和时间为90s，即形成再生OGFC-20混合料；(5)对上述再生OGFC-20混合料进行谢伦堡沥青析漏损失实验，析漏损失为0.05％，满足析漏损失小于等于0.1％的要求，因此暂定再生OGFC-20混合料的油石比为6.0％，即木质素纤维的掺量确定为0.1％，然后对再生OGFC-20混合料进行试件成型和性能测试，测试结果如表六所示。表六：再生OGFC-20混合料性能测试结果再生OGFC-20混合料的测试试件的制备、性能测试方法等均符合国家行业标准，在各项性能测试结果中，冻融劈裂强度比为75.2％，不满足我国规范中该项性能测试大于等于80％的要求，因此需要通过调整高黏改性沥青和新矿料的添加量对再生OGFC-20混合料进行性能改善。3、再生OGFC-20混合料的性能改善将高黏改性沥青的掺量提高到4.5％，同时适当提高新矿料的添加量，初拟油石比提高到6.0％。重复再生OGFC-20混合料的制备过程，对制备后的混合料再次进行性能测试，测试结果如表七所示。表七：再生OGFC-20混合料性能测试结果由表七可知，当油石比调整到6.0％时，制备的再生OGFC-20混合料的各项性能测试结果均符合我国规范中的相应规定，因此再生OGFC-20混合料制备完成，其组分及各组分的质量百分比为：OGFC旧料15％、纤维素0.1％、矿粉2％、高黏改性沥青4.5％，余量为新矿料。纤维素为木质素纤维，矿粉为消石灰，新矿料为安山岩和机制砂，其中安山岩为粗集料，机制砂为细集料。实施例三：以再生OGFC-20混合料及其制备方法为例。再生OGFC-20混合料中的旧料掺量为15％，旧料中含有矿料和高黏沥青；纤维素选用木质素纤维，其掺量为0.1％；矿粉选用消石灰，其掺量为2％；高黏改性沥青的掺量为4％；新矿料选用安山岩和机制砂；初拟油石比为5.5％。原材料性能测试结果符合我国规范中的相应规定。再生OGFC-20混合料的制备方法、加热温度和时间、拌和时间、析漏损失结果、再生OGFC-20混合料性能测试结果等参数均与实施例二相同。其中，冻融劈裂强度比为75.2％，不满足我国规范中该项性能测试大于等于80％的要求，因此需要通过调整高黏改性沥青的添加量对再生OGFC-20混合料进行性能改善。将高黏改性沥青的掺量提高到5％，初拟油石比提高到6.0％。重复再生OGFC-20混合料的制备过程，对制备后的混合料再次进行性能测试，各项结果均符合我国规范中的相应规定，因此再生OGFC-20混合料制备完成，其组分及各组分的质量百分比为：OGFC旧料15％、纤维素0.1％、矿粉2％、高黏改性沥青5％，余量为新矿料。纤维素为木质素纤维，矿粉为消石灰，新矿料为安山岩和机制砂，其中安山岩为粗集料，机制砂为细集料。实施例四：以再生OGFC-13混合料及其制备方法为例。1、原材料的性能测试再生OGFC-13混合料中的旧料掺量为17％，旧料中含有矿料和沥青；纤维素的掺量为0.2％，选用木质素纤维和矿物纤维两种；矿粉的掺量为4％，选用石灰粉和消石灰两种；高黏改性沥青的掺量为5.5％；新矿料选用玄武岩、花岗岩和机制砂；初拟油石比为4.0％。根据我国行业测试标准对原材料进行测试，测试结果均符合我国规范中的相应规定。其中，高黏改性沥青性能测试结果如表一所示，木质素纤维性能测试结果如表二所示，再生OGFC-13合成级配如表三所示。2、再生OGFC-13混合料的制备方法如图1所示，再生OGFC-13混合料的制备方法，其按照先后顺序包括以下步骤：(1)将OGFC旧料在125℃的条件下加热5h，新矿料(玄武岩、花岗岩和机制砂)和高黏改性沥青在155℃的条件下也进行加热；(2)将加热后的OGFC旧料、加热后的新矿料、木质素纤维和矿物纤维进行拌和，边加热边拌和，拌和时间为35s；(3)将加热后的高黏改性沥青加入其中，边加热边拌和，拌和时间为55s；(4)再将矿粉(石灰粉和消石灰)加入其中，继续边加热边拌和，拌和时间为90s，即形成再生OGFC-13混合料；(5)对上述再生OGFC-13混合料进行谢伦堡沥青析漏损失实验，析漏损失为0.15％，不满足析漏损失小于等于0.1％的要求，因此需要通过调整纤维素的添加量对析漏损失进行改善，使其小于等于0.1％的要求。3、再生OGFC-13混合料的析漏损失改善将纤维素的添加量提高到0.25％，初拟油石比提高到4.5％。重复再生OGFC-13混合料的制备过程，并对其进行谢伦堡沥青析漏损失实验，析漏损失为0.08％，满足析漏损失小于等于0.1％的要求，因此暂定再生OGFC-13混合料的油石比为4.5％，即纤维素的掺量确定为0.25％，然后对再生OGFC-13混合料进行试件成型和性能测试。再生OGFC-13混合料的测试试件的制备、性能测试方法等均符合国家行业标准，各项性能测试结果均符合我国规范中的相应规定，不需要进行组分含量的调整，因此再生OGFC-13混合料制备完成，其组分及各组分的质量百分比为：OGFC旧料17％、纤维素0.25％、矿粉4％、高黏改性沥青5.5％，余量为新矿料。纤维素为木质素纤维和矿物纤维两种，矿粉为石灰粉和消石灰两种，新矿料为玄武岩、花岗岩和机制砂，其中玄武岩和花岗岩为粗集料，机制砂为细集料。实施例五：以再生OGFC-13混合料及其制备方法为例。再生OGFC-13混合料中的旧料掺量为17％，旧料中含有矿料和沥青；纤维素的掺量为0.2％，选用木质素纤维和矿物纤维两种；矿粉的掺量为4％，选用石灰粉和消石灰两种；高黏改性沥青的掺量为5.5％；新矿料选用玄武岩、花岗岩和机制砂；初拟油石比为4.0％。根据我国行业测试标准对原材料进行测试，测试结果均符合我国规范中的相应规定。再生OGFC-13混合料的制备方法、加热温度和时间、拌和时间、析漏损失结果等参数均与实施例四相同。其中，析漏损失为0.15％，不满足析漏损失小于等于0.1％的要求，因此需要通过调整纤维素的添加量对析漏损失进行改善，使其小于等于0.1％的要求。将纤维素的添加量提高到0.25％，初拟油石比提高到4.5％。重复再生OGFC-13混合料的制备过程，并对其进行谢伦堡沥青析漏损失实验，析漏损失为0.08％，满足析漏损失小于等于0.1％的要求，因此暂定再生OGFC-13混合料的油石比为4.5％，即纤维素的掺量确定为0.25％，然后对再生OGFC-13混合料进行试件成型和性能测试，其中测得的马歇尔稳定度为3.4KN，不满足我国规范中该项性能指标大于等于3.5KN的要求，因此需要通过调整高黏改性沥青的添加量对再生OGFC-13混合料进行性能改善。将高黏改性沥青的掺量提高到5.8％，初拟油石比提高到5.0％。重复再生OGFC-13混合料的制备过程，对制备后的混合料再次进行性能测试，各项结果均符合我国规范中的相应规定，因此再生OGFC-13混合料制备完成，其组分及各组分的质量百分比为：OGFC旧料17％、纤维素0.25％、矿粉4％、高黏改性沥青5.8％，余量为新矿料。纤维素为木质素纤维和矿物纤维两种，矿粉为石灰粉和消石灰两种，新矿料为玄武岩、花岗岩和机制砂，其中玄武岩和花岗岩为粗集料，机制砂为细集料。实施例六：以再生OGFC-20混合料及其制备方法为例。1、原材料的性能测试再生OGFC-20混合料中的旧料掺量为18％，旧料中含有矿料和高黏沥青；纤维素选用木质素纤维，其掺量为0.15％；矿粉选用消石灰，其掺量为5％；高黏改性沥青的掺量为5％；新矿料选用玄武岩和机制砂；初拟油石比为5.0％。2、再生OGFC-20混合料的制备方法如图1所示，再生OGFC-20混合料的制备方法，其按照先后顺序包括以下步骤：(1)将OGFC旧料在127℃的条件下加热5.5h，新矿料(玄武岩和机制砂)和高黏改性沥青在160℃的条件下也进行加热；(2)将加热后的OGFC旧料、加热后的新矿料、木质素纤维进行拌和，边加热边拌和，拌和时间为38s；(3)将加热后的高黏改性沥青加入其中，边加热边拌和，拌和时间为58s；(4)再将矿粉(消石灰)加入其中，继续边加热边拌和，拌和时间为90s，即形成再生OGFC-20混合料；(5)对上述再生OGFC-20混合料进行谢伦堡沥青析漏损失实验，析漏损失为0.06％，满足析漏损失小于等于0.1％的要求，因此暂定再生OGFC-20混合料的油石比为5.0％，即木质素纤维的掺量确定为0.15％，然后对再生OGFC-20混合料进行试件成型和性能测试，各项性能测试结果均符合我国规范中的相应规定，不需要进行组分含量的调整，因此再生OGFC-20混合料制备完成，其组分及各组分的质量百分比为：OGFC旧料18％、纤维素0.15％、矿粉5％、高黏改性沥青5％，余量为新矿料。纤维素为木质素纤维，矿粉为消石灰，新矿料为玄武岩和机制砂，其中玄武岩为粗集料，机制砂为细集料。本领域技术人员不难理解，本发明的再生OGFC混合料及其制备方法包括上述本发明说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。