本发明涉及一种沥青再生剂及其制备和使用方法，具体涉及一种沥青混合料的温拌再生剂及其制备和使用方法。
背景技术：
我国高等级公路大多以沥青路面为主，按照15年或20年的设计使用年限，国内大部分沥青路面已经进入维修养护高峰期，中修和大修养护频繁。
目前常用的维修方法是铣刨旧沥青面层后重新加铺新拌沥青混合料，或采用再生技术将废旧沥青混合料重复利用，将再生沥青混合料用于沥青路面的中下面层。废旧沥青路面再生是一种高效环保的建筑垃圾再利用技术，虽然废旧沥青混合料的路用性能达不到规范要求，但经过特殊处理，可将废旧沥青混合料重新利用。一是能降低新沥青和新集料的用量，减小沥青路面的维修养护费用和废旧rap处置费用；二是能有效避免因开采石料和处理废旧料对环境造成的污染，社会经济效益显著。
目前，我国废旧沥青混合料再生技术中应用最为普遍的是热再生技术。热再生就是将旧沥青路面翻挖后集中破碎，根据路面不同层次质量要求，将旧沥青混合料、再生剂、新沥青、新集料等按一定比例重新加热拌和成新的混合料，将其再次铺筑于沥青路面上。该技术相对成熟、质量相对稳定，但相比国外发达国家，我国热再生技术的发展相对滞后。尤其是由于缺乏高效再生剂，现有的部分温拌再生剂由轻质油分、醋酸乙烯酯共聚物、乳化沥青等材料配比而成，在拌和的过程中，当废旧rap加多了后，再生沥青混合料的拌和温度较高，直接导致路面易老化，路面质量不高；还有部分温拌再生剂由轻质油分、橡胶粉、高分子聚合物等材料配比而成，当废旧rap加多了后，再生沥青混合料的抗疲劳、抗开裂及水稳定性能会降低。以上两方面的原因导致再生沥青混合料中的废旧rap掺配比例有限，这样就直接导致热再生技术的再生利用率不高，相比国外尚有很大的差距。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种既能降低再生沥青混合料拌合温度，又能提高热再生沥青混合料耐久性和稳定性的温拌再生剂。
为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种沥青混合料的温拌再生剂，由以下质量份数的原材料配比而成：废机油20份～50份，石墨烯0.5份～5份，轻质油分20份～35份，纤维1份～2份，脱硫橡胶粉12份～18份，聚烯材料3份～6份以及甘油脂类材料5份～15份。
本方案的技术效果是：(1)降低拌和温度：废机油、轻质油分和甘油脂类材料的分子量较小，对沥青有稀释剂作用，因此，废机油、轻质油分和甘油脂类材料的加入会改变原沥青材料的组份，起到软化沥青的作用，使沥青分子间的粘连度降低，从而降低了再生沥青混合料的拌和温度，避免废旧rap产生高温老化，保障和改善了道路的铺筑质量，减少了后期维护及维护费用的产生。
(2)强韧作用：将石墨烯、纤维、聚烯材料和部分脱硫橡胶粉混合在再生沥青混合料中，能够与沥青浆料间形成网状结构，从而增强再生沥青混合料的黏韧性和柔韧性，同时石墨烯、纤维、聚烯材料和部分脱硫橡胶粉呈絮状，能够填充在再生沥青混合料的孔隙中，从而显著提高再生沥青混合料的水稳定性能、耐久性能、低温抗裂性能及抗疲劳性能，在保证路用性能的前提下加大了废旧rap的掺配比例，实现了废旧rap的重复利用，使废旧rap得到高效再生。
(3)本发明所用原材料大部分为工业废弃渣料及化工行业边角料，在充分利用工业渣料的同时实现了废旧rap的循环利用，社会经济效益十分显著，势必能大幅提高再生沥青混合料的稳定性能和耐久性能，提升再生沥青路面的使用寿命。
进一步的，该温拌再生剂由以下质量份数的原材料配比而成：废机油38份，石墨烯3份，轻质油分32份，纤维1份，脱硫橡胶粉13份，聚烯材料5份以及甘油脂类材料8份。本方案的技术效果是：在此质量份数的废机油、轻质油分和甘油脂类材料中，石墨烯、纤维、聚烯材料和脱硫橡胶粉能较好地填充在再生沥青混合料的孔隙中，从而提高了再生沥青混合料的低温抗裂性能及抗疲劳性能。
进一步的，该温拌再生剂由以下质量份数的原材料配比而成：废机油35份，石墨烯3份，轻质油分33份，纤维1.1份，脱硫橡胶粉13.3份，聚烯材料4.6份以及甘油脂类材料10份。本方案的技术效果是：此质量份数的原材料配比后，能显著提高再生沥青混合料的水稳定性能。
进一步的，该温拌再生剂由以下质量份数的原材料配比而成：废机油40份，石墨烯1份，轻质油分33份，纤维1份，脱硫橡胶粉12份，聚烯材料3份以及甘油脂类材料10份。本方案的技术效果是：废机油极大地降低了脱硫橡胶粉与沥青之间的粘连度，从而很好地降低了再生沥青混合料的拌和温度。
本发明的另一目的提供一种沥青混合料的温拌再生剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在60℃～80℃条件下，将废机油、石墨烯、轻质油分、甘油脂类材料和部分脱硫橡胶粉充分混合，冷却到常温制备成温拌再生剂；
步骤2：在80℃～110℃条件下，将纤维、聚烯材料和剩余脱硫橡胶粉充分混合，高温下浇筑到已成型好的磨具中，冷却到常温后制备成外壳呈固体的胶囊；
步骤3：将步骤1中制备的温拌再生剂装满胶囊内部空隙；
步骤4：将与胶囊成分相同的材料加热到80℃-90℃，对装有温拌再生剂的胶囊进行封装，冷却到常温后制备成温拌再生强韧剂。
本方案的技术效果是：将温拌再生剂以胶囊封装的形式进行储存，有助于温拌再生剂的运输，而且在使用温拌再生剂的时候，可将温拌再生强韧剂直接投放到混合料中进行拌和。
进一步的，步骤1中所述脱硫橡胶粉的质量占比为75％，步骤2中所述脱硫橡胶粉的质量占比为25％。
进一步的，步骤2中所述高温为110℃。
本发明还提供一种沥青混合料的温拌再生剂的使用方法，包括如下步骤：
步骤1：将温拌再生强韧剂直接投放到废旧rap中，预热到80～120℃；
步骤2：加入新沥青、新集料进行拌和，该温拌再生强韧剂充分弥散后即可发挥温拌再生作用。
本方案的技术效果是：将温拌再生强韧剂加入废旧rap中，预热后加入新沥青和新集料拌和即可，使用非常方便，而且拌和过程中采用干拌法施工，不仅利于沥青混合料的运输，还能节约工序，间接提高了废旧rap的拌和效率。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
实施例1：
一种沥青混合料的温拌再生剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在70℃条件下，将废机油38kg、石墨烯3kg、轻质油分32kg、甘油脂类材料8kg和脱硫橡胶粉10kg充分混合，冷却到常温制备成温拌再生剂；
步骤2：在95℃条件下，将纤维1kg、聚烯材料5kg和脱硫橡胶粉3kg充分混合，在110℃条件下浇筑到已成型好的磨具中，冷却到常温后制备成外壳呈固体的胶囊；
步骤3：将步骤1中制备的温拌再生剂装满胶囊内部空隙；
步骤4：将与胶囊成分相同的材料加热到85℃，对装有温拌再生剂的胶囊进行封装，冷却到常温后制备成温拌再生强韧剂。
本发明所述的一种沥青混合料的温拌再生剂的使用方法，包括如下步骤：
步骤1：将制备好的温拌再生强韧剂直接投放到废旧rap中，预热到100℃；
步骤2：加入新沥青、新集料进行拌和，该温拌再生强韧剂充分弥散后即可发挥温拌再生强韧作用。
实施例2：
与实施例1的不同之处在于：该沥青混合料的温拌再生剂的配比不同，在一种沥青混合料的温拌再生剂的制备方法中，步骤1中将废机油35kg、石墨烯3kg、轻质油分33kg、甘油脂类材料10kg和脱硫橡胶粉10kg充分混合，冷却到常温制备成温拌再生剂；步骤2中将纤维1.1kg、聚烯材料4.6kg和脱硫橡胶粉3.3kg充分混合，在110℃条件下浇筑到已成型好的模具中，冷却到常温后制备成外壳呈固体的胶囊。
实施例3：
与实施例1的不同之处在于：该沥青混合料的温拌再生剂的配比不同，在一种沥青混合料的温拌再生剂的制备方法中，步骤1中将废机油40kg、石墨烯1kg、轻质油分33kg、甘油脂类材料10kg和脱硫橡胶粉9kg充分混合，冷却到常温制备成温拌再生剂；步骤2中将纤维1kg、聚烯材料3kg和脱硫橡胶粉3kg充分混合，在110℃条件下浇筑到已成型好的磨具中，冷却到常温后制备成外壳呈固体的胶囊。
实施例4：
与实施例1的不同之处在于：该沥青混合料的温拌再生剂的配比不同，在一种沥青混合料的温拌再生剂的制备方法中，步骤1中将废机油20kg、石墨烯0.5kg、轻质油分20kg、甘油脂类材料5kg和脱硫橡胶粉9kg充分混合，冷却到常温制备成温拌再生剂；步骤2中将纤维1kg、聚烯材料3kg和脱硫橡胶粉3kg充分混合，在110℃条件下浇筑到已成型好的磨具中，冷却到常温后制备成外壳呈固体的胶囊。
实施例5：
与实施例1的不同之处在于：该沥青混合料的温拌再生剂的配比不同，在一种沥青混合料的温拌再生剂的制备方法中，步骤1中将废机油50kg、石墨烯5kg、轻质油分35kg、甘油脂类材料15kg和脱硫橡胶粉13.5kg充分混合，冷却到常温制备成温拌再生剂；步骤2中将纤维2kg、聚烯材料6kg和脱硫橡胶粉4.5kg充分混合，在110℃条件下浇筑到已成型好的磨具中，冷却到常温后制备成外壳呈固体的胶囊。
试验设计：
将上述实施例1生产出的温拌再生强韧剂a、实施例2生产出的温拌再生强韧剂b、实施例3生产出的温拌再生强韧剂c、实施例4生产出的温拌再生强韧剂d以及实施例5生产出的温拌再生强韧剂e分别加入废旧rap、新沥青和新集料中，制成5组再生沥青混合料试件备用；
同时准备对比试验组1(温拌再生剂由以下原材料配比而成：石墨烯3kg，轻质油分70kg，纤维1kg，脱硫橡胶粉13kg，聚烯材料5kg以及甘油脂类材料8kg)、对比试验组2(温拌再生剂由以下原材料配比而成：废机油38kg，轻质油分32kg，纤维2kg，脱硫橡胶粉15kg，聚烯材料5kg以及甘油脂类材料8kg)以及对比试验组3(温拌再生剂由以下原材料配比而成：废机油38kg，石墨烯3kg，轻质油分32kg，纤维9kg，聚烯材料10kg以及甘油脂类材料8kg)；并分别将对比试验组1中的温拌再生剂、对比试验组2中的温拌再生剂以及对比试验组3中的温拌再生剂加入废旧rap、新沥青和新集料中，制成3组再生沥青混合料试件备用。
其中，通过沥青混合料拌合对再生沥青混合料的拌和温度进行试验；同时通过冻融劈裂和浸水马歇尔对再生沥青混合料试件的水稳定性进行试验、通过小梁低温弯曲对再生沥青混合料试件的低温抗裂性能进行试验以及通过疲劳加载对再生沥青混合料试件的抗疲劳性能进行试验。
试验结果如下表所示：
对上述试验结果进行分析可知：1、温拌再生强韧剂c与温拌再生强韧剂a相比，由于温拌再生强韧剂c中废机油掺量较高，在加入废旧rap、新沥青和新集料混合的过程中，其拌和温度明显降低；对比试验组1与温拌再生强韧剂a相比，虽然对比试验组1中轻质油分掺量较高，但是由于对比试验组1中未掺入废机油，在加入废旧rap、新沥青和新集料混合的过程中，其拌和温度较高，由此可见，废机油是否加入直接影响再生沥青混合料的拌和温度。同时通过对比试验组1与温拌再生强韧剂a相比，虽然拌和温度升高，但是由于对比试验组1中轻质油分的掺量较高，其拌和温度只增加了5℃，由此可见轻质油分对拌和温度存在影响。
2、温拌再生强韧剂b和温拌再生强韧剂a中废机油、轻质油分以及甘油脂类材料与石墨烯、脱硫橡胶粉、纤维以及聚烯材料的比值相等，温拌再生强韧剂b在废旧沥青混合料掺配比高于温拌再生强韧剂a的情况下，拌和温度、稳定度、残留稳定度和破坏应变降幅不大，而且其中动稳定度反而提高了，说明温拌再生强韧剂能提高废旧沥青混合料掺配比例。
3、温拌再生强韧剂d中废机油、轻质油分以及甘油脂类材料与石墨烯、脱硫橡胶粉、纤维以及聚烯材料的比值小于温拌再生强韧剂c中废机油、轻质油分以及甘油脂类材料与石墨烯、脱硫橡胶粉、纤维以及聚烯材料的比值，其拌和温度升高了5℃；同时温拌再生强韧剂e和温拌再生强韧剂c中废机油、轻质油分以及甘油脂类材料与石墨烯、脱硫橡胶粉、纤维以及聚烯材料的比值相等，其拌和温度接近。由此可见废机油、轻质油分以及甘油脂类材料占温拌再生强韧剂的含量直接影响拌和温度。
4、通过对比试验组3与温拌再生强韧剂a相比，由于对比试验组3中未掺入脱硫橡胶粉，在加入废旧rap、新沥青和新集料混合的过程中，其拌和温度也升高了3℃，由此可见，脱硫橡胶粉对拌和温度也存在一定影响。
5、通过对比试验组2与温拌再生强韧剂a相比，由于对比试验组2未掺入石墨烯，在加入废旧rap、新沥青和新集料中制成试件后，其水稳定性能、低温抗裂性能和抗疲劳性能都相对很低；通过对比试验组3与温拌再生强韧剂a相比，由于对比试验组3未掺入脱硫橡胶粉，在加入废旧rap、新沥青和新集料中制成试件后，其水稳定性能、低温抗裂性能和抗疲劳性能都相对较低。由此证明石墨烯和脱硫橡胶粉是否加入将直接影响试件的水稳定性能、低温抗裂性能和抗疲劳性能。
6、对比试验组3中废机油、轻质油分以及甘油脂类材料与石墨烯、纤维以及聚烯材料的比值等于对比试验组1中轻质油分以及甘油脂类材料与石墨烯、纤维以及聚烯材料的比值，但是由于比试验组3中纤维和聚烯材料的掺量较对比试验组1多，所以加入废旧rap、新沥青和新集料中制成试件后，其水稳定性能、低温抗裂性能和抗疲劳性能均较对比试验组1好，由此可知，纤维和聚烯材料也对再生沥青混合料试件的水稳定性能、低温抗裂性能和抗疲劳性能有一定影响。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。