本发明涉及道路工程领域，具体涉及一种铣刨料再生薄层用再生剂及其制备方法和应用。
背景技术：
目前，大量公路进入养护维修期。现有技术养护维修的方式主要采用铣刨原有面层结构后加铺新的面层结构，在铣刨的同时产生铣刨料，即旧路面沥青混合料，每年维修产生的铣刨料超过数万吨，并呈逐年上升趋势。为了避免铣刨料污染环境，占用土地资源，也为了对不可再生资源进行再次利用，需要对铣刨料进行科学再利用。铣刨料中含有石油沥青和集料等不可再生资源，虽然沥青存在性能衰减，但仍可以通过科学的方式对其进行回收利用。
薄层罩面是近年来出现的路面养护维修新技术，薄层罩面是指在原有路面基础结构上铺筑0.7-2.0cm厚的磨耗层，从而延长道路使用寿命，起到维修养护的作用。将铣刨料用于薄层罩面不但可以实现了不可再生资源的二次利用，变废为宝，还可以节约工程造价。但薄层罩面由于其较薄的铺筑厚度，需要具有较高的弹性和柔性，直接使用铣刨料不能满足薄层罩面的需求，因此需要外加材料进行调整。
中国专利cn106567307b提出了一种采用固态颗粒状再生剂生产沥青再生料的施工方法，固态颗粒再生剂与铣刨料按材料配比在常温下混合，混合后按一定重量装进可高温溶解的包装袋中，然后将装有固态颗粒再生剂与铣刨料的包装袋送入加热设备中加热融化，得到合格的再生沥青混合料。然而，上述专利在制备再生沥青混合料时，固态颗粒不能保证与旧沥青混合均匀，如果提高拌合温度将使沥青出现二次老化，不利于沥青路面的耐久性。
中国专利cn104177850b提出了一种复合温拌再生剂及其制备方法，是由脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、蔗糖酯中的一种或者几种，精制润滑油时的抽出油、润滑油、机油、重油中的一种或者几种拌合均匀得到的。然而，上述专利在生产拌合过程中，仍需在较高温度下完成，易出现二次老化，同时再生沥青及混合料性能不能满足薄层罩面的需求。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有效降低沥青的粘度，提高混溶速度，有效改善旧沥青的三大指标，防止在生产拌合过程中沥青出现进一步老化的铣刨料再生薄层用再生剂及其制备方法和应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种铣刨料再生薄层用再生剂，该再生剂的原料包括以下质量份组分：沥青100份、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物3-8份、聚碳酸酯二醇2-5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.5-2份、橡胶油50-100份。
进一步地，所述的沥青的针入度为40-100dmm的石油沥青。
进一步地，所述的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的数均分子量为31-40万，sebs结构为星型，断裂伸长率≥500％。
进一步地，所述的聚碳酸酯二醇的相对分子量为1800-2200，熔点为50-57℃。
进一步地，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠未硫化物含量≤2％，生物降解度≥90％。
进一步地，所述的橡胶油为石油橡胶油，具体包括环烷基橡胶油或芳烃基橡胶油中的一种或多种。
本发明的原理是，通过脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠组分的引入，使沥青中疏水基团非极性烃链的界面状态发生变化，提高了沥青大分子之间的表面活性，从而降低旧沥青粘度，改善了施工和易性。此外加入聚碳酸酯二醇，利用其含有大量的酯基和碳酸酯基，高耐热性、高抗氧化性的特点，使沥青在拌合高温条件下不易出现二次老化的情况，保障沥青性能不再出现严重衰减。与此同时，沥青老化后轻质组分挥发或向沥青质转移，打破了原有的胶体结构平衡，导致沥青质增多，本发明通过加入橡胶油调节沥青化学组分的方法，改善了由于老化沥青中大分子增加、小分子减少的状态。此外橡胶油在旧沥青中起到了溶解剂的作用，降低了旧沥青的粘度，改善了混合料的施工性能，同时生成了新的稳定胶体结构，从而实现旧沥青的再生。苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物及沥青的加入解决了铣刨料中沥青含量较低，不能满足薄层罩面性能需求的问题，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物在沥青中形成空间网状结构，极大的提高了沥青的弹性和韧性，使再生沥青混合料的路用性能更加卓越。
一种如上所述的铣刨料再生薄层用再生剂的制备方法，该方法为：按质量份，将沥青加热，然后加入苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物先搅拌，再加入聚碳酸酯二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和橡胶油再搅拌，得到铣刨料再生薄层用再生剂。
进一步地，所述的加热温度为160-180℃，所述的先搅拌的时间为60-90min，所述的再搅拌的时间为40-60min。
一种如上所述的铣刨料再生薄层用再生剂的应用，该再生剂应用在路面养护中，具体应用方法包括以下步骤：
(1)将铣刨料加热，再将再生剂直接加入铣刨料中，并进行搅拌混合，得到再生薄层沥青混合料；
(2)将再生薄层沥青混合料运至工作区，进行摊铺、压实作业形成薄层罩面，待薄层罩面冷却至50℃以下即完成路面养护。
进一步地，所述的加热温度为100-140℃，所述的再生剂的质量占铣刨料的2-4％，所述的搅拌混合的时间为40-80s。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明再生剂添加的科学组分，降低了老化沥青中沥青质和胶质的溶解度差，分散溶解了过多的沥青质，重新调和了沥青组分，生成了新的稳定胶体结构，同时改善了沥青表面活性，提高了新旧沥青的混溶速度，也避免了沥青在生产拌合过程中可能发生的再次老化；
(2)铣刨料再生薄层用再生剂在兼顾再生旧沥青的同时，提高了沥青含量，也提升了沥青的性能，使再生沥青混合料能够满足薄层罩面的需求；
(3)薄层用再生剂的加入有效地利用了铣刨料中不可再生的沥青和集料，减少了废气排放，同时降低了工程成本。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下各个实施例中所用沥青为基质sk70#，所用铣刨料由上海某高速公路大中修工程面层铣刨得到，旧沥青是由铣刨料抽提得到，抽提方法采用旋转蒸馏法。沥青的针入度为40-100dmm的石油沥青。苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的数均分子量为31-40万，sebs结构为星型，断裂伸长率≥500％。聚碳酸酯二醇的相对分子量为1800-2200，熔点为50-57℃。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠未硫化物含量≤2％，生物降解度≥90％。橡胶油为石油橡胶油，具体包括环烷基橡胶油或芳烃基橡胶油中的一种或多种。
实施例1
本实施例的铣刨料再生薄层用再生剂由以下比例组成：沥青100份，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物6份，聚碳酸酯二醇4份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1.5份，橡胶油80份。
按上述比例将苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物加入到170℃的沥青中，搅拌60min后，按上述比例加入聚碳酸酯二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、橡胶油搅拌40min，得到铣刨料再生薄层用再生剂。
将50质量份再生剂与50质量份旧沥青在120℃条件下搅拌60s得到再生沥青，技术指标如表1所示。
将再生剂按3％的质量比例直接加入铣刨料(铣刨料提前加热到120℃)，并进行拌合60s，从而得到再生薄层沥青混合料，按规范成型试件，测试技术指标如表2所示。
实施例2
本实施例的铣刨料再生薄层用再生剂由以下比例组成：沥青100份，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物3份，聚碳酸酯二醇2份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.5份，橡胶油50份。
按上述比例将苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物加入到170℃的沥青中，搅拌60min后，按上述比例加入聚碳酸酯二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、橡胶油搅拌40min，得到铣刨料再生薄层用再生剂。
将50质量份再生剂与50质量份旧沥青在120℃条件下搅拌60s得到再生沥青，技术指标如表1所示。
将再生剂按3％的质量比例直接加入铣刨料(铣刨料提前加热到120℃)，并进行拌合60s，从而得到再生薄层沥青混合料，按规范成型试件，测试技术指标如表2所示。
沥青100份、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物3-8份、聚碳酸酯二醇2-5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.5-2份、橡胶油50-100份。
实施例3
本实施例的铣刨料再生薄层用再生剂由以下比例组成：沥青100份，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物8份，聚碳酸酯二醇5份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠2份，橡胶油100份。
按上述比例将苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物加入到170℃的沥青中，搅拌60min后，按上述比例加入聚碳酸酯二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、橡胶油搅拌40min，得到铣刨料再生薄层用再生剂。
将50质量份再生剂与50质量份旧沥青在120℃条件下搅拌60s得到再生沥青，技术指标如表1所示。
将再生剂按3％的质量比例直接加入铣刨料(铣刨料提前加热到120℃)，并进行拌合60s，从而得到再生薄层沥青混合料，按规范成型试件，测试技术指标如表2所示。
对比例1
本实施例的铣刨料再生薄层用再生剂由以下比例组成：沥青100份，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物6份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1.5份，橡胶油80份。
按上述比例将苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物加入到170℃的沥青中，搅拌60min后，按上述比例加入聚碳酸酯二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、橡胶油搅拌40min，得到铣刨料再生薄层用再生剂。
将50质量份再生剂与50质量份旧沥青在120℃条件下搅拌60s得到再生沥青，技术指标如表1所示。
将再生剂按3％的质量比例直接加入铣刨料(铣刨料提前加热到120℃)，并进行拌合60s，从而得到再生薄层沥青混合料，按规范成型试件，测试技术指标如表2所示。
对比例2
本实施例的铣刨料再生薄层用再生剂由以下比例组成：沥青100份，聚碳酸酯二醇4份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1.5份，橡胶油80份。
将沥青加热到120℃，按上述比例加入聚碳酸酯二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、橡胶油搅拌40min，得到铣刨料再生薄层用再生剂。技术指标如表1所示。
将50质量份再生剂与50质量份旧沥青在120℃条件下搅拌60s得到再生沥青，技术指标如表1所示。
将再生剂按3％的质量比例直接加入铣刨料(铣刨料提前加热到120℃)，并进行拌合60s，从而得到再生薄层沥青混合料，按规范成型试件，测试技术指标如表2所示。
对比例3
本实施例的铣刨料再生薄层用再生剂由以下比例组成：沥青100份，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物6份，聚碳酸酯二醇4份，橡胶油80份。
按上述比例将苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物加入到170℃的沥青中，搅拌60min后，按上述比例加入聚碳酸酯二醇、橡胶油搅拌40min，得到铣刨料再生薄层用再生剂。将50质量份再生剂与50质量份旧沥青在120℃条件下搅拌60s得到再生沥青，技术指标如表1所示。
将再生剂按3％的质量比例直接加入铣刨料(铣刨料提前加热到120℃)，并进行拌合60s，从而得到再生薄层沥青混合料，按规范成型试件，测试技术指标如表2所示。
对比例4
本实施例的铣刨料再生薄层用再生剂由以下比例组成：沥青100份，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物6份，聚碳酸酯二醇4份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1.5份。
按上述比例将苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物加入到170℃的沥青中，搅拌60min后，按上述比例加入聚碳酸酯二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠搅拌40min，得到铣刨料再生薄层用再生剂。将50质量份再生剂与50质量份旧沥青在120℃条件下搅拌60s得到再生沥青，技术指标如表1所示。
将再生剂按3％的质量比例直接加入铣刨料(铣刨料提前加热到120℃)，并进行拌合60s，从而得到再生薄层沥青混合料，按规范成型试件，测试技术指标如表2所示。
对比例5
本实施例的铣刨料再生薄层用再生剂由以下比例组成：沥青100份，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物6份，聚碳酸酯二醇4份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1.5份，橡胶油80份。
按上述比例将苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物加入到170℃的沥青中，搅拌60min后，按上述比例加入聚碳酸酯二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、橡胶油搅拌40min，得到铣刨料再生薄层用再生剂。技术指标如表1所示。
将50质量份再生剂与50质量份旧沥青在120℃条件下搅拌60s得到再生沥青，技术指标如表1所示。
将再生剂按3％的质量比例直接加入铣刨料(铣刨料提前加热到120℃)，并进行拌合60s，从而得到再生薄层沥青混合料，按规范成型试件，测试技术指标如表2所示。
表1再生沥青与旧沥青性能测试结果
表2沥青混合料性能测试结果
对比例1与实施例1相比，由于缺少聚碳酸酯二醇，再生沥青及混合料在加热过程出现了老化，路用性能下降；对比例2与实施例1相比，由于缺少苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，再生沥青中没有形成空间网状结构，并没有恢复沥青的弹性和韧性，路用性能下降；对比例3与实施例1相比，由于缺少脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，再生剂分子表面活性降低，旧沥青和再生剂拌和不均匀，路用性能下降；对比例4与实施例1相比，由于缺少橡胶油，旧沥青粘度较大，也未补充其胶体结构，路用性能下降；对比例5与实施例1相比，由于再生剂用量不足，再生效果不充分，路用性能下降。
由以上检测结果可见，实施例制备的再生沥青的粘度值明显降低，针入度和延度均有明显提高，软化点降低。本发明所述的再生剂的添加，改变了旧沥青的粘温曲线，有效的降低了旧沥青的粘度，提高了施工和易性，同时，再生剂的加入使得旧沥青针入度和延度均有明显提高，达到了再生的目的，且效果显著。混合料性能指标表明，合理比例的再生剂的添加，可以使混合料性能满足薄层罩面性能需求，实现了对铣刨料的有效再利用。冻融劈裂强度比高表明沥青混合料抗水损性能好，飞散损失低表示抗松散性能好，疲劳次数多表明疲劳性能好，优良的抗水损性能、抗松散性能、抗疲劳性能是薄层沥青混合料路用性能的关键。综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。