本发明属于沥青材料领域,具体地涉及一种抗裂型再生沥青混合料及制备方法。
背景技术:
1、随着道路建设和维护的不断发展,对于高性能、环保型的路面材料的需求也日益增长,而传统的沥青路面材料在长期使用过程中,容易受到环境、交通载荷等因素的影响,出现龟裂、坑槽等损坏,导致路面的使用寿命缩短。沥青路面再生利用技术主要对旧沥青路面进行翻挖、回收、加热、破碎和筛分,再与新沥青、新集料和再生剂混合,重新铺筑为路面。沥青混合料再生技术则是对不满足使用要求的沥青混合料路面废料进行处理后再利用。根据工艺和技术条件,沥青混合料的再生主要有两种技术途径。再生沥青混合料,即rap,是将旧沥青路面经过一系列处理后,与再生剂、新沥青材料和新集料混合而成的材料。对废旧沥青的再生不仅能节约大量沥青、砂石等原材料,降低工程投资,还有助于废料处理和环境保护,因此具有显著的经济效益和社会、环境效益。
2、现有技术中,经检索,中国专利公开号为cn115073061a的发明专利,公开了一种再生沥青混合料及其制备方法,采用不饱和聚酯(upe)树脂、环氧大豆油丙烯酸酯(aeso)与过氧化苯甲酸叔丁酯(tbpb)复配制备再生剂,而后在再生沥青混合料的制备过程中加入再生剂进行增强,具有很好的力学性能、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性。但该再生沥青混合料在实际应用中不饱和聚酯树脂会发生氧化反应,导致再生剂的性能下降,且环境影响导致混合料在长期使用或暴露于恶劣环境条件下时出现裂缝和损坏。
技术实现思路
1、本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种抗裂型再生沥青混合料及制备方法。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种抗裂型再生沥青混合料,按重量份计包括以下原料:废旧沥青30-40份、再生剂5-10份、乳化剂1-3份和纤维0.01-0.03份。
4、优选地,按重量份计包括以下原料:废旧沥青30-35份、再生剂8-10份、乳化剂2份和纤维0.01份。
5、进一步地,所述废旧沥青采用路面铣刨料和废旧沥青路面料,粒径为15-20mm。
6、进一步地,所述再生剂包括以下步骤制得:
7、将生物基材料进行破碎、干燥预处理操作,将硫代酸酯与生物基材料进行混合,置入聚四氟乙烯衬里反应釜中,控制温度为180-200℃,反应4-6h,制备硫代酸酯改性生物基材料,滴加二氧化硅悬浮液与改性生物基材料混合均匀,以5℃/min的速率升温至250-270℃,继续反应6-10h,制备硫代酸酯改性生物基材料负载二氧化硅,即再生剂。
8、所述乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯烷基酚醚、十六烷基三甲基氯化铵和十二烷基二甲基甜菜碱的一种或多种。
9、所述纤维为玄武岩纤维。
10、进一步地,生物基材料包括植物油渣、废弃食用油和动物脂肪的一种或多种。
11、所述二氧化硅悬浊液的固含量≤60wt%,二氧化硅悬浊液按重量份计包括以下原料:二氧化硅粉10-20份、聚醚醚酮1-3份和乙醇20-50份,二氧化硅粉的粒径为100-200μm。
12、所述生物基材料、硫代酸酯和二氧化硅悬浮液的质量比为(20-30):(8-10):(15-17)。
13、根据本发明的另一方面,提供了一种抗裂型再生沥青混合料的制备方法,包括以下步骤:
14、将废旧沥青、再生剂、乳化剂和纤维按照所述的重量份进行混合,对混合物进行冷却,然后进行后续加工。
15、本发明的有益效果:
16、1、本发明技术方案中,通过硫代酸酯改性生物基材料负载二氧化硅形成三相复合互穿网络结构,增强与沥青的相容性和结合力,使得再生剂在混合料中能够更好地发挥增强作用,提高混合料的整体强度和稳定性。
17、2、本发明技术方案中,硫代酸酯改性生物基材料具有较高的柔韧性和延展性,可以有效地吸收和分散外部荷载产生的应力,从而阻止裂纹的产生和扩展,特别是在受到温度变化、水分侵蚀和交通荷载等复杂环境因素的影响时。
18、3、本发明技术方案中,二氧化硅的引入增加混合料的密实性和抗老化性能,有效地阻止水分、氧气和其他有害物质的渗透,能够长期保持良好的使用性能。
19、4、本发明技术方案中,硫代酸酯改性生物基材料和二氧化硅的协同作用使得再生剂具有较好的变形恢复能力。当混合料受到外部荷载的作用而发生变形时,再生剂能够有效地分散应力并吸收能量,一旦外部荷载消失,它能够促使混合料恢复原状,减少残余变形的产生。
20、5、本发明技术方案中,通过使用生物基材料作为再生剂的一部分,可以降低对石油资源的依赖,减少混合料的碳足迹。此外,再生剂的制备过程中利用了废弃物和副产品,实现了资源的循环利用,符合可持续发展的理念。
1.一种抗裂型再生沥青混合料,其特征在于,按重量份计包括以下原料:废旧沥青30-40份、再生剂5-10份、乳化剂1-3份和纤维0.01-0.03份。
2.根据权利要求1所述的一种抗裂型再生沥青混合料,其特征在于,按重量份计包括以下原料:废旧沥青30-35份、再生剂8-10份、乳化剂2份和纤维0.01份。
3.根据权利要求1或2所述的一种抗裂型再生沥青混合料及制备方法,其特征在于,废旧沥青采用路面铣刨料和废旧沥青路面料,粒径为15-20mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种抗裂型再生沥青混合料,其特征在于,再生剂包括以下步骤制得:
5.根据权利要求1或2所述的一种抗裂型再生沥青混合料,其特征在于,乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯烷基酚醚、十六烷基三甲基氯化铵和十二烷基二甲基甜菜碱的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的一种抗裂型再生沥青混合料,其特征在于,纤维为玄武岩纤维。
7.根据权利要求4所述的一种抗裂型再生沥青混合料,其特征在于,生物基材料包括植物油渣、废弃食用油和动物脂肪的一种或多种。
8.根据权利要求4所述的一种抗裂型再生沥青混合料,其特征在于,二氧化硅悬浊液的固含量≤60wt%,二氧化硅悬浊液按重量份计包括以下原料:二氧化硅粉10-20份、聚醚醚酮1-3份和乙醇20-50份,二氧化硅粉的粒径为100-200μm。
9.根据权利要求4所述的一种抗裂型再生沥青混合料,其特征在于,生物基材料、硫代酸酯和二氧化硅悬浮液的质量比为(20-30):(8-10):(15-17)。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种抗裂型再生沥青混合料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
