本發(fā)明涉及再生瀝青混合料，尤其涉及一種基于生活污泥生物炭的改性再生瀝青混合料、制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、生活污泥作為生活污水處理的過程產(chǎn)物，濃縮匯集了生活污水中的30％～50％污染物，具有“污染”和“資源”的雙重屬性，生活污泥的安全處理處置與資源化一直是污水處理領(lǐng)域的國(guó)際研究熱點(diǎn)。生活污泥碳化技術(shù)是上世紀(jì)90年代在日本和歐美發(fā)展而來的生活污泥處理新技術(shù)，2008年以后中國(guó)也逐步開展了生活污泥碳化的技術(shù)研究。生活污泥經(jīng)碳化技術(shù)碳化后產(chǎn)生了大量的生活污泥生物炭，急需將其進(jìn)行資源化利用。

2、目前針對(duì)改性舊瀝青再生，再生劑無法修復(fù)其斷裂的c＝c雙鍵，其再生的目的是將改性舊瀝青中的基質(zhì)瀝青四組分比例調(diào)和到新瀝青的標(biāo)準(zhǔn)，致使sbs改性rap資源化應(yīng)用難度大，廠拌熱再生瀝青混合料也主要應(yīng)用于路面中、下面層中，在上面層應(yīng)用較少。

3、公開號(hào)為cn105017788a的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種利用生物炭改性瀝青及其混合料的方法，利用植物碳源制備生物炭改性劑，將生物炭摻入瀝青及其混合料中，制備生物炭改性瀝青及其混合料。雖然其提高了普通瀝青及混合料性能；但是，其并獲得改性再生瀝青混合料，也未針對(duì)rap的再生劑進(jìn)行探究，因而未實(shí)現(xiàn)rap的資源化，且其使用的生物炭并非生活污泥生物炭；因此，其并未基于生活污泥生物炭、再生劑和rap獲得高性能的再生瀝青混合料。

4、鑒于此，有必要提供一種基于生活污泥生物炭的改性再生瀝青混合料、制備方法及應(yīng)用，以解決或至少緩解如何基于生活污泥生物炭、松焦油基再生劑和rap獲得高性能的改性再生瀝青混合料的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的是提供一種基于生活污泥生物炭的改性再生瀝青混合料、制備方法及應(yīng)用，旨在解決如何基于生活污泥生物炭、松焦油基再生劑和rap獲得高性能的改性再生瀝青混合料的技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于生活污泥生物炭的改性再生瀝青混合料的制備方法，包括步驟：

3、s1，取加熱至150～170℃的新瀝青；取加熱至180～200℃的生活污泥生物炭、粗集料、細(xì)集料、礦粉；取加熱至110～130℃的rap；取加熱至50～80℃的松焦油基再生劑；

4、所述新瀝青、所述生活污泥生物炭、所述粗集料、所述細(xì)集料、所述礦粉、所述rap、所述松焦油基再生劑的質(zhì)量比為3～3.2：0.7～0.9：40～41：18.5～20：1～1.2：34～36：0.09～0.11；

5、按質(zhì)量百分比計(jì)，所述松焦油基再生劑包括：松焦油60～80％，增塑劑10～15％、增粘劑2～6％、軟化劑1～5％、降凝劑2～6％、分散劑2～6％；

6、s2，將所述rap與所述松焦油基再生劑在180～200℃的溫度下拌合，得第一拌合料；

7、s3，將所述生活污泥生物炭、所述新瀝青與所述第一拌合料在180～200℃的溫度下共同拌合，得第二拌合料；

8、s4，將所述粗集料、所述細(xì)集料、所述礦粉與所述第二拌合料在180～200℃的溫度下共同拌合，得所述改性再生瀝青混合料。

9、進(jìn)一步地，所述新瀝青為sbs改性瀝青，所述sbs改性瀝青中sbs的質(zhì)量占比為3.5～4.5％；所述rap中舊瀝青的質(zhì)量占比為4～5％，所述rap來源于路面上面層。

10、進(jìn)一步地，所述生活污泥生物炭由生活污泥碳化得到；所述生活污泥中有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量占比為40～60％；所述生活污泥生物炭的粒徑不大于100目篩網(wǎng)對(duì)應(yīng)的孔徑。

11、進(jìn)一步地，所述生活污泥生物炭中含有碳元素、氧元素、硅元素、鋁元素、鐵元素、鉀元素、鈣元素、磷元素、鎂元素、氮元素、氫元素、鈦元素、鈉元素、硫元素、錳元素。

12、進(jìn)一步地，所述增塑劑包括環(huán)氧大豆油，所述增粘劑包括c9石油樹脂，所述軟化劑包括廢塑料油，所述降凝劑包括聚甲基丙烯酸酯，所述分散劑包括丙烯酰胺。

13、進(jìn)一步地，所述松焦油包括松根與松枝在400～500℃下的裂解油。

14、進(jìn)一步地，所述松焦油基再生劑的獲取方式包括：

15、s21，將所述松焦油、所述軟化劑、所述降凝劑、所述分散劑在60～85℃的溫度下共同剪切，得第一處理物；

16、s22，將所述第一處理物、所述增塑劑、所述增粘劑在95～120℃的溫度下共同剪切，得所述松焦油基再生劑。

17、進(jìn)一步地，所述粗集料的粒徑具有兩檔，第一檔所述粗集料的粒徑為9.5～13.2mm，第二檔所述粗集料的粒徑為4.75～9.5mm，第一檔所述粗集料和第二檔所述粗集料的質(zhì)量比為15～30：20～35；所述細(xì)集料的粒徑小于4.75mm；所述礦粉包括石灰石礦粉。

18、本發(fā)明還提供了一種基于生活污泥生物炭的改性再生瀝青混合料，采用如上述任意所述的改性再生瀝青混合料的制備方法進(jìn)行制備。

19、本發(fā)明還提供了一種如上述任意所述的基于生活污泥生物炭的改性再生瀝青混合料在道路中的應(yīng)用。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

21、本發(fā)明基于生活污泥生物炭、松焦油基再生劑和rap獲得了高性能的改性再生瀝青混合料；本發(fā)明能夠大規(guī)模地消納生活污泥生物炭與rap，節(jié)約不可再生資源，降低瀝青路面建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)其高值高效資源化應(yīng)用，并減輕其對(duì)環(huán)境的影響。本發(fā)明采用松焦油替代抽出油，并結(jié)合環(huán)氧大豆油、c9石油樹脂、廢塑料油、聚甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺制備出性能優(yōu)異的環(huán)保型再生劑-松焦油基再生劑，能夠充分再生sbs改性舊瀝青中的重交瀝青；本發(fā)明中還采用生活污泥生物炭改性劑對(duì)sbs改性再生瀝青進(jìn)行改性，提升sbs改性再生瀝青混合料的性能，使其能更好地應(yīng)用于道路表面層；同時(shí)本發(fā)明中還對(duì)拌合工藝進(jìn)行了優(yōu)化，生活污泥生物炭與sbs改性瀝青先于礦料加入拌合鍋中，使松焦油基再生劑、舊瀝青與sbs改性瀝青能充分融合再生以及生活污泥生物炭對(duì)sbs改性再生瀝青能充分混合改性。

22、本發(fā)明中，生活污泥生物炭有別于常規(guī)生物碳，主要是由于生活污泥生物炭中不僅存在較大比重的c，還存在p、n、k、ca等營(yíng)養(yǎng)元素，并具有多孔、吸附性等特征，能夠針對(duì)性地對(duì)再生瀝青進(jìn)行改性。生活污泥生物炭作用于與松焦油基再生劑拌合后的rap，其能夠很好地吸附再生瀝青，并改善再生瀝青的性能。

23、本發(fā)明測(cè)試生活污泥生物炭與sbs改性再生瀝青混合料的相關(guān)指標(biāo)，相比同類型sbs改性再生瀝青混合料與全新改性瀝青混合料，基于生活污泥生物炭的改性再生瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂強(qiáng)度比、動(dòng)穩(wěn)定度均優(yōu)于sbs改性再生瀝青混合料，與全新改性瀝青混合料基本接近，表明生活污泥生物炭可以有效提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性能、抗車轍性能。

技術(shù)特征：

1.一種基于生活污泥生物炭的改性再生瀝青混合料的制備方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性再生瀝青混合料的制備方法，其特征在于，所述新瀝青為sbs改性瀝青，所述sbs改性瀝青中sbs的質(zhì)量占比為3.5～4.5％；所述rap中舊瀝青的質(zhì)量占比為4～5％，所述rap來源于路面上面層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性再生瀝青混合料的制備方法，其特征在于，所述生活污泥生物炭由生活污泥碳化得到；所述生活污泥中有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量占比為40～60％；所述生活污泥生物炭的粒徑不大于100目篩網(wǎng)對(duì)應(yīng)的孔徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性再生瀝青混合料的制備方法，其特征在于，所述生活污泥生物炭中含有碳元素、氧元素、硅元素、鋁元素、鐵元素、鉀元素、鈣元素、磷元素、鎂元素、氮元素、氫元素、鈦元素、鈉元素、硫元素、錳元素。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性再生瀝青混合料的制備方法，其特征在于，所述增塑劑包括環(huán)氧大豆油，所述增粘劑包括c9石油樹脂，所述軟化劑包括廢塑料油，所述降凝劑包括聚甲基丙烯酸酯，所述分散劑包括丙烯酰胺。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性再生瀝青混合料的制備方法，其特征在于，所述松焦油包括松根與松枝在400～500℃下的裂解油。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性再生瀝青混合料的制備方法，其特征在于，所述松焦油基再生劑的獲取方式包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性再生瀝青混合料的制備方法，其特征在于，所述粗集料的粒徑具有兩檔，第一檔所述粗集料的粒徑為9.5～13.2mm，第二檔所述粗集料的粒徑為4.75～9.5mm，第一檔所述粗集料和第二檔所述粗集料的質(zhì)量比為15～30：20～35；所述細(xì)集料的粒徑小于4.75mm；所述礦粉包括石灰石礦粉。

9.一種基于生活污泥生物炭的改性再生瀝青混合料，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的改性再生瀝青混合料的制備方法進(jìn)行制備。

10.一種如權(quán)利要求9所述的基于生活污泥生物炭的改性再生瀝青混合料在道路中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種基于生活污泥生物炭的改性再生瀝青混合料、制備方法及應(yīng)用；所述制備方法包括步驟：S1，取加熱至150～170℃的新瀝青，加熱至180～200℃的生活污泥生物炭、粗集料、細(xì)集料、礦粉，加熱至110～130℃的RAP，加熱至50～80℃的松焦油基再生劑；S2，將RAP與松焦油基再生劑在180～200℃下拌合，得第一拌合料；S3，將生活污泥生物炭、新瀝青與第一拌合料在180～200℃下共同拌合，得第二拌合料；S4，將粗集料、細(xì)集料、礦粉與第二拌合料在180～200℃下共同拌合，得改性再生瀝青混合料。本發(fā)明能夠基于生活污泥生物炭、松焦油基再生劑和RAP獲得高性能的改性再生瀝青混合料。

技術(shù)研發(fā)人員：李泉,李致瑤,吳超凡,向水生,曾永安,周藝,萬暑,程旻旻,蕭紅波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南云中再生科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6