專利名稱：路面瀝青再生劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域中廢棄物再利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
早期修建的許多公路使用期早已超過(guò)了它們的設(shè)計(jì)使用年限，隨著交通量和車輛荷載的不斷增長(zhǎng)，公路處于超負(fù)荷工作狀態(tài)，路面破壞日趨嚴(yán)重。路面改建和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中產(chǎn)生的廢舊瀝青混合料的數(shù)量越來(lái)越多，每年有幾百萬(wàn)平方米的路面需要銑刨，產(chǎn)生舊瀝青混合料廢棄量將達(dá)到每年220萬(wàn)噸之巨，如能加以利用，每年可節(jié)省材料費(fèi)3.5億人民幣，而這個(gè)數(shù)字是以每年15％的速度增長(zhǎng)的。10年以后，瀝青路面的大、中修產(chǎn)生的舊瀝青混合料將達(dá)到1000萬(wàn)噸，屆時(shí)通過(guò)再生利用每年可節(jié)約材料費(fèi)15億元。我國(guó)高等級(jí)道路優(yōu)質(zhì)瀝青供不應(yīng)求，進(jìn)口瀝青年均增加約10％，進(jìn)口瀝青占瀝青使用比例已達(dá)到20％以上，近年隨著國(guó)際原油價(jià)格的上漲，瀝青價(jià)格一路攀升，在工程造價(jià)中占有很大比例。由于瀝青難以降解，利用深埋的辦法處理瀝青混凝土舊料對(duì)環(huán)境造成極大污染；如果廢棄于公路兩側(cè)，將會(huì)占用土地和對(duì)公路的邊坡和綠化造成損害，對(duì)地下水造成長(zhǎng)期的危害。
瀝青的老化是指瀝青從煉油廠被煉制出來(lái)后，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、施工和使用過(guò)程中，由于長(zhǎng)時(shí)間的暴露在空氣中，在環(huán)境因素如受熱、氧氣、陽(yáng)光和水的作用下，發(fā)生一系列的揮發(fā)、氧化、聚合，乃至瀝青內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，同時(shí)發(fā)生性質(zhì)變化，導(dǎo)致路用性能劣化的過(guò)程。瀝青從化學(xué)成分的角度上看，常用四組分分析方法來(lái)表達(dá)其結(jié)構(gòu)組成，即飽和分、芳香分、膠質(zhì)分和瀝青質(zhì)。瀝青老化的整個(gè)過(guò)程就是芳香分→膠質(zhì)→瀝青質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程，此化學(xué)反應(yīng)過(guò)程是不可逆的。于是隨著時(shí)間的推移，瀝青中瀝青質(zhì)越來(lái)越多，而瀝青質(zhì)含量對(duì)瀝青的流變性質(zhì)(主要是粘彈性)有很大影響，隨著瀝青質(zhì)含量的增加，瀝青變會(huì)出現(xiàn)粘度增大，針入度下降等特征。同時(shí)，理論和試驗(yàn)均顯示瀝青的延度主要取決于芳香分的含量，隨著其含量的減少而減少，故老化瀝青的延度較低。
目前有一些采用石油工業(yè)生產(chǎn)出的輕質(zhì)油如潤(rùn)滑油、柴油、機(jī)油、減五油等或者它們的混合物，一些省份用此再生劑鋪筑了許多再生路面。但是只用輕質(zhì)油分來(lái)再改性舊料，實(shí)踐證明效果并不是很好。首先，輕質(zhì)油分在自然界風(fēng)、熱、光等的作用下極易揮發(fā)，其中芳香分易于發(fā)生氧化、縮合、共聚等反應(yīng)，分子量會(huì)很快變大。所以加入的油分并不能長(zhǎng)期穩(wěn)定的存在于瀝青中，對(duì)混合料性能的改善也只是一個(gè)短期行為。油分與瀝青質(zhì)的溶度參數(shù)相差較大，加入油分后雖能起到降粘的作用，并不能保證形成穩(wěn)定的高分子濃溶液。所以，用輕油再生的舊瀝青混合料其自身的抗老化性能較差，用此混合料鋪成的再生瀝青路面，有效服務(wù)期較短，一般2年左右就又趨于老化。
技術(shù)內(nèi)容為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種瀝青再生技術(shù)通過(guò)重復(fù)利用瀝青混合料，并且加入低粘度油料進(jìn)行調(diào)配，使調(diào)配后的再生瀝青具有適合的粘度和所需要的路用性質(zhì)的路面瀝青再生劑。
本發(fā)明的配方是(重量份)軟化劑 20～40增塑劑 1～5松節(jié)油 1～5瀝青輕分活性劑 55～70本發(fā)明所述軟化劑指負(fù)10號(hào)柴油和重質(zhì)機(jī)械油70號(hào)混合劑，其比例是6∶4。
本發(fā)明所述增塑劑是指鄰苯二甲酸二丁酯。
本發(fā)明所述的瀝青輕組分活性劑是指芳香基橡膠油KA120、芳香基橡膠油KA160中的一種。
本發(fā)明路面瀝青再生劑的配制方法是首先在常溫下將負(fù)10號(hào)柴油與70號(hào)重質(zhì)機(jī)械油按6∶4的比例攪拌均勻，配制成軟化劑；再將瀝青輕組分活性劑在70～90℃條件下調(diào)節(jié)，加入到軟化劑中，邊加邊攪拌；在不停止攪拌的條件下，加入松節(jié)油和鄰苯二甲酸二丁酯，全部加入后，繼續(xù)攪拌10分鐘，冷卻至室溫即可。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、本發(fā)明通過(guò)重復(fù)利用瀝青混合料，防止瀝青混凝土廢料對(duì)棄置場(chǎng)所及其周邊環(huán)境的污染，同時(shí)通過(guò)減少石料的開(kāi)采，能有效保護(hù)林地，維護(hù)自然景觀和生態(tài)環(huán)境。
2、在舊瀝青中，或者加入某種組分的低粘度油料(即再生劑)，進(jìn)行調(diào)配，使調(diào)配后的再生瀝青具有適合的粘度和所需要的路用性質(zhì)，以滿足筑路要求。
3、調(diào)節(jié)舊瀝青的粘度添入再生劑使舊瀝青過(guò)高的粘度降低，達(dá)到瀝青所需的粘度；使脆硬的舊瀝青混合料軟化，以便在機(jī)械和熱的作用下充分分散，和新瀝青、新集料均勻混合。
4、改善瀝青流變性質(zhì)再生劑滲入舊混合料中和舊瀝青充分交融，使在老化過(guò)程中凝聚起來(lái)的瀝青質(zhì)重新溶解分散，調(diào)節(jié)瀝青膠體結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到改善瀝青流變性質(zhì)的目的。
5、增加瀝青延度舊瀝青老化，突出的問(wèn)題是延度下降，添入再生劑后，可以使瀝青的延度提高，從而改善其使用性能。
6、添加損失的芳香分瀝青老化，損失的輕組分中，芳香分是瀝青中的活性成分。芳香分具有溶解和分散瀝青質(zhì)的能力。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的配方是(重量份)軟化劑 20～40增塑劑 1～5松節(jié)油 1～5瀝青輕分活性劑 55～70本發(fā)明所述的軟化劑指負(fù)10號(hào)柴油和重質(zhì)機(jī)械油70號(hào)混合劑，其比例是6∶4。
本發(fā)明所述的增塑劑是指鄰苯二甲酸二丁酯。
本發(fā)明所述的瀝青輕組分活性劑是指芳香基橡膠油KA120、芳香基橡膠油KA160中的一種。
本發(fā)明路面瀝青再生劑的配制方法是首先在常溫下將負(fù)10號(hào)柴油與70號(hào)重質(zhì)機(jī)械油按6∶4的比例攪拌均勻，配制成軟化劑；再將瀝青輕組分活性劑在70～90℃條件下調(diào)節(jié)，加入到軟化劑中，邊加邊攪拌；在不停止攪拌的條件下，加入松節(jié)油和鄰苯二甲酸二丁酯，全部加入后，繼續(xù)攪拌10分鐘，冷卻至室溫即可。
實(shí)施例1取軟化劑20份、增塑劑1份、松節(jié)油1份、瀝青輕分活性劑55份配制，其配制方法是首先在常溫下將負(fù)10號(hào)柴油與70號(hào)重質(zhì)機(jī)械油按6∶4的比例攪拌均勻，配制成軟化劑。由于在常溫下芳香基橡膠油為難于流動(dòng)的粘稠液體，所以將芳香基橡膠油在70～90℃條件下調(diào)節(jié)成可流動(dòng)的粘稠的液體，調(diào)節(jié)過(guò)程中不可以使用明火調(diào)節(jié)，然后加入到攪拌均勻的軟化劑中，邊加邊攪拌，攪拌速度為60轉(zhuǎn)/分。在不停止攪拌的條件下，加入松節(jié)油和鄰苯二甲酸二丁酯，全部加入后，繼續(xù)攪拌10分鐘，冷卻至室溫即可。
實(shí)施例2取軟化劑30份、增塑劑2份、松節(jié)油3份、瀝青輕分活性劑65份配制，其配制方法與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例3取軟化劑40份、增塑劑5份、松節(jié)油5份、瀝青輕分活性劑70份配制，其配制方法與實(shí)施例1相同。
本發(fā)明的主要原理是從化學(xué)組分的角度分析，我們要使老化瀝青恢復(fù)原有性能，就要向其中加入一定的分子量小的組分，使組分重新協(xié)調(diào)。過(guò)去曾有人試圖通過(guò)比較舊瀝青組分和優(yōu)質(zhì)瀝青的組分，來(lái)決定舊瀝青中應(yīng)添加的組分，進(jìn)而找到與這種組分匹配的再生劑，但這種嘗試并沒(méi)有成功，其原因是由于瀝青的化學(xué)結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，即使化學(xué)組分相同的瀝青，因油源基屬及生產(chǎn)工藝不同，其性能也有很大變化。此外，要找到某種固定組分的再生劑，從工藝上來(lái)說(shuō)有相當(dāng)大的難度，對(duì)設(shè)備和工藝要求很高，成本很高。所以我們決定利用現(xiàn)有各種成品原料來(lái)配制再生劑。
經(jīng)過(guò)大量篩選，我們挑選出一些或者具有軟化作用、或者具有提高瀝青延度作用、或者具有改善瀝青活性作用的一些原料，按照設(shè)計(jì)的不同比例來(lái)配制再生劑，通過(guò)瀝青的延度試驗(yàn)對(duì)于各種配方進(jìn)行優(yōu)選，最后確定再生劑配方。該再生劑具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)其主要成分是從石油工業(yè)中直接提取的樹(shù)脂，因而再生劑具有很好的穩(wěn)定性；(2)提高瀝青延度效果比較明顯；(3)具有比較多的芳香分，提高了舊瀝青的活性。
本發(fā)明的使用方法是首先對(duì)于舊瀝青老化程度進(jìn)行試驗(yàn)分析，把瀝青混合料用三氯乙烯溶解，過(guò)濾得到三氯乙烯與瀝青混合溶液，用蒸餾裝置蒸餾出三氯乙烯，得到瀝青，再次過(guò)濾除掉礦粉等細(xì)料，進(jìn)行瀝青性質(zhì)試驗(yàn)(包括針入度、延度、軟化點(diǎn))。
根據(jù)舊瀝青老化程度通過(guò)試驗(yàn)確定摻加再生劑比例，參考比例為5％-8％，每隔1％進(jìn)行一組試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定最佳再生劑比例。
在拌制再生瀝青混合料時(shí)用專用管道噴到混合料攪拌缸中，攪拌缸溫度160-180℃，拌合10秒再生劑可以和舊瀝青充分混溶。
試驗(yàn)過(guò)程(效果)舊瀝青取樣地點(diǎn)吉林省白城地區(qū)國(guó)道琿烏線(琿春至烏蘭浩特)舊路使用時(shí)間5年舊路描述網(wǎng)裂、龜裂連片、車轍、坑槽等損害現(xiàn)象嚴(yán)重工程處理方案大修舊瀝青試驗(yàn)分析取舊料10公斤，分5個(gè)盆(每個(gè)盆浸泡10公斤瀝青混合料)用三氯乙烯浸泡后，過(guò)濾得到三氯乙烯與瀝青混合溶液。用蒸餾裝置蒸餾出三氯乙烯，得到瀝青，再次過(guò)濾除掉礦粉等細(xì)集料，進(jìn)行瀝青性質(zhì)試驗(yàn)。(三氯乙烯的沸點(diǎn)是84.5℃，因此蒸餾過(guò)程的溫度不會(huì)使瀝青發(fā)生嚴(yán)重的老化)抽提后舊瀝青試驗(yàn)結(jié)果

分析從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，舊瀝青針入度下降、軟化點(diǎn)升高幅度很大，均超過(guò)規(guī)范要求，說(shuō)明舊瀝青變硬變脆；延度下降明顯，說(shuō)明瀝青的塑性和柔韌性嚴(yán)重降低。
瀝青再生后試驗(yàn)上述舊瀝青加熱至120-140℃，瀝青中分別加入再生劑5％、6％、7％、8％，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，再生劑7％效果最佳。試驗(yàn)結(jié)果如下再生劑改善瀝青性能試驗(yàn)結(jié)果

分析從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，針入度升高、軟化點(diǎn)降低，說(shuō)明脆硬的瀝青已經(jīng)軟化；延度提高幅度很大，說(shuō)明瀝青的塑性和韌性明顯改善。
試驗(yàn)依據(jù)中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTJ052-2000 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程針入度試驗(yàn)在25℃，荷重100克的標(biāo)準(zhǔn)針在5秒的時(shí)間內(nèi)貫入瀝青試驗(yàn)的深度，單位0.1mm。
延度試驗(yàn)瀝青澆入規(guī)定模具內(nèi)，在15℃下保溫1.5小時(shí)后，以5cm/min的速度拉伸，拉斷時(shí)的長(zhǎng)度表示瀝青的塑性，單位cm.
軟化點(diǎn)試驗(yàn)瀝青澆入環(huán)行模具內(nèi)，在5℃下保溫15分種，上置鋼球，放入水浴內(nèi)加熱，水溫上升速度5℃/min，鋼球受熱下墜25.4毫米時(shí)水的溫度為瀝青軟化點(diǎn)，單位℃。
權(quán)利要求
1.一種路面瀝青再生劑，其配方是(重量份)軟化劑 20～40 增塑劑 1～5 松節(jié)油 1～5瀝青輕分活性劑 55～70
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的路面瀝青再生劑，其特征在于軟化劑指負(fù)10號(hào)柴油和重質(zhì)機(jī)械油70號(hào)混合劑，其比例是6∶4。
3.根據(jù)權(quán)利要求所述的路面瀝青再生劑，其特征在于增塑劑是指鄰苯二甲酸二丁酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求所述的路面瀝青再生劑，其特征在于瀝青輕組分活性劑是指芳香基橡膠油KA120、芳香基橡膠油KA160中的一種。
5.權(quán)利要求1所述的路面瀝青再生劑的配制方法是首先在常溫下將負(fù)10號(hào)柴油與70號(hào)重質(zhì)機(jī)械油按6∶4的比例攪拌均勻，配制成軟化劑；再將瀝青輕組分活性劑在70～90℃條件下調(diào)節(jié)，加入到軟化劑中，邊加邊攪拌；在不停止攪拌的條件下，加入松節(jié)油和鄰苯二甲酸二丁酯，全部加入后，繼續(xù)攪拌10分鐘，冷卻至室溫即可。
全文摘要
一種路面瀝青再生劑，屬于環(huán)保領(lǐng)域中廢棄物再利用領(lǐng)域。為了對(duì)現(xiàn)有廢棄路面的瀝青的再利用，本發(fā)明提供一種瀝青再生技術(shù)通過(guò)重復(fù)利用瀝青混合料，并且加入低粘度油料進(jìn)行調(diào)配，使調(diào)配后的再生瀝青具有適合的粘度和所需要的路用性質(zhì)的路面瀝青再生劑。本發(fā)明主要的配料是軟化劑、增塑劑、松節(jié)油、瀝青輕分活性劑組成，本發(fā)明在常溫下配制軟化劑；再將瀝青輕組分活性劑加入到軟化劑中，并且在不停止攪拌的條件下，加入松節(jié)油和鄰苯二甲酸二丁酯，全部加入后，繼續(xù)攪拌10分鐘，冷卻至室溫即可。本發(fā)明通過(guò)重復(fù)利用瀝青混合料，防止瀝青混凝土廢料對(duì)棄置場(chǎng)所及其周邊環(huán)境的污染，同時(shí)通過(guò)減少石料的開(kāi)采，能有效保護(hù)林地，維護(hù)自然景觀和生態(tài)環(huán)境。
文檔編號(hào)C08K5/12GK101041743SQ20061001670
公開(kāi)日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者孫延忠, 魏火星, 劉煒, 張學(xué)志, 于志東, 宋文祝, 成燕 申請(qǐng)人:孫延忠