[发明专利]柏油混合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备适用于铺设柏油路面的柏油混合物的方法。

背景技术

道路表面(称为路面)通常由柏油混合物建造，所述柏油混合物为粘结剂、骨料和填料(矿物粉末)的复合物。对大多数路面而言，粘结剂为沥青，即主要由烃和它们的衍生物组成的粘稠液体或固体。柏油混合物在柏油混合装置中制备，所述柏油混合装置具有用于加热和混合组分的设施。必须加热骨料以脱除所有水分，并将其升温至适合用粘结剂涂覆的温度。脱除水分是必须的，从而使粘结剂与骨料粘结。骨料干燥器/加热器通常由利用气或油燃烧器加热的大型旋转金属罐组成。所述罐稍微倾斜安装，和当骨料通过所述罐时被干燥和加热。然后在间歇过程中在混合区如搅拌机中或在连续过程中在罐式混合器的混合区中使加热后的骨料与粘结剂混合。

向柏油混合物中结合回收的柏油路面(RAP)已经变得很常见。RAP由旧的道路表面回收，和由骨料和老化的粘结剂组成。在服务寿命期间，在道路表面上部包含的粘结剂由于暴露于大气中的氧和UV光而被氧化。老化的粘结剂较硬和使路面脆化。粘结剂的化学性质可以由以下四种不同的馏分来表征：饱和物、芳烃、树脂和沥青质。可以通过分离技术如组合庚烷沉积和高压液相色谱(HPLC)或通过粘土凝胶分析(ASTM D 2007)来评估粘结剂化学性质的变化。在老化过程中，沥青质和树脂含量增加，而饱和物和芳烃含量减少。

在回收前通常将RAP粉碎和进行筛分。将它与原始骨料、填料和新粘结剂组合以制备柏油混合物。可以简单地通过将RAP直接加入到柏油混合装置的混合器中而结合至多25wt％的RAP(基于柏油混合物的重量计)。RAP未经预热，因此原始骨料过热而使混合器中可能发生换热，由此将RAP加热至所需温度。

希望向柏油混合物中结合较高百分比的RAP，因为它是比原始骨料更可持续和成本更低的产品。为了结合大于25wt％的RAP，间接加热不足以使混合物达到所需的温度。因此通常在特别设计用来加热RAP的罐中预热RAP。该罐通常称为平行罐，通常由在较高端安装有燃烧器的倾斜的钢制罐组成。将RAP干燥并加热至约110-130℃的温度。由于存在RAP中的粘结剂氧化和变硬的危险，因此不用较高的温度。通常仍需要使原始骨料过热，从而RAP可以在混合器中通过换热而进一步加热。有可能利用更大量的RAP(例如至多约60wt％)达到所需的混合温度。

重要的是要确保在混合阶段期间RAP完全分解成它的组成部分。如果RAP没有完全分解，所得的柏油混合物可能不够均匀，和所得的柏油路面的机械性能可能受损坏。有关多孔性柏油欧洲标准EN 13108-7有如下描述：应用RAP在上层中不应超过10％，和在下层不应超过20％，除非用户和混合物制造商有足够的专有技术来产生耐用的柏油混合物。保持高温是促进RAP分解的一种方式，但出于环境原因和为了降低能耗和成本，希望降低柏油混合物制品的温度。

DE 102004055474公开了一种制备用于道路建设的沥青组合物的方法，其中所述组合物结合了RAP。向RAP中加入添加剂如沥青稀释油，以利于RAP处理和所得柏油的生产。

另外，越来越希望通过所谓的温热混合过程生产柏油混合物，其中将所述组分加热至不高于130℃。温热混合过程在EP 863949、EP 977813和EP 1263885中有述。温热混合过程比传统的热混合过程具有更低的能量需求，和因而具有环境益处。现有技术描述了温热混合过程，其中将软粘结剂材料与骨料混合，然后向软粘结剂和骨料的混合物中加入可能为乳液或泡沫形式的硬粘结剂材料。已经证明在温热混合过程中很难应用RAP，因为在温热温度下RAP的分解可能不够，导致柏油混合物不均匀。

本发明人寻求开发用于制备耐用的柏油混合物的改进的温热混合过程，其中可以向柏油中结合RAP。

发明内容

因此，本发明提供一种由回收的柏油路面(RAP)、原始骨料、填料及第一和第二粘结剂材料制备柏油混合物的方法，所述方法包括如下步骤：

(a)输送RAP通过第一罐和由此将RAP加热至70-130℃的温度；

(b)输送原始骨料通过第二罐，由此将原始骨料加热至90-130℃的温度；

(c)在第一罐中向RAP中加入第一粘结剂材料，从而提供处理后的RAP；

(d)任选将处理后的RAP从第一罐提供给第一贮存容器；

(e)任选将原始骨料从第二罐提供给第二贮存容器；和