[发明专利]一种高模量改性再生沥青混合料及制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于沥青混合料领域，尤其涉及一种高模量改性再生沥青混合料及制备方法与应用。

背景技术

我国高速公路建设在近20年的发展过程中取得了前所未有的进步，其中90％以上的高速公路采用沥青混凝土路面形式。巨大的高速公路保有量导致我国每年约有12％的沥青路面需要进行养护维修，因翻修而产生的废旧沥青混合料高达220万吨，同时该数字正以每年15％的速度增长。这些废旧的沥青混合料仍然具有利用价值，如果将其丢弃，不仅需要占用大量的土地资源，同时还会对环境造成难以估量的危害。沥青混合料的再生技术自诞生以来已经取得了长足的发展，如果将废旧沥青混合料加以合理再生利用，在维修改建过程中将会节省材料费用40％～45％，从而使得工程的总体造价降低20％～25％。

当前，沥青混合料再生技术存在三大难题需要克服：

一是再生混合料的设计没有能够充分发挥出废旧沥青混合料潜在的性能优势。旧料由于受到长期的太阳辐射作用引起了热氧老化反应，沥青中的油分减少，导致针入度降低、软化点升高、延度减小、粘度增大。以上特征对于降低高速公路路表车辙病害是具有积极意义的，而以往在旧料再生实践当中，并未注意到要将此特征加以合理利用，有针对性地设计出具有抗车辙性能专项优点的再生混合料。

二是再生混合料的设计当中未能合理地运用沥青改性手段。目前，业界对路面再生技术的认识相对传统，为保证混合料的路用性能而尽可能降低了旧料在再生料中的掺配比例。绝大多数工程应用当中旧料的掺配比例不足25％，这依然无法有效消化废旧料的囤积量。实际上，通过施加合理的沥青改性手段，能够有效增加旧料的掺配比例，并保证再生混合料的路用性能。

三是在再生路面设计中常常把材料设计与结构设计分开考虑，不注意将二者有机结合。沥青路面在交通荷载和气象环境的共同作用下，不同深度位置产生的力学响应并不同，因此不同路面层位面对的功能要求也存在差异性。如果再生混合料的使用层位与其路用性能特点相匹配，则事半功倍；如果再生材料的使用层位与其路用性能特点不匹配，则事倍功半。因此，根据再生沥青混合料的路用性能特点设计特殊的再生路面结构是非常有必要的。

我国幅员辽阔，是基础设施建设大国。在世界范围内，在由中国所倡导的新丝绸之路发展战略及亚洲基础设施投资银行的推动下，更大规模的交通基础设施建设正紧锣密鼓的酝酿当中，绿色、低碳、环保将是未来公路建设的关注重点之一。因此，优良的沥青路面再生技术有着广泛的应用前景。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种具有极强的高温稳定性能及抗车辙性能的高模量改性再生沥青混合料；本发明的第二目的是提供该改性再生沥青混合料的制备方法；本发明的第三目的是提供该改性再生沥青混合料的应用。

技术方案：本发明的高模量改性再生沥青混合料，其包括40～60wt％的沥青路面回收材料及40～60wt％的新拌沥青混合料，其中，沥青路面回收材料包含旧石油沥青和旧矿料，新拌沥青混合料包括复合型改性沥青及新矿料，所述复合型改性沥青由55～65wt％的道路沥青及35～45wt％的岩沥青组成；所述再生混合料中总沥青含量为5～6wt％。

本发明通过添加岩沥青，不仅改善了再生混合料的路用性能，而且能够提高混合料的动态模量，优选的，复合型改性沥青可由55～60wt％的道路沥青及40～45wt％的岩沥青组成，其中，道路沥青可包括50号沥青、70号沥青或90号沥青。

进一步说，本发明的新矿料与旧矿料的合成级配按质量份数包括以下组分：

本发明通过将岩沥青与普通道路沥青配制成性能卓越的复合型改性沥青，充分发挥了沥青路面回收材料经过热氧老化后硬度升高、黏度增大的特点，在提高再生沥青混合料高温性能和动态模量的同时，复合型改性沥青的加入保证其低温性能及水稳定性能满足规范基本要求，进一步说，复合型改性沥青的制备方法包括如下步骤：按质量分数称取普通道路沥青及岩沥青，先将道路沥青加热至130～140℃，再加入岩沥青保温充分搅匀5min～10min，再将其放入烘箱中培育1h，并取出后在150℃～170℃温度下高速剪切15min，即制得复合型改性沥青，其中，该复合型改性沥青的软化点达到60℃以上。本发明制备权利要求1所述的高模量改性再生沥青混合料的方法包括如下步骤：