本發明涉及用于路面工程的瀝青材料，具體涉及一種分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法。
背景技術：
：廠拌熱再生技術是當今世界使用最為普遍的瀝青路面再生方法，適用于各種條件下舊瀝青混凝土路面的再生利用，不僅節約大量瀝青、砂石等原材料，節省工程投資，避免了新的資源消耗。同時有利于處理廢料、保護環境，因而具有顯著的經濟效益和社會、環境效益。傳統廠拌熱再生工藝，一般先將舊瀝青混合料(簡稱舊料)和新集料單獨加熱，然后將舊料與新集料在拌鍋中混合，接著一次性將新瀝青(或新瀝青與再生劑)添加到拌和鍋中拌和，得到再生瀝青混合料成品，直接用于路面鋪裝。眾所周知再生瀝青混合料中，只有新瀝青(或新瀝青與再生劑)與舊料中的老化瀝青相互滲透、交換及融合后形成連續一致的膠結料，均勻裹附于新集料與舊料上才能得到形態穩定、路用性能優異的再生瀝青混合料。然而，傳統工藝沒有考慮到新瀝青與舊料中的老化瀝青相互反應、緊密結合需要在特定溫度和時間條件下才能充分的完成，一方面造成拌和后的再生混合料中新集料與舊料被瀝青裹附的程度不一，往往新集料瀝青膜薄，舊料瀝青膜厚，混合料的均勻性差，常常出現較大粒徑的新集料拌和后仍然未充分裹附瀝青，而呈現花白料現象；另一方面新瀝青與舊料中的老化瀝青沒有完全融合均勻裹附在新舊集料上，造成老化瀝青路用性能無法得到充分改善和重生，兩種瀝青在混合料體系中各自發揮原有特性，不能形成統一整體。從而嚴重影響再生瀝青混合料的綜合路用性能，尤其是水穩定性、低溫抗裂性能和疲勞壽命等與全部使用新料的瀝青混合料相比均有較大幅度下降。另外，再生劑直接加入新集料和舊料混合后的產物中，其中很多一部分被新集料所吸附、吸收，而無法發揮對老化瀝青的再生作用，造成再生劑的有效利用率降低，增加再生瀝青混合料的制作成本。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題是，提供一種工藝簡單、再生效果好、再生劑利用率高、成本較低、綜合路用性能好的分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法。本發明的分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法，包括以下步驟：(1)、對老化瀝青路面進行銑刨破碎，分別檢測破碎料的瀝青含量、老化瀝青性能及礦料級配；(2)、根據步驟(1)的檢測結果及混合料的配比要求，選擇再生劑類型，確定分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料中的回收瀝青路面材料、新集料、石灰巖礦粉、新瀝青及再生劑的含量；(3)、將加熱后的回收瀝青路面材料投入到拌和鍋中預攪拌；(4)、將加熱后的再生劑稱量，添加到步驟(3)所得的產物中強制攪拌；(5)、將步驟(4)所得產物出鍋，儲存在發育倉中，在(40～150)℃條件下發育(0.5～6)h；(6)、將加熱的新集料稱重后投入到拌和鍋中，同時向拌和鍋中加入步驟(5)中發育完成后的產物，攪拌；(7)、將稱量好的新瀝青及石灰巖礦粉加入到步驟(6)所得的產物中攪拌，然后出鍋、成型。其中：在分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料中回收瀝青路面材料、新集料、石灰巖礦粉、新瀝青及再生劑的質量百分比為：(20～70)％的回收瀝青路面材料、(30～80)％的新集料、(0～8)％的石灰巖礦粉、(0～5.0)％的新瀝青、(0～0.4)％的再生劑，其總質量滿足100％。本發明中所述步驟(1)是采用燃燒爐法測定該樣品中舊瀝青的含量，并對樣品燃燒后所得的舊礦料進行篩分、壓碎值和密度試驗；采用阿布森法對該樣品進行舊瀝青和舊礦料抽提分離，并檢測分離后所得舊瀝青的針入度、軟化點、延度、粘度。本發明中所述步驟(2)中再生劑60℃的運動粘度為(50～60000)mm2/s，本發明中所述步驟(3)中回收瀝青路面材料的加熱溫度為(70～160)℃，預攪拌時間為(5-10)s。本發明中所述步驟(4)中再生劑加熱溫度為(40～120)℃，再生劑粘度越高則再生劑加熱溫度取值越高，攪拌時間為(25～35)s；本發明中所述步驟(5)中再生劑粘度越高則發育溫度取值越高。本發明中所述步驟(6)中新集料的加熱溫度為(90-190)℃，攪拌時間為(10-15)s。本發明中所述步驟(7)中新瀝青為道路石油瀝青AH-50、AH-70、AH-90、AH-110、AH-130之一，加熱溫度為(60-170)℃，所選擇的瀝青標號越低則加熱溫度取值越高，攪拌時間為(30-40)s。本發明同現有技術相比，具有以下優點和有益效果：本發明的方法將再生劑直接添加到回收瀝青路面材料中，一方面有利于再生劑與舊料中的老化瀝青充分接觸，盡而能夠更大程度對老化瀝青進行性能改進和重生；另一方面避免了傳統方法中將再生劑添加到新集料與舊料中，使得很大一部分再生劑被新集料所吸收，而降低再生劑的有效利用率。本發明的方法與傳統廠拌熱再生技術相比，增加了再生瀝青混合料的發育工藝，極大的提高了新、舊瀝青之間相互滲透、融合及有機結合的機會，使得新瀝青及再生劑在回收瀝青路面材料(RAP)中充分發揮了重生和再造功能，提高了舊瀝青的再生效果，所形成的再生瀝青混合料路用性能完全可以達到全部用新料生產的熱拌瀝青混合料，尤其是低溫抗裂性、抗水損害能力及疲勞壽命均大幅優于采用傳統技術生產的再生瀝青混合料。本發明的方法中發育工藝是對舊料與再生劑所形成的混合產物在特定溫度和時間條件下進行發育，避免了對舊料、再生劑、新瀝青及新集料所形成的混合產物進行發育，從而可以節約大量能耗和發育倉。本發明的方法與常規廠拌熱再生技術相比，僅僅增加了再生瀝青混合料的發育工藝、改變了拌和順序，而該工藝簡單易于掌握。生產的廠拌溫熱再生瀝青混合料路用性能大幅提高，可直接用于各等級瀝青路面中、下面層及磨耗層的鋪筑；具有明顯的經濟和社會效益。本發明的方法具有易于實現、老化瀝青和再生劑利用率高、新瀝青用量少、可有效防止再生混合料中花白料的出現、再生混合料更加均勻、高溫穩定性、低溫抗裂性能、抗水損害能力及疲勞壽命等綜合性能大幅提高。具體實施方式實施例1室內試驗的實施例：試驗所用舊瀝青路面破碎料(RAP)為相同來源相同粒徑規格的材料，首先在拌和廠對RAP進行取樣，然后按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTGE20-2011)中T0735的方法進行瀝青含量試驗，試驗測得該RAP的油石比為4.51％，對試驗獲得的RAP中的舊礦料進行篩分，篩分試驗結果見表1；采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTGE20-2011)中T0726的方法對RAP進行抽提試驗，抽提試驗后的舊瀝青進行回收，并進行性能試驗檢測，檢測結果見表2。表1RAP中舊礦料級配試驗結果表2RAP中舊瀝青性能指標試驗結果針入度25℃(0.1mm)軟化點℃延度15℃(cm)粘度60℃(mm2/s)21.663.624.91290*106新集料采用玄武巖，該新集料包含四組粒徑成分，第一組粒徑為0-2.36mm；第二組粒徑為2.36-4.75mm；第三組粒徑為4.75-9.5mm；第四組粒徑為9.5-16.0mm。對四組集料進行篩分試驗，結果見表3；進行相對密度試驗，結果見表4.表3新礦料篩分試驗結果表4新礦料相對密度試驗結果粒徑第一組第二組第三組第四組毛體積相對密度2.8102.8532.8712.885表觀相對密度2.9432.9612.9532.960石灰巖礦粉篩分結果見表5,密度為2.720表5礦粉篩分結果新瀝青選用國產AH-50道路石油瀝青，性能指標見表6。表6AH-50道路石油瀝青檢測指標再生劑選用江蘇天諾道路材料科技有限公司生產的TNZS-60000型再生劑，60℃運動粘度為60000mm2/s。廠拌溫熱再生瀝青混合料采用連續密級配AC-13，按照《公路瀝青路面施工技術規范》JTGF40-2004中AC-13合成級配范圍要求，對RAP、新集料(四組)、石灰巖礦粉進行級配合成，合成級配結果見表7。表7廠拌溫熱再生瀝青混合料AC-13合成級配按照本發明附圖分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法工藝流程圖，將上述RAP與新礦料、礦粉、新瀝青、再生劑進行拌和，其中，RAP及各類新添加材料質量百分比為：47.3％的RAP；20.2％的第一組新礦料；9.5％的第二組新礦料；4.3％的第三組新礦料；14.9％的第四組新礦料；0.9％的礦粉；2.69％的新瀝青；0.21％的再生劑。上述RAP與新礦料、礦粉、新集料、再生劑按照本發明分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法進行拌和，步驟如下：(1)、將RAP加熱到160℃，然后投入到拌和鍋內預攪拌10s(2)、將再生劑加熱到120℃，然后投入到拌和鍋內與步驟(1)所得產物進行拌和，拌和時間設定為30s。(3)、將步驟(2)所得產物出鍋，分割成7等份樣品(Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6)，儲存在150℃的專用發育倉中，Y0發育0.5h、Y1發育1h、Y2發育2h、Y3發育3h、Y4發育4h、Y5發育5h、Y6發育6h。(4)、將新集料加熱到190℃，稱重后投入到拌和鍋中，同時向拌和鍋中加入步驟(3)中發育完成后的產物，攪拌15s。(5)、將熱到170℃的AH-50道路石油瀝青和室溫下的石灰巖礦粉稱量后，加入到步驟(4)所得產物中，攪拌30s。(6)、將步驟(5)所得的7份不同樣品在170℃出鍋，成型瀝青混合料試件，然后測定混合料路用性能。針對上述分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法所得的每種樣品，室內成型試件后進行高溫性能(馬歇爾穩定試驗、動穩定試驗)、低溫性能(低溫彎曲試驗)、水穩定性(馬歇爾殘留穩定度試驗、凍融劈裂試驗)及疲勞壽命(四點彎曲小梁疲勞壽命試驗)評價，檢測結果分別見表8、表9、表10、表11。表8分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料高溫性能檢測結果備注：Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6為分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料在150℃下分別發育0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h后所得樣品(下同)；《公路瀝青路面施工技術規范》JTGF40-2004(以下簡稱規范)要求馬歇爾穩定度不低于8KN，動穩定度不低于1000次/mm。表9分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料低溫性能檢測結果備注：試驗溫度-10℃，規范要求不小于2300με。表10分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料水穩定性檢測結果備注：規范要求馬歇爾殘留穩定度比不小于75％，凍融劈裂強度比不小于70％。表11分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料疲勞壽命檢測結果備注：試驗溫度為15℃、目標應變為600με、加載頻率為10HZ、試驗終止條件為50％。實施例2本實施例與上述實施例1基本相同，不同之處在于：(1)、本實施例中新瀝青采用AH-130道路石油瀝青，新瀝青用量占分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料的質量百分比為2.74％；再生劑選擇江蘇天諾道路材料科技有限公司生產的TNZS-50型再生劑，60℃運動粘度為50mm2/s，再生劑用量占分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料的質量百分比為0.16％。(2)、RAP加熱溫度為70℃，新集料加熱溫度為90℃，再生劑加熱溫度為40℃。(3)、將出鍋的RAP和再生劑混合物分割成7等份樣品(W0、W1、W2、W3、W4、W5、W6)，儲存在40℃的專用發育倉中，W0發育0.5h、W1發育1h、W2發育2h、W3發育3h、W4發育4h、W5發育5h、W6發育6h。(4)、溫熱再生瀝青混合料在50℃下出鍋，成型瀝青混合料試件，測定混合料路用性能。針對上述分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法所得的每種樣品，室內成型后分別進行高溫性能(馬歇爾穩定試驗、動穩定試驗)、低溫性能(低溫彎曲試驗)、水穩定性(馬歇爾殘留穩定度試驗、凍融劈裂試驗)及疲勞壽命(四點彎曲小梁疲勞壽命試驗)評價，檢測結果分別見表12、表13、表14、表15。表12分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料高溫性能檢測結果備注：W0、W1、W2、W3、W4、W5、W6為高性能廠拌溫熱再生瀝青混合料在40℃下分別發育0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h后所得樣品(下同)；《公路瀝青路面施工技術規范》JTGF40-2004(以下簡稱規范)要求馬歇爾穩定度不低于8KN，動穩定度不低于1000次/mm。表13分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料低溫性能檢測結果備注：試驗溫度-10℃，規范要求不小于2300με。表14分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料水穩定性檢測結果備注：規范要求馬歇爾殘留穩定度比不小于75％，凍融劈裂強度比不小于70％。表15分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料疲勞壽命檢測結果備注：試驗溫度為15℃、目標應變為600με、加載頻率為10HZ、試驗終止條件為50％。實施例3本實施例與上述實施例1基本相同，不同之處在于：(1)、本實施例中新瀝青采用AH-70道路石油瀝青，新瀝青用量占分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料的質量百分比為2.65％；再生劑選擇江蘇天諾道路材料科技有限公司生產的TNZS-110001型再生劑，60℃運動粘度為11520mm2/s，再生劑用量占溫熱再生瀝青混合料的質量百分比為0.25％。(2)、RAP加熱溫度為120℃，新集料加熱溫度為170℃，再生劑加熱溫度為80℃。(3)、將出鍋的RAP和再生劑混合物分割成7等份樣品(X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6)，儲存在130℃的專用發育倉中，X0發育0.5h、X1發育1h、X2發育2h、X3發育3h、X4發育4h、X5發育5h、X6發育6h。(4)、溫熱再生瀝青混合料在150℃下出鍋，成型瀝青混合料試件，測定混合料路用性能。針對上述分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料的制備方法所得的每種樣品，室內成型后，分別進行高溫性能(馬歇爾穩定試驗、動穩定試驗)、低溫性能(低溫彎曲試驗)、水穩定性(馬歇爾殘留穩定度試驗、凍融劈裂試驗)及疲勞壽命(四點彎曲小梁疲勞壽命試驗)評價，檢測結果分別見表16、表17、表18、表19。表16分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料高溫性能檢測結果備注：X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6為分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料在130℃下分別發育0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h后所得樣品(下同)；《公路瀝青路面施工技術規范》JTGF40-2004(以下簡稱規范)要求馬歇爾穩定度不低于8KN，動穩定度不低于1000次/mm。表17分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料低溫性能檢測結果備注：試驗溫度-10℃，規范要求不小于2300με。表18分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料水穩定性檢測結果備注：規范要求馬歇爾殘留穩定度比不小于75％，凍融劈裂強度比不小于70％。表19分離式廠拌溫熱再生瀝青混合料疲勞壽命檢測結果備注：試驗溫度為15℃、目標應變為600με、加載頻率為10HZ、試驗終止條件為50％。當前第1頁1 2 3