再生沥青混凝土及其制备工艺

技术领域

本申请涉及建筑材料的领域，尤其是涉及一种再生沥青混凝土及其制备工艺。

背景技术

再生沥青混凝土是指将需要翻修或废弃的旧沥青路面，经过路面再生专用设备的翻挖、回收、加热、破碎、筛分后制成旧沥青混合料，将旧沥青混合料与再生剂、新沥青、混凝土集料等按一定比例重新拌和成混合料。采用再生沥青混凝土作为路用材料，实现了旧沥青混合料的再生利用，节约资源回收的旧沥青混合料沥青老化，变硬变脆，黏弹性能变差，制备出的再生沥青混凝土易开裂，进而导致道路整体寿命大大降低。

发明内容

为了改善再生沥青混凝土开裂的问题，延长道路的使用寿命，本申请提供一种再生沥青混凝土及其制备工艺。

第一方面，本申请提供一种再生沥青混凝土，采用如下的技术方案：

一种再生沥青混凝土，由包含以下重量份的原料制成：新沥青50-60份和加强集料30-50份；所述加强集料的制备方法为：将20-30份包覆有氧化钙层的新集料和35-55份包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料搅拌混合均匀，得结合体，然后向结合体中加入水反应30-60min，过滤后，在40-50℃下烘干，得加强集料。

通过采用上述技术方案，部分包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料在发生水化反应，生成C-S-H凝胶和钙钒石形成网络结构，以将包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料进行紧固连接，从而使新集料与再生沥青混合旧料之间不易发生分离，使再生沥青混凝土不易发生开裂，延长道路的使用寿命。同时粉煤灰水化在，在再生沥青混合旧料表面生成致密硅酸钙和铝酸钙凝胶，增强再生沥青混合旧料的强度，提高再生沥青混凝土的强度。对发生水化反应后的结合体进行烘干处理有利于减少加强集料表面的水分，使新沥青与加强集料之间的连接更加的紧密，进一步改善再生沥青混凝土开裂的问题。

可选的，包覆有氧化钙层的新集料的制备方法为：

步骤一、将5-8份的乙酸加入10-15份的硅烷偶联剂中搅拌混合均匀，得溶解液；

步骤二、取6-10份活性氧化钙加入溶解液搅拌混合，得第一处理液；

步骤三、将第一处理液喷淋至新集料表面，得预处理新集料；

步骤四、在100-120℃条件下对预处理新集料进行烘干处理，得包覆有氧化钙层的新集料。

通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂能够更好的实现活性氧化钙包覆在新集料表面，实现对新集料的包覆处理。

可选的，包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料的制备方法为：

(1)、将5-8份的乙酸加入10-15份的硅烷偶联剂中搅拌混合均匀，得溶解液；

(2)、取6-10份粉煤灰加入溶解液搅拌混合，得第二处理液；

(3)、将第二处理液喷淋至再生沥青混合旧料表面，得预处理再生沥青混合旧料；

(4)、在100-120℃条件下对预处理再生沥青混合旧料进行烘干处理，得包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料。

通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂能够更好的实现粉煤灰包覆在再生沥青混合旧料表面，实现对再生沥青混合旧料的包覆处理。

可选的，还包括重量份数为15-20份的矿粉。

通过采用上述技术方案，矿粉能够对包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料水化反应生成C-S-H凝胶和钙钒石网络结构的孔隙进行填充，增强再生沥青混凝土的强度。

可选的，所述加强集料中还包括重量份数为6-10份的纤维和10-15份的粘接剂；

先将纤维加入粘接剂中搅拌混合均匀后捞出，得预处理纤维，再将预处理纤维、包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料搅拌混合均匀后在50-70℃下烘干，得结合体。

通过采用上述技术方案，使纤维上包裹粘接剂，从而便于纤维在包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料上的粘附固定，以使结合体在水化反应中，在纤维上生成的C-S-H凝胶和钙钒石网络结构，从而进一步增强新集料与再生沥青混合旧料的连接力，提高再生沥青混凝土的防开裂性能。

可选的，所述粘接剂包括重量比为1：(2-3)的叔胺和环氧树脂。

通过采用上述技术方案，叔胺和环氧树脂相配合能够实现纤维在包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料的粘附固定，同时叔胺能够降低环氧树脂的固化点，便于纤维在新集料或再生沥青混合旧料表面的固定。

可选的，所述纤维为聚酯纤维。

通过采用上述技术方案，聚酯纤维能够进一步提高再生沥青混凝土的抗裂能力和抗压强度。

第二方面，本申请提供一种再生沥青混凝土的制备工艺，采用如下的技术方案：一种再生沥青混凝土的制备工艺，将加强集料倒入新沥青中搅拌混合均匀，得再生沥青混凝土。

通过采用上述技术方案，使加强集料与新沥青混合制得的再生沥青混凝土，有利于提高再生沥青混凝土的抗裂性能。

可选的，先将15-20份的矿粉倒入加强集料中搅拌混合均匀，再倒入新沥青。

通过采用上述技术方案，矿粉能够对包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料在发生水化的生成C-S-H凝胶和钙钒石形成网络结构中的空隙进行填充，增强再生沥青混凝土的强度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料在发生水化反应，生成C-S-H凝胶和钙钒石形成网络结构，以将包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料进行紧固连接，从而使新集料与再生沥青混合旧料之间不易发生分离，使再生沥青混凝土不易发生开裂，延长道路的使用寿命；

2.聚酯纤维能够进一步提高再生沥青混凝土的抗裂能力和抗压强度；

3.使纤维上包裹粘接剂，从而便于纤维在包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料上的粘附固定，以使结合体在水化反应中，在纤维上生成的C-S-H凝胶和钙钒石网络结构，从而进一步增强新集料与再生沥青混合旧料的连接力，提高再生沥青混凝土的防开裂性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，予以说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所有原料除特殊说明外均可来源于普通市售。

实施例

实施例1

本申请实施例公开一种再生沥青混凝土，采用如下的方法制得：

称取30Kg加强集料倒入50Kg新沥青中搅拌混合均匀，得再生沥青混凝土；

其中，加强集料的制备方法为：

将20Kg包覆有氧化钙层的新集料和35Kg包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料搅拌混合均匀，得结合体，然后向结合体中加入70Kg水反应30min，过滤后捞出结合体，在50℃下烘干，得加强集料；

包覆有氧化钙的新集料的制备方法为：

步骤一、将5Kg的乙酸加入10Kg的硅烷偶联剂中搅拌混合均匀，得溶解液；

步骤二、取6Kg活性氧化钙加入溶解液搅拌混合均匀，得第一处理液；

步骤三、将第一处理液喷淋至新集料表面，喷淋压力为1.5MPa，喷淋流速为2m/s，得预处理新集料；

步骤四、在100℃条件下对预处理新集料进行烘干处理，得包覆有氧化钙层的新集料；

包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料的制备方法为：

(1)、将5Kg的乙酸加入10Kg份的硅烷偶联剂中搅拌混合均匀，得溶解液；

(2)、取6Kg粉煤灰加入溶解液搅拌混合均匀，得第二处理液；

(3)、将第二处理液喷淋至再生沥青混合旧料表面，喷淋压力为1.5MPa，喷淋流速为2m/s，得预处理再生沥青混合旧料；

(4)、在100℃条件下对预处理再生沥青混合旧料进行烘干处理，得包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料；

注：上述步骤中新集料是粒径为3～5mm的玄武岩，再生沥青混合旧料是粒径为8～15mm的旧沥青混凝土。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：再生沥青混凝土，采用如下的方法制得：

称取50Kg加强集料倒入60Kg新沥青中搅拌混合均匀，得再生沥青混凝土。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：再生沥青混凝土，采用如下的方法制得：

称取36Kg加强集料倒入57Kg新沥青中搅拌混合均匀，得再生沥青混凝土。

实施例4

本实施例与实施例3的区别在于：

包覆有氧化钙的新集料的制备方法为：

步骤一、将8Kg的乙酸加入15Kg的硅烷偶联剂中搅拌混合均匀，得溶解液；

步骤二、取10Kg活性氧化钙加入溶解液搅拌混合均匀，得第一处理液；

步骤三、将第一处理液喷淋至新集料表面，喷淋压力为1.5MPa，喷淋流速为2m/s，得预处理新集料；

步骤四、在120℃条件下对预处理新集料进行烘干处理，得包覆有氧化钙层的新集料；

包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料的制备方法为：

(1)、将8Kg的乙酸加入15Kg份的硅烷偶联剂中搅拌混合均匀，得溶解液；

(2)、取10Kg粉煤灰加入溶解液搅拌混合均匀，得第二处理液；

(3)、将第二处理液喷淋至再生沥青混合旧料表面，喷淋压力为1.5MPa，喷淋流速为2m/s，得预处理再生沥青混合旧料；

(4)、在120℃条件下对预处理再生沥青混合旧料进行烘干处理，得包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料。

实施例5

本实施例与实施例3的区别在于：

包覆有氧化钙的新集料的制备方法为：

步骤一、将6Kg的乙酸加入12Kg的硅烷偶联剂中搅拌混合均匀，得溶解液；

步骤二、取7Kg活性氧化钙加入溶解液搅拌混合均匀，得第一处理液；

步骤三、将第一处理液喷淋至新集料表面，喷淋压力为1.5MPa，喷淋流速为2m/s，得预处理新集料；

步骤四、在112℃条件下对预处理新集料进行烘干处理，得包覆有氧化钙层的新集料；

包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料的制备方法为：

(1)、将6Kg的乙酸加入12Kg份的硅烷偶联剂中搅拌混合均匀，得溶解液；

(2)、取8Kg粉煤灰加入溶解液搅拌混合均匀，得第二处理液；

(3)、将第二处理液喷淋至再生沥青混合旧料表面，喷淋压力为1.5MPa，喷淋流速为2m/s，得预处理再生沥青混合旧料；

(4)、在112℃条件下对预处理再生沥青混合旧料进行烘干处理，得包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料。

实施例6

本实施例与实施例5的区别在于：加强集料的制备方法为：

将30Kg包覆有氧化钙层的新集料和55Kg包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料搅拌混合均匀，得结合体，然后向结合体中加入水反应60min，并保持水没过结合体，过滤后捞出结合体，在40℃下烘干，得加强集料。

实施例7

本实施例与实施例5的区别在于：加强集料的制备方法为：

将23Kg包覆有氧化钙层的新集料和41Kg包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料搅拌混合均匀，得结合体，然后向结合体中加入水反应50min，并保持水没过结合体，过滤后捞出结合体，在45℃下烘干，得加强集料

实施例8

本实施例与实施例7的区别在于：还包括纤维和粘接剂；

加强集料的制备方法中，先将6Kg纤维加入10Kg粘接剂中搅拌混合均匀后捞出，得预处理纤维，再将预处理纤维、包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料搅拌混合均匀后在50℃下烘干，得结合体；

其中纤维为玄武岩纤维，粘接剂由10Kg叔胺和20Kg环氧树脂搅拌混合均匀后制得。

实施例9

本实施例与实施例7的区别在于：加强集料的制备方法中，先将10Kg纤维加入15Kg粘接剂中搅拌混合均匀后捞出，得预处理纤维，再将预处理纤维、包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料搅拌混合均匀后在50℃下烘干，得结合体；

其中纤维为玄武岩纤维，粘接剂由10Kg叔胺和30Kg环氧树脂搅拌混合均匀后制得。

实施例10

本实施例与实施例7的区别在于：加强集料的制备方法中，先将7Kg纤维加入13Kg粘接剂中搅拌混合均匀后捞出，得预处理纤维，再将预处理纤维、包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料搅拌混合均匀后在50℃下烘干，得结合体；

其中纤维为玄武岩纤维，粘接剂由10Kg叔胺和15Kg环氧树脂搅拌混合均匀后制得。

实施例11

本实施例与实施例10的区别在于：纤维为聚酯纤维。

实施例12

本实施例与实施例11的区别在于：还包括矿粉；

再生沥青混凝土的制备方法中：先将15Kg的矿粉倒入加强集料中搅拌混合均匀，再倒入新沥青搅拌混合均匀，得再生沥青混凝土。

实施例13

本实施例与实施例11的区别在于：还包括矿粉；

再生沥青混凝土的制备方法中：先将20Kg的矿粉倒入加强集料中搅拌混合均匀，再倒入新沥青搅拌混合均匀，得再生沥青混凝土。

实施例14

本实施例与实施例11的区别在于：还包括矿粉；

再生沥青混凝土的制备方法中：先将18Kg的矿粉倒入加强集料中搅拌混合均匀，再倒入新沥青搅拌混合均匀，得再生沥青混凝土。

实施例15

本实施例与实施例11的区别在于：还包括矿粉；

再生沥青混凝土的制备方法中：先将加强集料倒入新沥青搅拌混合均匀，再倒入18Kg的矿粉搅拌混合均匀，得再生沥青混凝土。

对比例

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于：新集料未包覆氧化钙层。

对比例2

本对比例与实施例1的区别在于：再生沥青混合旧料未包覆粉煤灰层。

对比例3

本对比例与实施例1的区别在于：新集料未包覆氧化钙层，再生沥青混合旧料未包覆粉煤灰层。

性能检测试验

1、抗压强度测试

参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000中的T0713-2000的方法，测定实施例1-15和对比例1-3中制得的再生沥青混凝土的抗压强度损失，记录结果如表1所示。

2、抗裂测试

根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000中T0729-2000的方法，测定实施例1-15和对比例1-3中制得的再生沥青混凝土的冻融劈裂残留强度比，检测结果记录如表1所示。

表1结果记录表

结合实施例1-3和表1分析可得，合适的新沥青与加强集料之间的配比有利于提高再生沥青混凝土的抗压强度，但对再生沥青混凝土的抗裂性能影响不大；

结合实施例3-5和表1分析可得，包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料制作中，在对新集料进行活性氧化钙层的包覆时，乙酸、硅烷偶联剂与活性氧化钙合适用量的配合，能够提高活性氧化钙层在新集料表面的包覆强度，同时乙酸、硅烷偶联剂与粉煤灰合适用量的配合，能够提高粉煤灰层在再生沥青混合旧料表面的包覆强度，从而提高再生沥青混凝土的强度；也能够使新集料与再生沥青混合旧料之间的连接强度增强，从而提高再生沥青混凝土的抗裂性能；

结合实施例5-7和表1分析可得，包覆有氧化钙层的新集料和包覆有粉煤灰层的再生沥青混合旧料合适的配比能够增强加强集料的强度，从而提高再生沥青混凝土的抗压强度和抗裂性能；

结合实施例7-11和表1分析可得，增加纤维使新集料与再生沥青混合旧料之间的连接更加紧固，有利于提高再生沥青混凝土的抗裂性能和抗压强度，且聚酯纤维相较于玄武岩纤维能够更好的提高再生沥青混凝土的抗裂性能和抗压强度，同时纤维和粘接剂的合适用量，能够使纤维在新集料或再生沥青混合旧料表面的粘附更加的稳固，从而更好的发挥纤维的抗裂性能；

结合实施例11-14和表1分析可得，矿粉有利于提高再生沥青混凝土的抗压强度，说明矿粉能够填充于生成的C-S-H凝胶和钙钒石形成网络结构中，从而增加再生沥青混凝土的密实性，增强再生沥青混凝土的强度；

结合实施例11-15和表1分析可得，矿粉的加入顺序能够影响再生沥青混凝土的强度，先加入矿粉再加入新沥青，能够使矿粉更好的填充于生成的C-S-H凝胶和钙钒石形成网络结构中；结合实施例1、对比例1-3和表1可得，对新集料进行活性氧化钙层的包覆、对再生沥青混合旧料进行粉煤灰层的包覆有利于提高再生沥青混凝土的抗压强度和抗裂性能。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。