一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料及其製備方法與流程

2023-06-22 03:08:41

本發明屬於環保領域中的廢棄物回收再利用方向，具體涉及一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料及其製備方法。

背景技術：

一方面，我國公路網的日趨完善，公路維修與重建將逐漸佔據主導地位，廢舊瀝青混合料的再生利用日益受到重視；另一方面，汽車工業的發展和汽車保有量的迅速增加，我國面臨發達國家早已遇到的廢輪胎帶來的環境問題。為了改善再生混合料的路用性能，實現資源回收利用，採用幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料具有明顯的社會、經濟和環境效益。當前，國內外廢膠粉改性瀝青混合料主要有幹拌和溼拌兩種技術手段。溼法改性效果明顯，但需要增設橡膠瀝青現場生產設備，能耗大、效率低、工藝複雜，而幹拌法能很好地克服這些問題，因此幹拌法在實際工程應用中具有更廣闊的前景。

中國專利CN 102585529 A「利用廢食用油配製的再生劑及其製備過程」中提到了利用廢食用油配製瀝青再生劑的製備工藝，有效地實現了廢食用油的回收利用，但缺乏對再生混合料性製備工藝及性能研究。中國專利CN 103709769 A「一種利用廢舊輪胎製備改性道路瀝青的方法」提到了利用廢舊輪胎改性道路瀝青的方法，但該方法側重改性新拌合的瀝青混合料，而不是針對廢舊瀝青混合料的再生利用。中國專利CN 103145176 A「廢膠粉複合再生全天候道路冷補材料及其生產方法」提到了一種利用廢膠粉和廢舊瀝青混合料的方法，但該方法不適用於鋪築大面積再生路面，同時再生效果也有待改善。

技術實現要素：

本發明的目的是提供了一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料及其製備方法，該方法工藝簡單、經濟環保，所得到混合料的性能優良。

為實現以上目的，本發明所採用的技術方案是：一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料，其特徵在於它是由包含廢舊瀝青混合料、廢膠粉、廢食用油基再生劑通過復摻、加熱、拌合製備而成，廢膠粉的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的16～22％，廢食用油基再生劑的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的8％～12％。

所述廢舊瀝青混合料是由路面養護或維修過程產生，經破碎並按照《公路工程集料試驗規程》中T0302-2005篩分試驗進行篩分處理，其中篩子孔徑為0.075mm～31.5mm的套篩。

所述廢膠粉是由廢舊輪胎經清洗、切割、壓圈、磨粉、磁選等工藝製備而成，其細度為20～80目。

所述廢食用油再生劑是由餐飲廢油、劣質動植物油或變質動植物油經過濾、脫水、除臭工藝處理而得到，其水分及其它揮發物量不大於0.2％(質量)，粘度不大於0.05Pa·s。

上述一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料的製備方法，其特徵在於它包括如下步驟：

1)對廢舊瀝青混合料取樣分析出：廢舊瀝青混合料中瀝青的質量百分含量；

按廢膠粉的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的16～22％，廢食用油基再生劑的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的8％～12％，選取廢舊瀝青混合料、廢膠粉和廢食用油基再生劑；

2)預熱廢舊瀝青混合料：將經過破碎、篩分處理的廢舊瀝青混合料置於135℃±5℃的烘箱中預熱1.5～2h；

3)預拌和廢舊瀝青混合料：將預熱完成的廢舊瀝青混合料置於180℃±5℃的拌鍋中幹拌30s；

4)添加廢膠粉：將稱量準確的廢膠粉加入拌鍋，保持拌和溫度180℃±5℃繼續拌合60s；

5)添加廢食用油基再生劑：將稱量準確的廢食用油基再生劑加入拌鍋，保持拌和溫度180℃±5℃繼續拌合90s，拌合完成；

6)烘箱燜料：將拌和完成的混合料置於180℃±5℃的烘箱中燜制1～1.5h，得到混合料；

7)混合料成型：混合料採用馬歇爾擊實儀進行成型，按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》中T0702-2011擊實法將混合料製作成馬歇爾試件，馬歇爾試件由擊實錘擊實次數為75次，擊實錘質量為4536g±9g，成型溫度為165℃～175℃，得到幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料。

幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料的性能檢測：水穩定性檢測。

以廢膠粉和廢食用油分別作為改性劑和再生劑，對廢舊瀝青混合料進行複合再生。其中廢食用油對廢舊瀝青的組分調節作用是再生混合料的基礎，而改性過程的關鍵在於廢膠粉對輕質油份的吸收和溶脹作用。膠粉溶脹作用佔主導地位，膠粉與瀝青形成疏鬆絮狀結構，增加了混合料的內摩擦角且不易析油，改善了混合料的路用性能。因此採用幹拌法廢膠粉改性廢食用油再生瀝青混合料理論上完全可行。

本發明充分利用了廢舊瀝青混合料、廢膠粉以及廢食用油三種廢棄資源，並能生產出性能良好的瀝青混合料，對廢棄物的合理資源化利用和社會發展的可持續性具有重要的現實意義。從經濟效益分析，該技術降低路面造價30％左右；從技術方面分析，目前國內已具備較成熟的熱再生技術。

綜上所述，本發明所述的幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料，在改善再生瀝青混合料路用性能的前提下，充分利用了廢膠粉以和廢食用油，實現了廢舊瀝青混合料的回收利用。

本發明具有以下有益效果：

1.添加廢膠粉有效地改善了再生瀝青混合料水穩定性。

2.採用幹拌法廢膠粉改性，製備工藝簡單、易於實施、生產效率高。

3.實現了廢食用油、廢膠粉以及廢舊瀝青混合料的回收利用，減少了再生劑、新瀝青、新集料的使用，具有明顯的經濟和環保效益。

具體實施方式

為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡述本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限於下面的實施例。

實施例1：

一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料(或稱：幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生AC-13瀝青混合料，應用於上面層)，它是包含由廢舊瀝青混合料、廢膠粉和廢食用油基再生劑通過復摻、加熱、拌合製備而成，廢膠粉的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的18％，廢食用油基再生劑的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的10％。

根據《公路瀝青路面設計規範》(JTG D50-2006)的要求，廢舊瀝青混合料(廢舊AC-13瀝青混合料)篩分結果見表1。

表1廢舊AC-13瀝青混合料篩分結果

所述廢舊瀝青混合料是由路面養護或維修過程產生，經破碎並按照《公路工程集料試驗規程》中T0302-2005篩分試驗進行篩分處理，其中篩子孔徑為0.075mm～19mm的套篩。

所述廢膠粉是由廢舊輪胎經清洗、切割、壓圈、磨粉、磁選等工藝製備而成，其細度為60目。

所述廢食用油再生劑是由餐飲廢油、劣質動植物油或變質動植物油經過濾、脫水、除臭工藝處理而得到，其水分及其它揮發物量不大於0.2％(質量)，粘度不大於0.05Pa·s。

上述一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料的製備方法，它包括如下步驟：

1)對廢舊瀝青混合料取樣分析出：廢舊瀝青混合料中瀝青的質量百分含量；

按廢膠粉的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的16～22％，廢食用油基再生劑的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的8％～12％，選取廢舊瀝青混合料、廢膠粉和廢食用油基再生劑；

2)預熱廢舊瀝青混合料：將經過破碎、篩分處理的廢舊瀝青混合料置於135℃±5℃的烘箱中預熱1.5～2h；

3)預拌和廢舊瀝青混合料：將預熱完成的廢舊瀝青混合料置於180℃±5℃的拌鍋中幹拌30s；

4)添加廢膠粉：將稱量準確的廢膠粉加入拌鍋，保持拌和溫度180℃±5℃繼續拌合60s；

5)添加廢食用油基再生劑：將稱量準確的廢食用油基再生劑加入拌鍋，保持拌和溫度180℃±5℃繼續拌合90s，拌合完成；

6)烘箱燜料：將拌和完成的混合料置於180℃±5℃的烘箱中燜制1～1.5h，得到混合料；

7)混合料成型：混合料採用馬歇爾擊實儀進行成型，按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》中T0702-2011擊實法製作的馬歇爾試件，其擊實次數為75次，擊實錘質量為4536g±9g，成型溫度為165℃～175℃，得到幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料。

幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料的性能檢測：水穩定性檢測。

這裡主要針對其水穩性進行檢測主要是由於廢膠粉摻入進行改性後，根據理論分析以及參考橡膠瀝青混合料性能可知由於膠粉本身的性質，可吸收應變，並恢復形變所以其抗疲勞性能、低溫性能等均有明顯改善，而由於膠粉的摻入，使得瀝青粘附性變差，其水穩定性可能變差。然而實驗表明幹拌法廢膠粉改性廢食用油再生瀝青混合料的水穩性能有所提高，故以此為研究重點。

水穩定性檢驗，進行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗來檢驗設計瀝青混合料的水穩定性，實驗結果如表2、表3所示。從表2、表3中可以看到改性再生瀝青混合料具有良好的水穩定性能，改善了再生混合料水穩定性，達到規範要求。

表2浸水馬歇爾穩定度試驗結果

表3凍融劈裂試驗結果

實施例2：

一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料(或稱：幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生AC-20瀝青混合料，應用於中面層)，它是由包含廢舊瀝青混合料、廢膠粉和廢食用油基再生劑通過復摻、加熱、拌合製備而成，廢膠粉的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的18％，廢食用油基再生劑的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的10％。

根據《公路瀝青路面設計規範》(JTG D50-2006)的要求，廢舊瀝青混合料篩分結果見表4。

表4廢舊AC-20篩分及合成級配

所述廢舊瀝青混合料是由路面養護或維修過程產生，經破碎並按照《公路工程集料試驗規程》中T0302-2005篩分試驗進行篩分處理，篩子孔徑為0.075mm～26.5mm的套篩。

所述廢膠粉是由廢舊輪胎經清洗、切割、壓圈、磨粉、磁選等工藝製備而成，其細度為60目。

所述廢食用油再生劑是由餐飲廢油、劣質動植物油或變質動植物油經過濾、脫水、除臭工藝處理而得到，其水分及其它揮發物量不大於0.2％(質量)，粘度不大於0.05Pa·s。

上述一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料(或稱：幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生AC-20瀝青混合料，應用於中面層)的製備方法，它包括如下步驟：

1)對廢舊瀝青混合料取樣分析出：廢舊瀝青混合料中瀝青的質量百分含量；

按廢膠粉的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的18％，廢食用油基再生劑的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的10％，選取廢舊瀝青混合料、廢膠粉和廢食用油基再生劑；

2)預熱廢舊瀝青混合料：將經過破碎、篩分處理的廢舊瀝青混合料置於135℃±5℃的烘箱中預熱1.5～2h；

3)預拌和廢舊瀝青混合料：將預熱完成的廢舊瀝青混合料置於180℃±5℃的拌鍋中幹拌30s；

4)添加廢膠粉：將稱量準確的廢膠粉加入拌鍋，保持拌和溫度180℃±5℃繼續拌合60s；

5)添加廢食用油基再生劑：將稱量準確的廢食用油基再生劑加入拌鍋，保持拌和溫度180℃±5℃繼續拌合90s，拌合完成；

6)烘箱燜料：將拌和完成的混合料置於180℃±5℃的烘箱中燜制1～1.5h，得到混合料；

7)混合料成型：混合料採用馬歇爾擊實儀進行成型，按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》中T0702-2011擊實法製作的馬歇爾試件，其擊實次數為75次，擊實錘質量為4536g±9g，成型溫度為165℃～175℃，得到幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料。

幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料的性能檢測：水穩定性檢測。

水穩定性檢驗，進行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗來檢驗設計瀝青混合料的水穩定性，實驗結果如表5、表6所示。從表5、表6中可以看到改性再生瀝青混合料具有良好的水穩定性能，改善了再生混合料水穩定性，達到規範要求。

表5浸水馬歇爾穩定度試驗結果

表6凍融劈裂試驗結果

實施例3：

一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料(或稱：幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生AC-25瀝青混合料，應用於上面層)，它是包含由廢舊瀝青混合料、廢膠粉和廢食用油基再生劑通過復摻、加熱、拌合製備而成，廢膠粉的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的18％，廢食用油基再生劑的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的10％。

根據《公路瀝青路面設計規範》(JTG D50-2006)的要求，廢舊瀝青混合料篩分結果見表7。

表7廢舊AC-25篩分及合成級配

所述廢舊瀝青混合料是由路面養護、維修過程產生，經破碎並按照《公路工程集料試驗規程》中T0302-2005篩分試驗進行篩分處理，其中篩子孔徑為0.075mm～31.5mm的套篩。

所述廢膠粉是由廢舊輪胎經清洗、切割、壓圈、磨粉、磁選等工藝製備而成，細度為60目廢膠粉。

所述廢食用油基再生劑是所述廢食用油基再生劑是所述廢食用油再生劑是由餐飲廢油、劣(變)質動植物油等經過濾、脫水、除臭等工藝處理後得到，其水分及其它揮發物量不大於0.2％，粘度不大於0.05Pa·s。

上述一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料的製備方法，它包括如下步驟：

1)對廢舊瀝青混合料取樣分析出：廢舊瀝青混合料中瀝青的質量百分含量；

按廢膠粉的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的16～22％，廢食用油基再生劑的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的8％～12％，選取廢舊瀝青混合料、廢膠粉和廢食用油基再生劑；

2)預熱廢舊瀝青混合料：將經過破碎、篩分處理的廢舊瀝青混合料置於135℃±5℃的烘箱中預熱1.5～2h；

3)預拌和廢舊瀝青混合料：將預熱完成的廢舊瀝青混合料置於180℃±5℃的拌鍋中幹拌30s；

4)添加廢膠粉：將稱量準確的廢膠粉加入拌鍋，保持拌和溫度180℃±5℃繼續拌合60s；

5)添加廢食用油基再生劑：將稱量準確的廢食用油基再生劑加入拌鍋，保持拌和溫度180℃±5℃繼續拌合90s，拌合完成；

6)烘箱燜料：將拌和完成的混合料置於180℃±5℃的烘箱中燜制1～1.5h，得到混合料；

7)混合料成型：混合料採用馬歇爾擊實儀進行成型，按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》中T0702-2011擊實法製作的馬歇爾試件，其擊實次數為75次，擊實錘質量為4536g±9g，成型溫度為165℃～175℃，得到幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料。

幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料的性能檢測：水穩定性檢測。水穩定性檢驗，進行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗來檢驗設計瀝青混合料的水穩定性，實驗結果如表8、表9所示。從表8、表9中可以看到改性再生瀝青混合料具有良好的水穩定性能，改善了再生混合料水穩定性，達到規範要求。

表8浸水馬歇爾穩定度試驗結果

表9凍融劈裂試驗結果

實施例4：

一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料，它是由廢舊瀝青混合料、廢膠粉、廢食用油基再生劑通過復摻、加熱、拌合製備而成，廢膠粉的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的16％，廢食用油基再生劑的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的8％。

所述廢舊瀝青混合料是由路面養護或維修過程產生，經破碎並按照《公路工程集料試驗規程》中T0302-2005篩分試驗進行篩分處理，篩子孔徑為0.075mm～19mm的套篩。

所述廢膠粉是由廢舊輪胎經清洗、切割、壓圈、磨粉、磁選等工藝製備而成，其細度為20目。

所述廢食用油再生劑是由餐飲廢油、劣質動植物油或變質動植物油經過濾、脫水、除臭工藝處理而得到，其水分及其它揮發物量不大於0.2％(質量)，粘度不大於0.05Pa·s。

上述一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料的製備方法，它包括如下步驟：

1)對廢舊瀝青混合料取樣分析出：廢舊瀝青混合料中瀝青的質量百分含量；

按廢膠粉的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的16～22％，廢食用油基再生劑的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的8％～12％，選取廢舊瀝青混合料、廢膠粉和廢食用油基再生劑；

2)預熱廢舊瀝青混合料：將經過破碎、篩分處理的廢舊瀝青混合料置於135℃±5℃的烘箱中預熱1.5～2h；

3)預拌和廢舊瀝青混合料：將預熱完成的廢舊瀝青混合料置於180℃±5℃的拌鍋中幹拌30s；

4)添加廢膠粉：將稱量準確的廢膠粉加入拌鍋，保持拌和溫度180℃±5℃繼續拌合60s；

5)添加廢食用油基再生劑：將稱量準確的廢食用油基再生劑加入拌鍋，保持拌和溫度180℃±5℃繼續拌合90s，拌合完成；

6)烘箱燜料：將拌和完成的混合料置於180℃±5℃的烘箱中燜制1～1.5h，得到混合料；

7)混合料成型：混合料採用馬歇爾擊實儀進行成型，按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》中T0702-2011擊實法製作的馬歇爾試件，其擊實次數為75次，擊實錘質量為4536g±9g，成型溫度為165℃～175℃，得到幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料。

幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料的性能檢測：水穩定性檢測，結果顯示本發明性能優良。

實施例5：

一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料，它是由廢舊瀝青混合料、廢膠粉、廢食用油基再生劑通過復摻、加熱、拌合製備而成，廢膠粉的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的22％，廢食用油基再生劑的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的12％。

所述廢舊瀝青混合料是由路面養護或維修過程產生，經破碎並按照《公路工程集料試驗規程》中T0302-2005篩分試驗進行篩分處理，篩子孔徑為0.075mm～19mm的套篩。

所述廢膠粉是由廢舊輪胎經清洗、切割、壓圈、磨粉、磁選等工藝製備而成，其細度為80目。

所述廢食用油再生劑是由餐飲廢油、劣質動植物油或變質動植物油經過濾、脫水、除臭工藝處理而得到，其水分及其它揮發物量不大於0.2％(質量)，粘度不大於0.05Pa·s。

上述一種幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料的製備方法，它包括如下步驟：

1)對廢舊瀝青混合料取樣分析出：廢舊瀝青混合料中瀝青的質量百分含量；

按廢膠粉的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的16～22％，廢食用油基再生劑的加入量為廢舊瀝青混合料中瀝青質量的8％～12％，選取廢舊瀝青混合料、廢膠粉和廢食用油基再生劑；

2)預熱廢舊瀝青混合料：將經過破碎、篩分處理的廢舊瀝青混合料置於135℃±5℃的烘箱中預熱1.5～2h；

3)預拌和廢舊瀝青混合料：將預熱完成的廢舊瀝青混合料置於180℃±5℃的拌鍋中幹拌30s；

4)添加廢膠粉：將稱量準確的廢膠粉加入拌鍋，保持拌和溫度180℃±5℃繼續拌合60s；

5)添加廢食用油基再生劑：將稱量準確的廢食用油基再生劑加入拌鍋，保持拌和溫度180℃±5℃繼續拌合90s，拌合完成；

6)烘箱燜料：將拌和完成的混合料置於180℃±5℃的烘箱中燜制1～1.5h，得到混合料；

7)混合料成型：混合料採用馬歇爾擊實儀進行成型，按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》中T0702-2011擊實法製作的馬歇爾試件，其擊實次數為75次，擊實錘質量為4536g±9g，成型溫度為165℃～175℃，得到幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料。

幹拌法廢膠粉改性廢食用油熱再生瀝青混合料的性能檢測：水穩定性檢測，結果顯示本發明性能優良。

本發明各原料的上下限、區間取值，以及工藝參數(如溫度、時間等)的上下限、區間取值都能實現本發明，在此不一一列舉實施例。