[发明专利]使用100%废沥青混凝土重新用于公路铺装所需的调温改性再生沥青混凝土的组合物及其制造方法

说明书

技术领域

一般而言，沥青混凝土是将沥青胶结料和粗集料、细集料及填料在高温(160-180℃)下加热混合而成，广泛应用于各种公路、机场跑道及停车场的铺装建设。这种沥青铺装在使用过程中，铺装表面的沥青胶结料与空气中的氧慢慢反应，逐渐丧失原有的柔软性，渐渐变硬。这种现象被称为沥青铺装的氧老化(oxidative aging)，随着铺装的使用时间的增加，氧老化长期进行，铺装表面发生严重裂纹，最终，铺装寿命终止。

当因沥青铺装发生严重的使用问题(塑性变形或疲劳裂纹等)，对铺装进行维护修理时，或是扩大公路的沥青铺装时，或是为了埋设下水管、电线或电缆而挖开公路铺装时，或是对陈旧的公路铺装整体进行重新铺装时，会发生相当数量的废沥青混凝土。

这种废沥青混凝土由于已经长期暴露于空气中，必然已包含氧老化的沥青。为将废沥青混凝土重新用于铺装建设，应针对废沥青混凝土中的氧老化的沥青采取适当措施。如果单纯与新材料混合并重新铺装，因氧老化而变硬的废沥青混凝土会成为过早出现严重裂纹的原因。因此，过去大部分废沥青混凝土不是重新用于公路铺装建设，而是用于土方或填埋，但最近人们认识到废沥青混凝土是宝贵的自然资源，填埋造成自然环境的污染问题，废沥青混凝土发生量不断增加，废弃物处理费造成公路建设费用增加，使用廉价的废沥青混凝土可以节省原材料，出于上述各种原因，各国政府纷纷出台政策，大力推行将废沥青混凝土重新用于公路铺装建设。

但是，从全世界通用的原有的废沥青混凝土再利用技术而来，由于废沥青混凝土使用比例低、铺装质量差，无法满足再利用要求的预期。本发明涉及一种新的废沥青混凝土再利用铺装的组合物，提高废沥青混凝土使用量，解决再利用方面的各种技术问题，可以进行质量优秀的铺装。

背景技术

原有的废沥青混凝土再利用技术限制了废沥青混凝土使用量，这是因为，废沥青混凝土添加量越多，铺装质量更差。例如，在将再生铺装应用于主要公路时，废沥青混凝土使用量被限定为重量份25％以下。如果在主要公路中使用废沥青混凝土超过重量份25％，则被定义为高添加比例。废沥青混凝土使用量有限，剩余废沥青混凝土堆放和废弃物处理费用、环境污染和资源浪费等问题有待破解。迫切要求开发一种使用更多废沥青混凝土的技术。

原有的废沥青混凝土再利用技术目标在于物性还原，一同混合废沥青混凝土、新沥青混凝土(新集料、新沥青及填料)及油系再生添加剂，制成具有通常质量的新沥青混凝土。但是，原有的再生沥青混凝土物性大部分往往不及新沥青混凝土物性。其主要理由之一，虽然配比设计按再生之前的废沥青混凝土进行，但实际再生是在其之后的高温加热工序下进行，因此，配比设计与实际条件会有差异。在再生过程中，因加热而造成的废沥青混凝土进一步氧老化，容易引进铺装过早裂纹。为克服这种问题，添加比通常量更多的沥青含量，防止过早裂纹，但这又会引起塑性变形的问题。基于这些原因，原有的废沥青混凝土再生铺装技术无法摆脱疲劳裂纹、塑性变形及发生坑洞的问题。因此被认为不适合用于主要公路的铺装材料，倾向于回避使用原有的废沥青混凝土再利用技术。

就普通新沥青制造工厂而言，将新集料在摄氏160度以上加热后投入搅拌机，并将新沥青在摄氏170度下加热后以液体状态喷射与上述集料一同混匀。而废沥青需要快速地同时加热常温的废集料和沥青，因此，搅拌机混合器的加热温度应由新沥青的摄氏160-200度提高到200-350度。这种加热再生方式为保持高温，造成燃料费用上升，产生大量温室气体，而且氧老化进行迅速(温度越高，氧老化越快)，造成材料脆性增加等问题。

原有废沥青混凝土加热再生技术的缺点可以总结为，废沥青混凝土使用量相对较少，再生沥青混凝土的质量(塑性变形及疲劳裂纹抵抗性等)不够优秀，带有高温加热所造成的问题，因此要求一种行之有效的解决方法。

再生沥青混凝土的在先技术调查如下。在韩国专利第0317436中提出，当对废沥青混凝土进行再利用时，相对于新材料的废沥青混凝土混入率为重量份30～50％，为提高再生沥青混凝土的物性，使SBR胶乳(Latex)、EVA、SBS、SIS或最大尺寸为2mm的废轮胎粉末等在高温下与沥青熔融，制造改性沥青，与再生添加剂共同使用。上述方法提出的废沥青混凝土含量只相当于新材料的30-50％，而且，改性沥青的改性效果被废沥青混凝土中的旧沥青稀释，难以获得优秀物性。另外，根本没有考虑解决高生产温度造成的问题。