利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法.pdf

本发明属道路工程材料技术领域，具体涉及一种利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法。本发明将废旧轮胎磨制成细胶粉，该细胶粉与基质沥青混合、搅拌，得到橡胶沥青；采用断级配集料，将集料进行筛分，得到细、粗集料；橡胶颗粒与粗、细集料混合、拌制，然后加入橡胶沥青拌制，最后加入矿粉拌和，得到所需产品。本发明将干、湿两种工艺方法相结合，以充分发挥各自的优势，达到大量消耗废旧轮胎和改善路用性能的双重目的。本发明能够大幅度的改善沥青与沥青混合料的高、低温性能，延长路面使用寿命，并且可以大量处理废旧轮胎，减轻环境污染。采用此混合料铺筑的路面还具有降低道路交通噪声的功效。成果的推广应用具有经济、社会、环保和工程效益。

1、  利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)制备橡胶沥青：
将废旧轮胎在常温下粉碎磨制，得到60-80目的细胶粉，该细胶粉与基质沥青混合、搅拌，得到橡胶沥青；拌制时间为45-75分钟，温度控制在185-195℃，细胶粉的加入量为基质沥青质量的10-20％；
(2)集料的筛选：
采用断级配集料，将集料进行筛分，当筛孔的孔径为0.075-2.36mm时，得到细集料；当筛孔的孔径为4.75-16mm时，得到粗集料；
(3)橡胶颗粒与集料混合物拌制：
在施工现场拌制时，将1-3mm的橡胶颗粒与步骤(2)中得到的粗集料、细集料混合，干拌时间为8-12秒钟，温度控制在175-185℃，橡胶颗粒的加入量为粗、细集料总质量的2.0-2.5％；
或在实验室拌制时，将1-3mm的橡胶颗粒与步骤(2)中得到的粗集料、细集料混合，干拌时间为8-12秒钟，温度控制在170-180℃，橡胶颗粒的加入量为粗、细集料总质量的2.0-2.5％；
(4)橡胶改性沥青混合料的制备：
将步骤(3)中得到的施工现场产物中加入步骤(1)中得到的橡胶沥青进行拌制，拌制时间为15-20秒，拌制温度为170-180℃，然后加入矿粉拌和，拌和时间为20-25秒钟，拌和温度为170-180℃，得到所需产品；
或将步骤(3)中得到的实验室产物中加入步骤(1)中得到的橡胶沥青进行拌制，拌制时间为50-75秒钟，拌制温度为160-170℃，然后加入矿粉拌和，拌和时间为50-75秒钟，拌和温度为160-170℃，得到所需产品；
其中，橡胶沥青的加入量为粗、细集料总质量的6.2-6.8％，矿粉加入量为粗、细集料总质量的8-12％。

2、  根据权利要求1所述利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法，其特征在于步骤(1)中所述拌制方法采取高速剪切装置拌制或机械搅拌装置之一种。

3、  根据权利要求2所述利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法，其特征在于所述高速剪切装置指将基质沥青置于一釜中加热至185-195℃，将高速剪切装置插入沥青中并启动，转速控制在1000-3000转/分钟，将细胶粉加入沥青中。

4、  根据权利要求2所述利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法，其特征在于所述机械搅拌装置指将基质沥青置于一釜中加热至185-195℃，将机械搅拌装置插入沥青中并启动，转速控制在1000-2000转/分钟，将细胶粉加入沥青中。

5、  根据权利要求1所述利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法，其特征在于粗集料采用辉绿岩、玄武岩、安山岩之一种，颗粒形状近似立方形，针片状含量低于10％；细集料采用石灰岩、白云岩之一种。

6、  根据权利要求1所述利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法，其特征在于所述矿粉采用由石灰岩或白云岩磨成的石粉中的一种，其小于0.075mm颗粒含量大于80％。

7、  根据权利要求1所述利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法，其特征在于在步骤(1)中加入添加剂。

8、  根据权利要求7所述利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法，其特征在于所述添加剂为维他联接剂、硫、苯酚二硫化物之一种，维他联接剂加入量为胶粉质量的3-5％，硫、苯酚二硫化物加入量分别为胶粉质量的0.8-1.2％。

9、  一种如权利要求1所述利用废旧轮胎采用混合法制备橡胶改性沥青得到的橡胶沥青混合料用于铺筑道路路面。

利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法
技术领域
本发明属道路工程材料技术领域，具体涉及一种利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法。
背景技术
随着我国汽车工业的飞速发展和人民生活水平的提高，汽车保有量逐年迅速增加，我国将面临着大量废旧轮胎的处理问题。据统计，我国2002年的废旧轮胎达到8000万条，并以每年12％的速度增加，到2005年将达到1.2亿条，预计到2010年将达到2亿条。如此大规模的废旧轮胎将给社会带来巨大的环境压力。因此，为废旧轮胎寻找出路迫在眉睫。
目前，世界上处置废旧轮胎的主要途径有堆放(或填埋)、燃烧和再生利用等。其中，废橡胶粉在道路建设中的应用已成为世界各国研究和应用的重点，这也是大量处理废旧轮胎的较佳选择。废橡胶粉应用于沥青路面的技术主要分为湿法和干法两大类，两种工艺各有优缺点。尽管干法工艺在橡胶颗粒尺寸、橡胶用量和拌制设备上具有明显优势，但世界上绝大多数研究集中在湿法工艺上，其主要原因在于采用干法工艺铺筑的试验路性能不稳定，而湿法工艺则获得了较为满意的性能。
根据专利查新证明，目前在国内外还没有关于利用废旧轮胎橡胶采用干、湿混合法制备沥青混合料的方法的报道。
发明内容
本发明的目的在于提出一种能够大量处置废旧轮胎橡胶、改善路用性能以及降低道路交通噪声的利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法。
本发明提出的利用废旧轮胎采用混合法制备改性沥青混合料的方法，其具体步骤如下：
(1)制备橡胶沥青：
将废旧轮胎在常温下粉碎磨制，得到60-80目的细胶粉，该细胶粉与基质沥青混合、搅拌，得到橡胶沥青；拌制时间为45-75分钟，温度控制在185-195℃，细胶粉的加入量为基质沥青质量的10-20％；
(2)集料的筛选：
采用断级配集料，将集料进行筛分，当筛孔的孔径为0.075-2.36mm时，得到细集料；当筛孔的孔径为4.75-16mm时，得到粗集料；
(3)橡胶颗粒与集料混合物拌制：
在施工现场拌制时，将1-3mm的橡胶颗粒与步骤(2)中得到的粗集料、细集料混合，干拌时间为8-12秒钟，温度控制在175-185℃，橡胶颗粒的加入量为粗、细集料总质量的2.0-2.5％；
在实验室拌制时，将1-3mm的橡胶颗粒与步骤(2)中得到的粗集料、细集料混合，干拌时间为8-12秒钟，温度控制在170-180℃，橡胶颗粒的加入量为粗、细集料总质量的2.0-2.5％；
(4)橡胶改性沥青混合料的制备：
将步骤(3)中得到的施工现场产物中加入步骤(1)中得到的橡胶沥青进行拌制，拌制时间为15-20秒，拌制温度为170-180℃，然后加入矿粉拌和，拌和时间为20-25秒钟，拌和温度为170-180℃，得到所需产品；
将步骤(3)中得到的实验室产物中加入步骤(1)中得到的橡胶沥青进行拌制，拌制时间为50-75秒钟，拌制温度为160-170℃，然后加入矿粉拌和，拌和时间为50-75秒钟，拌和温度为160-170℃，得到所需产品；
其中，橡胶沥青的加入量为粗、细集料总质量的6.2-6.8％，矿粉加入量为粗、细集料总质量的8-12％。
本发明中，步骤(1)中所述拌制方法可以采取高速剪切装置拌制或其他机械搅拌装置之一种。
本发明中，所述高速剪切装置指将基质沥青置于一釜中加热至185-195℃，将高速剪切装置插入沥青中并启动，转速控制在1000-3000转/分钟，将沥青质量10-20％细胶粉缓缓加入沥青中，必要时可加入适量添加剂，搅拌60分钟左右，橡胶沥青即制备完成。
本发明中，所述机械搅拌装置是一类似电风扇的搅拌头(叶片长20cm左右)，由电动机带动，可正反两个方向旋转。将基质沥青置于一釜中加热至185-195℃，将机械搅拌装置插入沥青中并启动，转速控制在1000-2000转/分钟，将沥青质量10-20％细胶粉缓缓加入沥青中，必要时加入适量添加剂，搅拌60分钟左右，橡胶沥青即制备完成。
本发明中，所述集料中，其粗集料可以采用辉绿岩、玄武岩、安山岩等硬质岩石中某一种轧制而成，颗粒形状宜近立方形，针片状含量不超过10％；细集料可以采用碱性岩石，如石灰岩、白云岩轧制的碎石。
本发明中，所述矿粉采用石灰岩或白云岩磨细的石粉，其小于0.075mm颗粒含量应大于80％。
本发明中，在步骤(1)中可以加入添加剂。
本发明中，所述添加剂可以采用维他联接剂、硫、苯酚二硫化物等一种，加入剂量视品种而异，其中维他联接剂加入量为胶粉质量的3-5％，硫、苯酚二硫化物加入量分别为胶粉质量的0.8-1.2％。
本发明中所得的橡胶沥青混合料用于铺筑道路路面。
通过本发明方法制得的改性沥青混合料检验，可以采用马歇尔仪双面击实方法，即选取样品用马歇尔仪双面击实75次，击实温度控制在140～150℃。
本发明中，所述的沥青混合料采用特殊设计的断级配集料，根据粗、细废旧轮胎橡胶粉的掺量和沥青混合料的设计空隙率调整2.36mm和4.75mm筛孔的通过率。混合料的配合比设计采用马歇尔法，双面击实75次，油石比(OAC)主要按空隙率4％确定。
本发明提出了将两种工艺相结合的方法(称为混合法)，以充分发挥各自的优势，达到大量消耗废旧轮胎和改善路用性能的双重目的。
研究表明，本发明能够大幅度的改善沥青与沥青混合料的高、低温性能，延长路面使用寿命，并且可以大量处理废旧轮胎，减轻环境污染。采用此混合料铺筑的路面还具有降低道路交通噪声的功效。成果的推广应用具有经济、社会、环保和工程效益。
附图说明
图1为本发明废旧轮胎橡胶混合法改性沥青混合料示意图。
图2为橡胶沥青针入度与温度的关系曲线图。
图3为实施例1中集料级配曲线图。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1：在施工现场制备橡胶改性沥青混合料
(1)橡胶沥青的制备
基质沥青采用AH-70沥青，其技术指标见表1。细胶粉由废旧轮胎常温粉碎磨制而成，得到80目的细胶粉，其相对密度为1.15。
                      表1 AH-70沥青的技术指标