CN110436827B - 利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于道路工程材料技术领域，具体涉及一种利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法。技术方案如下：由以下组份制备而成，按重量计为：RAP料(0‑5mm)16份～20份、RAP料(5‑10mm)13份～15份、RAP料(10‑20mm)8份～10份、再生剂0.1份～0.25份、纤维增强剂1份～3份、稳定剂1.8份～2.4份、新沥青0.6份～1份、胶粉3份～5份、耐腐蚀剂4份～6份、防水抗油剂1.2份～1.8份、松香1.1份～1.4份、无机纳米陶瓷隔热涂料2份～5份。本发明通过对废弃铣刨料的破碎、筛分、重组再生、预制、养生等特殊工艺制成的预制人行步道砖极其密实且高强耐久，使用寿命长，抗氧化、低温抗开裂、防腐蚀(盐蚀)能力强。

Description

利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法

技术领域

本发明属于道路工程材料技术领域，具体涉及一种利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法。

背景技术

沥青路面在长期使用过程中，受重载交通、气候环境等综合作用，其使用性能会呈现衰减，导致部分路段沥青路面功能性使用性能与结构性使用性能的指标均达不到使用要求，需重新改造维修。由于受到路面标高的限制，路面大中修工程多采用铣刨原有路面后重新铺筑的方式，由此产生了大量的废旧沥青铣刨料。

若将废旧铣刨料直接废弃，不但带来环境污染，且造成资源浪费。相反，将废弃旧料破碎后，加以新集料、再生剂、沥青还原剂等外加剂，生产出符合规范要求且满足一定性能指标的再生集料，重新加以利用，不仅解决了废弃旧料的堆放和运输问题，而且能保护环境，节约资源，同时降低工程造价。

公路及城市道路中的人行步道砖按材质主要分为混凝土类和天然石材类，受雨水、道路融雪剂的冲刷与侵蚀等作用，其耐盐蚀性能差、风化、低温断裂现象严重，同时存在造价高、耗费资源等诸多问题。

因此，开展基于沥青路面废弃旧料的再生及实现再生混合料预制步道砖的成型与开发，将再生技术与路面工程附属设施建设有效结合，在解决常规步道砖的防腐蚀性、耐久性较差、低温易碎裂等应用难题的同时，开辟先河，拓宽旧料再生利用技术的研究思路与方向。

发明内容

本发明提供一种利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，通过对废弃铣刨料的破碎、筛分、重组再生、预制、养生等特殊工艺制成的预制步道砖极其密实且使用寿命较长，抗氧化、低温抗开裂、防腐蚀(盐蚀)能力强，且尺寸相当，易于安装施工与后期维护。既实现了旧料的再生循环利用，变废为宝，节能环保，又显著降低步道砖的工程造价，解决常规步道砖(浆砌块石类步道砖、浆砌片石类步道砖)的维修与更换难度大、防腐蚀性与耐久性差、造价高等应用难题，经济与社会效益极其可观。

本发明的技术方案如下：

利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，由以下组份制备而成，按重量计为：RAP料(0-5mm)16份～20份、RAP料(5-10mm)13份～15份、RAP料(10-20mm)8份～10份、再生剂0.1份～0.25份、纤维增强剂1份～3份、稳定剂1.8份～2.4份、新沥青0.6份～1份、胶粉3份～5份、耐腐蚀剂4份～6份、防水抗油剂1.2份～1.8份、松香1.1份～1.4份、无机纳米陶瓷隔热涂料2份～5份。

所述的利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其优选方案为，所述RAP料为采用铣刨方式从沥青路面上获得的旧路面材料，再经过破碎、筛分而成的三种规格骨料，规格分别为：0-5mm、5-10mm、10-20mm。

所述的利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其优选方案为，所述再生剂为湖北鼎顺石化有限公司产品RA-5。

所述的利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其优选方案为，所述纤维增强剂为聚丙烯腈纤维增强剂。

所述的利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其优选方案为，所述稳定剂为木质素纤维。

所述的利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其优选方案为，所述新沥青为道路石油沥青，标号为90号，软化点≥45℃，25℃针入度为80～100(0.1mm)。

所述的利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其优选方案为，所述耐腐蚀剂为玻璃鳞片防腐胶泥。

所述的利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其优选方案为，所述防水抗油剂为有机硅树脂防水抗油剂。

所述的利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其优选方案为，所述无机纳米陶瓷隔热涂料为智钛科技公司产品JRC-B02，由无机胶黏剂、纳米氧化锆VK-R30及空心微珠组成。

所述的利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，具体包括以下步骤：

步骤一，将沥青路面铣刨后的面层废旧材料经过破碎、筛分，得到符合质量要求的三种规格RAP料，规格分别为：0-5mm、5-10mm、10-20mm；

步骤二，将拌和设备一加热至140～150℃，并将步骤一的RAP料(5-10mm)13～15份、RAP料(10-20mm)8～10份与再生剂0.05～0.1份、纤维增强剂0.5～1.5份、稳定剂0.9～1.8份、新沥青0.6～1份按比例共同加入到拌和设备一中充分搅拌8-10min，得到混合料一待用；

步骤三，将拌和设备二加热至160～170℃，将步骤一的RAP料(0-5mm)16～20份与再生剂0.05～0.2份、纤维增强剂0.5～2.5份、稳定剂0.6～1.3份、胶粉3～5份按比例共同加入到拌和设备二中充分搅拌5-8min，并保温10min，使其与基质沥青充分熔胀反应，得到混合料二待用；

步骤四，将混合料一及混合料二放置于振捣机具中，并加入耐腐蚀剂4～6份与松香1.1～1.4份；开启振捣搅拌装置加热至160～170℃，进行振动搅拌4-6min；待温度降至110℃时加入防水抗油剂1.2～1.8份，振动搅拌3-4min，得到混合料三待用；

步骤五，将混合料三置于预制人行步道砖机具中，进行静压10-15s，并养生10-20min；

步骤六，将步骤五中养生后的产品进行无机纳米陶瓷隔热涂料2～5份喷涂，得到预制人行步道砖。

其中：

再生剂优选湖北鼎顺石化有限公司产品道路专用再生剂RA-5，主要作用为：激发废旧沥青路面铣刨料中沥青的活性，使其已凝聚的沥青质重新熔解分散，调节沥青的胶体结构，使脆硬的旧沥青混合料软化，改善沥青流变性质，使废旧混合料恢复或接近原有的性能。

纤维增强剂为聚丙烯腈纤维增强剂，优选深圳海川德兰尼特公司

AS聚丙烯腈纤维增强剂，主要作用为：①提高预制人行步道砖的抗裂能力与整体强度；②提高混凝土的抗渗性：通过数量众多的聚丙烯腈纤维在预制人行步道砖内部的三维乱向分布，提高预制人行步道砖的密实性和减少或阻塞贯通性毛细孔隙形成，从而提高其抗渗性能；③增加预制人行步道砖的韧性，聚丙烯腈纤维有一定的延伸率和较高的抗拉强度，当预制人行步道砖受压或拉伸破坏时，首先是纤维的拉伸变形，对外在应力的吸收，从而增加预制人行步道砖的韧性。④提高预制人行步道砖的抗冲击能力，聚丙烯腈纤维增强剂的加入可较大程度吸收外加应力能量，提高预制人行步道砖对冲击能量的吸收能力。

稳定剂为木质素纤维，优选垦特莱路用木质素纤维，主要作用为：提高预制人行步道砖的化学稳定性以及增稠抗裂性能，同时，木质素纤维的加入可降低预制人行步道砖内部空隙数量，即减少预制人行步道砖内部的含水率，从而提高其抗冻性能。

新沥青为道路石油沥青，标号为90号，软化点≥45℃，25℃针入度为80～100(0.1mm)，主要作用为：对再生混合料中胶结料的补给，提高混合料的胶结能力。

胶粉采用废旧轮胎橡胶粉，优选山东邹平华源橡胶公司的100-120目精细橡胶粉，主要作用为：大幅度提高再生混合料中胶结料粘结性能，使预制的人行步道砖密实耐久，同时综合提高预制人行步道砖的高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性及抗水损坏性能等。

耐腐蚀剂优选河北佳进鑫宝化工公司产品玻璃鳞片防腐胶泥，主要作用为：提高预制人行步道砖的耐盐侵蚀性能、抗风化与耐紫外线等综合性能。

防水抗油剂为湖北环宇化工有限公司的有机硅树脂防水抗油剂，是由硅树脂溶液、渗透剂、增粘剂组成，主要作用为：提高预制人行步道砖的防水及抗油(汽、柴油)侵蚀性能。

松香优选济南迅达利化工公司产品工业用松香粉末晶体，主要作用为：提高预制人行步道砖混合料的高温稳定性能及提高再生混合料中沥青的劲度模量，从而提高预制人行步道砖的强度。

无机纳米陶瓷隔热涂料优选智钛科技公司产品JRC-B02，主要作用为：对预制的人行步道砖进行表层无机纳米陶瓷隔热涂料喷涂，是为了提高预制人行步道砖在夏季高温时段的整体稳定性(提高其高温稳定性能)以及冬季低温时段的蓄能功能(提高其低温抗开裂性能)。

本发明的有益效果为：

1)本发明的一种沥青路面面层铣刨料再生预制人行步道砖，原料易得，通过特殊的制备工艺预制而成，具有优异的力学及路用性能，完全满足日益繁重的交通荷载及恶劣气候环境条件下，对废旧料再生利用技术的高标准和高要求。

2)本发明所采用的技术可以100％地再生利用旧路面材料，变废为宝，不仅解决了路面因维修改造所产生大量废料对环境的污染问题，而且可节省大量的砂石材料和沥青资源，降低工程造价，使有限的建养资金发挥最大效能。

3)本发明的沥青路面废弃旧料再生预制人行步道砖与常规混凝土类和天然石材类步道砖相比，造价较低(可节约周期性养护成本38％以上)，且高强耐久、耐盐蚀与抗风化性能、抗低温开裂性能优异，且尺寸相当，易于安装施工与后期维护。

4)本发明解决了公路及城市道路常规混凝土类与天然石材类人行步道砖造价高、耐盐蚀性能差、风化与氧化严重、维修与更换困难、耗费资源等诸多问题，大幅提高人行步道砖的路用性能及施工和易性。同时，开辟先河，拓宽旧料再生利用技术的研究思路与方向。

具体实施方式

实施例1

利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，由以下组份制备而成，按重量计为：RAP料(0-5mm)：16.5份、RAP料(5-10mm)：13.2份、RAP料(10-20mm)：8.3份、再生剂：0.18份、纤维增强剂：2.4份、稳定剂：1.9份、新沥青：0.68份、胶粉：3.2份、耐腐蚀剂：4.7份、防水抗油剂：1.3份、松香：1.1份、无机纳米陶瓷隔热涂料：2.5份。所述再生剂为湖北鼎顺石化有限公司产品道路专用再生剂RA-5。所述纤维增强剂为深圳海川德兰尼特公司

AS聚丙烯腈纤维增强剂。所述稳定剂为垦特莱路用木质素纤维。所述新沥青为道路石油沥青，标号为90号，产地为盘锦辽河，软化点≥45℃，25℃针入度为80～100(0.1mm)。胶粉为山东邹平华源橡胶公司的140-160目精细橡胶粉。所述耐腐蚀剂为河北佳进鑫宝化工公司产品玻璃鳞片防腐胶泥。所述防水抗油剂为环宇化工的有机硅树脂防水抗油剂。松香选济南迅达利化工公司产品工业用松香粉末晶体。所述无机纳米陶瓷隔热涂料为智钛科技公司产品JRC-B02，由无机胶黏剂、纳米氧化锆VK-R30及空心微珠组成。

具体包括以下步骤：

步骤一，将沥青路面铣刨后的面层废旧材料经过破碎、筛分，得到符合质量要求的三种规格RAP料，规格分别为：0-5mm、5-10mm、10-20mm；

步骤二，将拌和设备一加热至140～150℃，并将步骤一的RAP料(5-10mm)13.2份、RAP料(10-20mm)8.3份与再生剂0.08份、纤维增强剂1份、稳定剂1.1份、新沥青2份按比例共同加入到拌和设备一中充分搅拌8-10min，得到混合料一待用；

步骤三，将拌和设备二加热至160～170℃，将步骤一的RAP料(0-5mm)16.5份与再生剂0.1份、纤维增强剂1.4份、稳定剂0.8份、胶粉3.2份按比例共同加入到拌和设备二中充分搅拌5-8min，并保温10min，使其与基质沥青充分熔胀反应，得到混合料二待用；

步骤四，将混合料一及混合料二放置于振捣机具中，并加入耐腐蚀剂4.7份与松香1.1份；开启振捣搅拌装置加热至160～170℃，进行振动搅拌4-6min；待温度降至110℃时加入防水抗油剂1.3份，振动搅拌3-4min，得到混合料三待用；

步骤五，将混合料三置于预制人行步道砖机具中，进行静压10-15s，并养生10-20min；

步骤六，将步骤五中养生后的产品进行无机纳米陶瓷隔热涂料2.5份喷涂，得到预制人行步道砖。

实施例2

与实施例1不同之处在于，组份按重量计为：RAP料(0-5mm)：18份、RAP料(5-10mm)：14份、RAP料(10-20mm)：8.8份、再生剂：0.22份、纤维增强剂：2.6份、稳定剂：2.1份、新沥青：0.82份、胶粉：3.8份、耐腐蚀剂：5.3份、防水抗油剂：1.5份、松香：1.28份、无机纳米陶瓷隔热涂料：3.5份。分配比例为：步骤二中，再生剂(0.08份)、纤维增强剂(1.2份)、稳定剂(1.3份)；步骤三中，再生剂(0.14份)、纤维增强剂(1.4份)、稳定剂(0.8份)。

实施例3

与实施例1不同之处在于，组份按重量计为：RAP料(0-5mm)：19.2份、RAP料(5-10mm)：14.7份、RAP料(10-20mm)：9份、再生剂：0.25份、纤维增强剂：3份、稳定剂：2.4份、新沥青：0.95份、胶粉：4.6份、耐腐蚀剂：6份、防水抗油剂：1.8份、松香：1.36份、无机纳米陶瓷隔热涂料：4.2份。分配比例为：步骤二中，再生剂(0.08份)、纤维增强剂(1.4份)、稳定剂(1.5份)；步骤三中，再生剂(0.17份)、纤维增强剂(1.6份)、稳定剂(0.9份)。

实施例1～3沥青路面面层铣刨料再生预制人行步道砖路用性能检测结果如表1所示：

表1

对比例

选取道路工程常用的水泥混凝土人行步道砖。性能检测结果如表2所示：

表2

由表1～2可见，按照本发明实施例1～3制备的沥青路面面层铣刨料再生预制步道砖的性能能够满足中华人民共和国交通运输部颁布的《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的技术要求，各项性能指标比常规混凝土步道砖的性能要好，且抗压强度与混凝土类步道砖相当。同时，沥青路面面层铣刨料再生预制步道砖极其密实且高强耐久，抗氧化、低温抗开裂、防腐蚀(盐蚀)能力强，大幅度提高步道砖的高、低温性能与耐久性，显著降低生产与使用成本。

本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的实施方案，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种改进和变化，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其特征在于，由以下组份制备而成，按重量计为：0-5mm RAP料16.5份、5-10mm RAP料13.2份、10-20mm RAP料8.3份、再生剂0.18份、纤维增强剂2.4份、稳定剂1.9份、新沥青0.68份、胶粉3.2份、耐腐蚀剂4.7份、防水抗油剂1.3份、松香1.1份、无机纳米陶瓷隔热涂料2.5份，所述稳定剂为木质素纤维，所述新沥青为道路石油沥青，标号为90号，软化点≥45℃，25℃针入度为80～100（0.1mm），所述耐腐蚀剂为玻璃鳞片防腐胶泥，具体包括如下步骤：

步骤一，将沥青路面铣刨后的面层废旧材料经过破碎、筛分，得到符合质量要求的三种规格RAP料，规格分别为：0-5mmRAP料、5-10mmRAP料、10-20mmRAP料；

步骤二，将拌和设备一加热至140～150℃，并将步骤一的5-10mm RAP料13.2份、10-20mm RAP料8.3份与再生剂0.08份、纤维增强剂1份、稳定剂1.1份、新沥青2份按比例共同加入到拌和设备一中充分搅拌8-10min，得到混合料一待用；

步骤三，将拌和设备二加热至160～170℃，将步骤一的0-5mm RAP料16.5份与再生剂0.1份、纤维增强剂1.4份、稳定剂0.8份、胶粉3.2份按比例共同加入到拌和设备二中充分搅拌5-8 min，并保温10min，使其与基质沥青充分熔胀反应，得到混合料二待用；

步骤四，将混合料一及混合料二放置于振捣机具中，并加入耐腐蚀剂4.7份与松香1.1份；开启振捣搅拌装置加热至160~170℃，进行振动搅拌4-6min；待温度降至110℃时加入防水抗油剂1.3份，振动搅拌3-4min，得到混合料三待用；

步骤五，将混合料三置于预制人行步道砖机具中，进行静压10-15s，并养生10-20min；

步骤六，将步骤五中养生后的产品进行无机纳米陶瓷隔热涂料2.5份喷涂，得到预制人行步道砖。

2.利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其特征在于，由以下组份制备而成，按重量计为：0-5mm RAP料18份、5-10mm RAP料14份、10-20mm RAP料8.8份、再生剂0.22份、纤维增强剂2.6份、稳定剂2.1份、新沥青0.82份、胶粉3.8份、耐腐蚀剂5.3份、防水抗油剂1.5份、松香1.28份、无机纳米陶瓷隔热涂料3.5份，所述稳定剂为木质素纤维，所述新沥青为道路石油沥青，标号为90号，软化点≥45℃，25℃针入度为80～100（0.1mm），所述耐腐蚀剂为玻璃鳞片防腐胶泥，具体包括如下步骤：

步骤一，将沥青路面铣刨后的面层废旧材料经过破碎、筛分，得到符合质量要求的三种规格RAP料，规格分别为：0-5mmRAP料、5-10mmRAP料、10-20mmRAP料；

步骤二，将拌和设备一加热至140～150℃，并将步骤一的5-10mm RAP料14份、10-20mmRAP料8.8份与再生剂0.08份、纤维增强剂1.2份、稳定剂1.3份、新沥青0.82份，按比例共同加入到拌和设备一中充分搅拌8-10min，得到混合料一待用；

步骤三，将拌和设备二加热至160～170℃，将步骤一的0-5mm RAP料18份与再生剂0.14份、纤维增强剂1.4份、稳定剂0.8份、胶粉3.8份按比例共同加入到拌和设备二中充分搅拌5-8 min，并保温10min，使其与基质沥青充分熔胀反应，得到混合料二待用；

步骤四，将混合料一及混合料二放置于振捣机具中，并加入耐腐蚀剂5.3份与松香1.28份；开启振捣搅拌装置加热至160~170℃，进行振动搅拌4-6min；待温度降至110℃时加入防水抗油剂1.5份，振动搅拌3-4min，得到混合料三待用；

步骤五，将混合料三置于预制人行步道砖机具中，进行静压10-15s，并养生10-20min；

步骤六，将步骤五中养生后的产品进行无机纳米陶瓷隔热涂料3.5份喷涂，得到预制人行步道砖。

3.利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其特征在于，由以下组份制备而成，按重量计为：0-5mm RAP料19.2份、5-10mm RAP料14.7份、10-20mm RAP料9份、再生剂0.25份、纤维增强剂3.0份、稳定剂2.4份、新沥青0.95份、胶粉4.6份、耐腐蚀剂6份、防水抗油剂1.8份、松香1.36份、无机纳米陶瓷隔热涂料4.2份，所述稳定剂为木质素纤维，所述新沥青为道路石油沥青，标号为90号，软化点≥45℃，25℃针入度为80～100（0.1mm），所述耐腐蚀剂为玻璃鳞片防腐胶泥，具体包括如下步骤：

步骤一，将沥青路面铣刨后的面层废旧材料经过破碎、筛分，得到符合质量要求的三种规格RAP料，规格分别为：0-5mmRAP料、5-10mmRAP料、10-20mmRAP料；

步骤二，将拌和设备一加热至140～150℃，并将步骤一的5-10mm RAP料14.7份、10-20mm RAP料9份与再生剂0.08份、纤维增强剂1.4份、稳定剂1.5份、新沥青0.95份按比例共同加入到拌和设备一中充分搅拌8-10min，得到混合料一待用；

步骤三，将拌和设备二加热至160～170℃，将步骤一的0-5mm RAP料19.2份与再生剂0.17份、纤维增强剂1.6份、稳定剂0.9份、胶粉4.6份按比例共同加入到拌和设备二中充分搅拌5-8 min，并保温10min，使其与基质沥青充分熔胀反应，得到混合料二待用；

步骤四，将混合料一及混合料二放置于振捣机具中，并加入耐腐蚀剂6份与松香1.36份；开启振捣搅拌装置加热至160~170℃，进行振动搅拌4-6min；待温度降至110℃时加入防水抗油剂1.8份，振动搅拌3-4min，得到混合料三待用；

步骤五，将混合料三置于预制人行步道砖机具中，进行静压10-15s，并养生10-20min；

步骤六，将步骤五中养生后的产品进行无机纳米陶瓷隔热涂料4.2份喷涂，得到预制人行步道砖。

4.根据权利要求1、2或3任意一项所述的利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其特征在于，所述再生剂为湖北鼎顺石化有限公司产品RA-5。

5.根据权利要求1、2或3任意一项所述的利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其特征在于，所述纤维增强剂为聚丙烯腈纤维增强剂。

6.根据权利要求1、2或3任意一项所述的利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其特征在于，所述防水抗油剂为有机硅树脂防水抗油剂。

7.根据权利要求1、2或3任意一项所述的利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制人行步道砖的方法，其特征在于，所述无机纳米陶瓷隔热涂料为智钛科技公司产品JRC-B02，由无机胶黏剂、纳米氧化锆VK-R30及空心微珠组成。