一种环氧沥青再生混合料及其制备方法

本发明涉及道路工程材料，具体为一种环氧沥青再生混合料及其制备方法。

背景技术：

1、环氧沥青再生混合料是一种用于道路养护再生的复合材料，通常由铣刨旧料、新集料、矿粉、沥青、环氧体系及再生剂等组成。其利用环氧树脂固化形成的三维交联网络，提高混合料的强度、高温稳定性、抗疲劳性和耐久性，同时实现铣刨旧料资源化利用，降低石油沥青和砂石资源消耗。

2、然而，现有技术在配方设计上仍存在不足，例如专利cn121990788a公开了一种环氧树脂再生沥青混合材料，包括集料、rap和沥青料，以及处理添加物，处理添加物按重量份包括：环氧树脂30–80份、固化剂40–80份、软化剂3–10份、再生剂5–15份、抗老化剂1–3份、促进剂1–5份；处理添加物用量为沥青料总重量的8–15%，沥青料为集料总重量的4–5%，rap掺量为集料总重量的30–70%，该方案存在以下弊端：其一，胶结料体系以沥青为主、环氧为辅。沥青料占集料4–5%，环氧体系在混合料总质量中占比很小，混合料粘结性能主要依赖沥青，环氧交联网络发育不充分，对高温抗车辙、抗疲劳和耐久性提升有限。其二，处理添加物组分复杂，功能冲突。固化剂以胺类为主，适用期短、对潮湿敏感、与沥青相容性差。该专利将环氧树脂、再生剂、抗老化剂在90–110℃预混3-6小时，再生剂被环氧树脂包裹，渗透再生功能削弱，环氧基团也可能被消耗；抗老化剂高温下易失效；再生剂与软化剂功能重叠，可能导致旧沥青过度软化。其三，基质沥青未改性。沥青料为基质沥青或常规改性沥青，抗老化依赖外加抗老化剂，未利用生物质材料。虽然也有技术公开了酶解木质素或微晶纤维素用于改性沥青，但未涉及二者复配用于环氧再生体系。其四，集料选择与环氧主胶结料路线不匹配。该方案优选花岗岩，花岗岩为酸性集料，与环氧沥青界面粘附较弱。在环氧主胶结料路线下，环氧用量提高，界面性质权重增大，酸性集料易放大界面缺陷，增加水损害风险。其五，再生剂单一。该方案妥尔油单独作为再生剂存在高温性能劣化的固有缺陷，妥尔油能有效恢复旧沥青低温性能，但会使软化点降低、车辙因子减小，高温抗车辙能力显著劣化；且其功能单一，不具备增韧和弹性恢复能力，在环氧体系中还可能因含羧基等活性基团与环氧树脂预反应，干扰交联网络形成。现有技术中如专利cn115895282a虽然公开了增塑剂为环氧大豆油、渗透剂为妥尔油、增稠剂为sbs，但三者是作为相互独立的功能组分分别使用，该专利未公开将三者复合为再生剂，环氧大豆油仅起物理增塑作用，与妥尔油、sbs之间缺乏功能协同，无法解决妥尔油单独使用导致的高温性能劣化问题，也无法实现再生剂与环氧主胶结料体系的化学协同。

3、综上，亟需新的配方方案以充分发挥环氧体系性能优势，实现铣刨旧料高效再生利用。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种环氧沥青再生混合料及其制备方法，以解决现有环氧沥青再生混合料中存在胶结料主次失衡、组分配伍冲突、基质沥青未改性、集料选择不当、再生剂与环氧体系缺乏协同等问题。

2、为了解决以上技术问题，第一方面，本发明提供了一种环氧沥青再生混合料，以质量百分比计，包括以下原料：铣刨旧料35-45%、矿粉6-10%、改性基质沥青2-4%、环氧体系2.5-3.5%、改性再生剂0.1-0.3%、余量为新集料；其中，所述新集料选自玄武岩、辉绿岩和石灰岩中的一种或多种；所述环氧体系由环氧树脂e-51和甲基六氢苯酐组成；所述改性基质沥青由微晶纤维素、酶解木质素和基质沥青组成；所述改性再生剂由妥尔油、环氧大豆油和sbs颗粒组成。

3、进一步的，所述环氧树脂e-51和甲基六氢苯酐的质量比为1：0.85。

4、进一步的，所述改性基质沥青的制备方法包括：先将所述微晶纤维素和酶解木质素均匀混合，得到共混料，再将基质沥青加热至流动状态后向其中分批次加入所述共混料，然后以4000-5000r/min转速剪切30-40min后烘干、脱水，得到改性基质沥青；其中，所述微晶纤维素和酶解木质素在混合前先过120目筛。

5、进一步的，所述微晶纤维素和酶解木质素的质量比为1：1~3；所述共混料占所述基质沥青质量的6~10%。

6、进一步的，所述改性再生剂的制备方法包括：先将所述妥尔油和环氧大豆油混合，得到混合油，然后将所述混合油升温至140-150℃后，加入所述sbs颗粒，最后以3000-4000r/min转速剪切30-40min，得到改性再生剂。

7、进一步的，所述妥尔油和环氧大豆油的质量比为1：0.5~0.8；所述sbs颗粒占所述混合油质量的15~25%。

8、第二方面，本发明提供了第一方面所述的环氧沥青再生混合料的制备方法，包括以下步骤：

9、s1、将所述铣刨旧料预热至140~150℃，与所述改性再生剂在140~150℃条件下拌和40~60s，得到第一混合组分；

10、s2、将所述新集料和矿粉混合预热至140~150℃，将所述环氧体系预热至50~60℃，然后将预热后的新集料、矿粉和环氧体系一并加入所述第一混合组分中，在140~150℃条件下拌和70~90s，得到第二混合组分；

11、s3、在140~150℃条件下将所述改性基质沥青加入所述第二混合组分中拌和90-100s，得到环氧沥青再生混合料。

12、与现有技术相比，本方案具有以下有益效果：

13、1.环氧主导胶结料体系，交联网络完整。本方案以e-51与甲基六氢苯酐按组成的独立环氧体系为主胶结料，改性基质沥青为辅，克服了现有技术“沥青为主、环氧为辅”导致交联网络发育不充分的缺陷。酸酐固化剂潜伏性好，施工窗口期长，避免了胺类体系适用期短、与沥青相容性差的问题。

14、2.改性再生剂三组分协同，克服妥尔油单独使用的弊端。妥尔油负责渗透再生，环氧大豆油中的环氧基团参与酸酐固化反应，实现反应性增韧并成为交联网络的一部分，sbs颗粒提供弹性恢复。三者协同，既恢复了旧沥青低温性能，又避免了妥尔油单独使用导致的高温性能劣化，同时实现了再生剂与环氧体系的化学协同。

15、3.生物质改性基质沥青，抗老化与高温性能兼顾。微晶纤维素提供刚性骨架和增稠作用，提高高温抗车辙性能；酶解木质素含酚羟基，捕获老化自由基，提供抗老化和界面增强功能。两者复配替代了现有技术中的外加抗老化剂，并利用了可再生生物质资源。

16、4.集料与环氧主胶结料路线匹配。新集料选自玄武岩、辉绿岩和石灰岩，与环氧体系界面粘附性好，水稳定性高，克服了现有技术选用酸性花岗岩易放大界面缺陷的问题。

1.一种环氧沥青再生混合料，其特征在于：以质量百分比计，包括以下原料：铣刨旧料35-45%、矿粉6-10%、改性基质沥青2-4%、环氧体系2.5-3.5%、改性再生剂0.1-0.3%、余量为新集料；其中，所述新集料选自玄武岩、辉绿岩和石灰岩中的一种或多种；所述环氧体系由环氧树脂e-51和甲基六氢苯酐组成；所述改性基质沥青由微晶纤维素、酶解木质素和基质沥青组成；所述改性再生剂由妥尔油、环氧大豆油和sbs颗粒组成。

2.根据权利要求1所述的一种环氧沥青再生混合料，其特征在于：所述环氧树脂e-51和甲基六氢苯酐的质量比为1：0.85。

3.根据权利要求1所述的一种环氧沥青再生混合料，其特征在于：所述改性基质沥青的制备方法包括：先将所述微晶纤维素和酶解木质素均匀混合，得到共混料，再将基质沥青加热至流动状态后向其中分批次加入所述共混料，然后以4000-5000r/min转速剪切30-40min后烘干、脱水，得到改性基质沥青；其中，所述微晶纤维素和酶解木质素在混合前先过120目筛。

4.根据权利要求3所述的一种环氧沥青再生混合料，其特征在于：所述微晶纤维素和酶解木质素的质量比为1：1~3；所述共混料占所述基质沥青质量的6~10%。

5.根据权利要求1所述的一种环氧沥青再生混合料，其特征在于：所述改性再生剂的制备方法包括：先将所述妥尔油和环氧大豆油混合，得到混合油，然后将所述混合油升温至140-150℃后，加入所述sbs颗粒，最后以3000-4000r/min转速剪切30-40min，得到改性再生剂。

6.根据权利要求5所述的一种环氧沥青再生混合料，其特征在于：所述妥尔油和环氧大豆油的质量比为1：0.5~0.8；所述sbs颗粒占所述混合油质量的15~25%。

7.根据权利要求1-6任一项所述的环氧沥青再生混合料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：