一种吸声环保再生沥青混凝土及其制备工艺的制作方法

本发明涉及沥青混凝土加工技术领域，更具体地说，它涉及一种吸声环保再生沥青混凝土及其制备工艺。

背景技术：

沥青混凝土俗称沥青砼，人工选配具有一定级配组成的矿料，碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等，与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。

在申请公布号为cn108147728a的中国发明专利中公开了一种橡胶沥青混凝土及其制备工艺，该橡胶沥青混凝土原料组成分数包括：矿粉粉煤灰50～60份、石屑20～30份、石灰石6～8份、水泥10～15份、超分子橡胶复合材料5～10份、沥青6～10份、玻璃纤维2～4份、乙酸异丁酸蔗糖酯2～3份、水80～120份。制备工艺：采用微波和机械研磨的联合方法先对废旧橡胶粉进行再生，再对再生橡胶粉进行接枝改性，再将石灰石进行高温煅烧，然后将超分子橡胶复合材料和剩余原料加入到石灰石中，加水后混合均匀即得到橡胶沥青混凝土。

上述专利中，通过接枝超支化聚酰胺后能够使橡胶粉分子内有大量的空隙，进而使橡胶沥青混凝土在使用中，能够有效降低行车行驶过程中产生的噪音，但橡胶沥青混凝土中的沥青在使用中会发生老化，导致其整体的降噪效果越来越差，而行车行驶过程中产生的噪音也会越来越大，不能长久的起到良好的降噪效果，也不利于绿色城市的建设，因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术中因沥青混凝土降噪的稳定性较差，导致其在使用过程中并不能有效降低城市噪音的问题，本发明的目的一在于提供一种吸声环保再生沥青混凝土，利用膨胀蛭石、水玻璃和微孔硅酸钙共同作用在吸声环保再生沥青混凝土的内部形成稳定的吸声孔结构，以解决上述技术问题，其具有良好的吸声降噪效果，且在使用过程能够保持良好的稳定性。

为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：

一种吸声环保再生沥青混凝土，包括如下重量份数的组分：

新集料75～80份；

sbs改性沥青4～6份；

矿粉0.2～0.3份；

再生沥青混合旧料16～22份；

再生剂0.04～0.08份；

纤维填料2.5～4.5份；

耐高温吸声材料4～6份；

膨胀蛭石3～3.5份；

水玻璃0.6～1.2份；

微孔硅酸钙0.4～0.8份。

通过采用上述技术方案，再生沥青混合旧料是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分后所得到的，但再生沥青混合旧料中的沥青在长时间的使用过程中会出现不同程度的老化，而加入再生剂，可以改善沥青的相容性，提高沥青整体的针入度和延度。纤维填料具有良好的填充性和耐磨性，且强度高、无污染、耐化学腐蚀性强，能够使吸声环保再生沥青混凝土的整体品质大大提高，而sbs改性沥青能够提高吸声环保再生沥青混凝土的耐老化性能和耐温性能。

膨胀蛭石有独特的构造特性和表面性质，能够快速的分散在各组分原料之间，且在较高温度下会发生膨胀，而水玻璃和微孔硅酸钙具有良好的渗透性，在吸声环保再生沥青混凝土的使用过程中，水玻璃极易填充在微孔硅酸钙的孔径中，并利用水玻璃的粘结力紧紧粘接在膨胀蛭石的表面。当热的环保再生沥青混凝土在老化过程中，膨胀蛭石会收缩变小，使环保再生沥青混凝土的内部形成一个个腔室，此时部分微孔硅酸钙与膨胀蛭石的表面脱离接触，水玻璃会从微孔硅酸钙的孔径出流出，形成通路，并和吸声环保再生沥青混凝土的内部孔隙相连通，形成一个相互连通的吸声通路，进而使吸声环保再生沥青混凝土具有良好的吸声降噪作用。同时，利用水玻璃良好的耐酸性和耐热性，能够保证吸声通路的稳定性，进而使吸声环保再生沥青混凝土在使用过程中的稳定性大大提高。

耐高温吸声材料具有良好的分散性，能够起到良好的吸声降噪效果，且部分耐高温吸声材料与吸声环保再生沥青混凝土内部的吸声通路相接触，可以大大提高吸声环保再生沥青混凝土的吸声降噪效果，同时，耐高温吸声材料具有良好的耐温性能，使吸声环保再生沥青混凝土具有良好的稳定性。

进一步优选为，所述吸声环保再生沥青混凝土的组分中还加入有重量份数为2.4～3.6份的功能填料，功能填料主要由膨胀珍珠岩、钢渣和硬硅钙石组成，且膨胀珍珠岩、钢渣和硬硅钙石的重量份数比为(0.8～1.6)：(1.2～1.4)：1。

通过采用上述技术方案，钢渣是炼钢过程中的一种副产物，其不仅能够使吸声环保再生沥青混凝土的整体品质大大提高，还能改善吸声环保再生沥青混凝土的内部孔径结构。硬硅钙石是一种纤维状或针状结晶矿物，具有良好的隔热性能，膨胀珍珠岩具有良好的耐化学稳定性，且其内部具有良好的孔径结构，加入由膨胀珍珠岩、钢渣和硬硅钙石组成的功能填料，对吸声环保再生沥青混凝土内部孔径的扩展具有良好的促进作用，能够使吸声环保再生沥青混凝土得吸声降噪性能大大提高。

进一步优选为，所述纤维填料选用聚酯纤维、水镁石纤维、木质素纤维和玻璃纤维中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，聚酯纤维、水镁石纤维、木质素纤维和玻璃纤维均具有良好的强度、韧性和耐化学腐蚀的性能，使吸声环保再生沥青混凝土在保持良好内部孔径的前提下，仍具有良好的结构强度，且在使用过程中不易发生损坏。同时，选用多种纤维填料混合使用时，能够起到良好的配合效果，有利于提高吸声环保再生沥青混凝土的结构稳定性，进而使吸声环保再生沥青混凝土得整体品质大大提高。

进一步优选为，所述耐高温吸声材料选用石棉、矿渣棉、岩石棉和玻璃棉中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，石棉、矿渣棉、岩石棉和玻璃棉均具有良好的吸声效果，且其与吸声环保再生沥青混凝土内的吸声通路具有良好的配合效果，能够部分依托在吸声通路的侧壁上，在吸声环保再生沥青混凝土的内部形成一个较大的吸声网络，进而使吸声环保再生沥青混凝土能够保持良好稳定的吸声降噪效果。同时，耐高温吸声材料还具有良好的隔热效果，能够延缓环保再生沥青混凝土在使用过程中的老化速度，延长其使用寿命，具有良好的应用效果。

进一步优选为，所述新集料主要由粒径范围为0～3mm、3～5mm、5～13mm、13～20mm、20～25mm的石灰岩按重量份数比为(1.4～2.6)：(2.6～3.4)：(7.6～8.6)：1：(3.5～4.5)组成。

通过采用上述技术方案，石灰岩与sbs改性沥青之间具有良好的结合性，且具有良好的耐温性能，不易因外界温度的剧烈变化导致其界面强度的减弱，使吸声环保再生沥青混凝土具有良好的稳定性。选用不同粒径大小的石灰岩组成新集料，使新集料与再生沥青混合旧料、sbs改性沥青在再生沥青混凝土的内部形成疏密相见的胶质网，并与膨胀蛭石、水玻璃和微孔硅酸钙之间起到良好的配合效果，不仅使吸声环保再生沥青混凝土具有良好的吸声降噪性能，还在使用过程中能够保持良好的稳定性，整体具有良好的品质。

进一步优选为，所述再生沥青混合旧料主要由粒径范围为0～8mm、8～15mm、15～25mm的旧沥青混凝土按重量份数比为(0.4～0.8)：(1.6～2)：1组成。

通过采用上述技术方案，再生沥青混合旧料的再生利用，能够节约大量的沥青、砂石等原材料，节省工程投资，同时有利于处理废料、保护环境，具有显著的经济效益和社会、环境效益。不同粒径大小的旧沥青混凝土按不同比例配合成再生沥青混合旧料，能够与各组分原料之间具有良好的结合性，并有利于使老化的旧沥青与sbs改性沥青能够快速相融混合，使吸声环保再生沥青混凝土具有良好的品质，并具有较长的使用寿命。

本发明的目的二在于提供一种吸声环保再生沥青混凝土的制备工艺，采用该工艺制备的吸声环保再生沥青混凝土，其具有良好的吸声降噪效果，且在使用过程能够保持良好的稳定性。

为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案，包括以下步骤：

步骤一，将相应重量份数的新集料、膨胀蛭石、微孔硅酸钙和纤维填料在烘干桶内进行搅拌烘干，温度控制在80～120℃，时间为20～40min，搅拌速度为700～900rpm，得到干燥的混合料；

步骤二，将干燥的混合料放入拌和缸中，将60～70％重量份数的sbs改性沥青加热至150～170℃，在20～30s内均匀的加入拌和缸中，进行搅拌，搅拌速度为800～1200rpm，时间为20～30min；

步骤三，将再生沥青混合旧料进行预热后和再生剂一同加入上述拌和缸中，进行搅拌，拌和缸内温度维持在160～170℃，搅拌速度为800～1200rpm，时间为25～30min，再加入剩余重量份的sbs改性沥青和耐高温吸声材料，进行搅拌混合，搅拌速度为600～800rpm，时间为10～15min；

步骤四，再向拌和缸中加入矿粉和水玻璃，混合均匀后即可得到吸声环保再生沥青混凝土，且出料温度为160～170℃。

通过采用上述技术方案，对新集料、膨胀蛭石、微孔硅酸钙和纤维填料进行烘干，避免其相互之间由于水分而粘连在一起，使吸声环保再生沥青混凝土具有良好的品质。先让部分沥青与新集料先进行拌和，然后再加入再生沥青混合料旧料和剩余的沥青，有利于使新集料的表面能够更多的裹附到加入的沥青，且能使吸声环保再生沥青混凝土中的沥青分布的更加均匀。同时，采用该工艺具有较高的生产效率，且制得的吸声环保再生沥青混凝土用于道路铺设时，具有较长的使用寿命，并在长时间的使用过程中仍能保持良好的吸声降噪性能。

进一步优选为，所述膨胀蛭石进行改性处理，且具体包括如下步骤：

s1，称取相应重量份数的膨胀蛭石进行干燥，用含有乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液低速搅拌回流10～15min；

s2，再用含有γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液低速搅拌回流10～15min，得到混合物；

s3，对混合物进行真空抽滤，且用去离子水洗涤2～3次，并在鼓风干燥箱中进行干燥至恒重，得到改性膨胀蛭石。

通过采用上述技术方案，膨胀蛭石一般情况下与各组分原料间的结合性较差，容易导致吸声环保再生沥青混凝土的整体结构较弱，对膨胀蛭石的表面进行改性处理，能够提高膨胀蛭石与各组分原料间的结合强度，进而使吸声环保再生沥青混凝土得整体品质大大提高，且能使膨胀蛭石通过自身的膨胀收缩能够在吸声环保再生沥青混凝土的内部形成稳定的腔室，并保证吸声通路的稳定性，进而使吸声环保再生沥青混凝土的整体品质大大提高。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)在膨胀蛭石、水玻璃和微孔硅酸钙共同作用下，并与吸声环保再生沥青混凝土的内部孔隙相配合，形成一个相互连通的吸声通路，进而使吸声环保再生沥青混凝土具有良好的吸声降噪作用。同时，利用水玻璃良好的耐酸性和耐热性，以及微孔硅酸钙的耐化学腐蚀性能，能够保证吸声通路的稳定性，进而使吸声环保再生沥青混凝土在使用过程中能够保持良好的吸声降噪效果；

(2)加入由膨胀珍珠岩、钢渣和硬硅钙石组成的功能填料，对吸声环保再生沥青混凝土内部孔径的扩展具有良好的促进作用，不仅能够使吸声环保再生沥青混凝土的吸声降噪性能和整体结构的稳定性大大提高，还有利于处理废料、保护环境，具有显著的经济效益和社会、环境效益。

附图说明

图1为本发明中吸声环保再生沥青混凝土的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1：一种吸声环保再生沥青混凝土，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：

步骤一，将相应重量份数的新集料、膨胀蛭石、微孔硅酸钙和聚酯纤维在烘干桶内进行搅拌烘干，温度控制在110℃，时间为20min，搅拌速度为900rpm，得到干燥的混合料；

步骤二，将干燥的混合料放入拌和缸中，将60％重量份数的sbs改性沥青加热至160℃，在30s内均匀的加入拌和缸中，进行搅拌，搅拌速度为1200rpm，时间为20min；

步骤三，将再生沥青混合旧料进行预热至80℃后和再生剂一同加入上述拌和缸中，进行搅拌，拌和缸内温度维持在170℃，搅拌速度为1100rpm，时间为30min，再加入剩余40％重量份的sbs改性沥青和矿渣棉，进行搅拌混合，搅拌速度为800rpm，时间为10min；

步骤四，再向拌和缸中加入矿粉和水玻璃，混合均匀后即可得到吸声环保再生沥青混凝土，且出料温度为170℃。

注：上述步骤中的新集料主要由粒径范围为0～3mm、3～5mm、5～13mm、13～20mm、20～25mm的石灰岩按重量份数比为2：3：8.1：1：4组成，其由石灰岩原料依次经3mm、5mm、13mm、20mm和25mm的筛网筛得。再生沥青混合旧料主要由粒径范围为0～8mm、8～15mm、15～25mm的旧沥青混凝土按重量份数比为0.6：1.8：1组成，其由旧沥青混凝土原料依次经8mm、15mm和25mm的筛网筛得。再生剂选用上海万照精细化工有限公司中型号为wsg-s29的沥青再生剂。

实施例2-8：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。

表1实施例1-8中各组分及其重量份数

实施例9：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，新集料主要由粒径范围为0～3mm、3～5mm、5～13mm、13～20mm、20～25mm的石灰岩按重量份数比为1.4：2.6：7.6：1：3.5组成。

实施例10：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，新集料主要由粒径范围为0～3mm、3～5mm、5～13mm、13～20mm、20～25mm的石灰岩按重量份数比为2.6：3.4：8.6：1：4.5组成。

实施例11：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，再生沥青混合旧料主要由粒径范围为0～8mm、8～15mm、15～25mm的旧沥青混凝土按重量份数比为0.4：1.6：1组成。

实施例12：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，再生沥青混合旧料主要由粒径范围为0～8mm、8～15mm、15～25mm的旧沥青混凝土按重量份数比为0.8：2：1组成。

实施例13：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数为75份的新集料、3份的膨胀蛭石、0.4份的微孔硅酸钙和2.5份的木质素纤维在烘干桶内进行搅拌烘干，温度控制在110℃，时间为20min，搅拌速度为900rpm，得到干燥的混合料。

实施例14：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数为75份的新集料、3份的膨胀蛭石、0.4份的微孔硅酸钙、1.5份的水镁石纤维和1份的玻璃纤维在烘干桶内进行搅拌烘干，温度控制在110℃，时间为20min，搅拌速度为900rpm，得到干燥的混合料。

实施例15：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，将重量份数为16份的再生沥青混合旧料进行预热后和0.08份的再生剂一同加入上述拌和缸中，进行搅拌，拌和缸内温度维持在170℃，搅拌速度为1100rpm，时间为30min，再加入剩余40％重量份的sbs改性沥青和6份的岩石棉，进行搅拌混合，搅拌速度为800rpm，时间为10min。

实施例16：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，将重量份数为16份的再生沥青混合旧料进行预热后和0.08份的再生剂一同加入上述拌和缸中，进行搅拌，拌和缸内温度维持在170℃，搅拌速度为1100rpm，时间为30min，再加入剩余40％重量份的sbs改性沥青、2份的矿渣棉、2份的玻璃棉和2份的石棉，进行搅拌混合，搅拌速度为800rpm，时间为10min。

实施例17：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数为75份的新集料、3份的膨胀蛭石、0.4份的微孔硅酸钙、2.5份的聚酯纤维和2.4份的功能填料在烘干桶内进行搅拌烘干，功能填料由重量份数比为1.2：1.3：1的膨胀珍珠岩、钢渣和硬硅钙石组成，温度控制在110℃，时间为20min，搅拌速度为900rpm，得到干燥的混合料。

实施例18：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数为75份的新集料、3份的膨胀蛭石、0.4份的微孔硅酸钙、2.5份的聚酯纤维和3.6份的功能填料在烘干桶内进行搅拌烘干，功能填料由重量份数比为0.8：1.4：1的膨胀珍珠岩、钢渣和硬硅钙石组成，温度控制在110℃，时间为20min，搅拌速度为900rpm，得到干燥的混合料。

实施例19：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数为75份的新集料、3份的膨胀蛭石、0.4份的微孔硅酸钙、2.5份的聚酯纤维和3份的功能填料在烘干桶内进行搅拌烘干，功能填料由重量份数比为1.6：1.2：1的膨胀珍珠岩、钢渣和硬硅钙石组成，温度控制在110℃，时间为20min，搅拌速度为900rpm，得到干燥的混合料。

实施例20：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，所述膨胀蛭石进行改性处理，且具体包括如下步骤：

s1，称取相应重量份数的膨胀蛭石进行干燥，用含有5％乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液低速搅拌回流10～15min；

s2，再用含有5％γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液低速搅拌回流10～15min，得到混合物；

s3，对混合物进行真空抽滤，且用去离子水洗涤2～3次，并在鼓风干燥箱中进行干燥至恒重，得到改性膨胀蛭石。

对比例1：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数为75份的新集料、0.4份的微孔硅酸钙和2.5份的聚酯纤维在烘干桶内进行搅拌烘干，温度控制在110℃，时间为20min，搅拌速度为900rpm，得到干燥的混合料。

对比例2：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数为75份的新集料、3份的膨胀蛭石和2.5份的聚酯纤维在烘干桶内进行搅拌烘干，温度控制在110℃，时间为20min，搅拌速度为900rpm，得到干燥的混合料。

对比例3：一种吸声环保再生沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤四具体设置为，再向拌和缸中加入重量份数为0.3份的矿粉，混合均匀后即可得到吸声环保再生沥青混凝土，且出料温度为170℃。

对比例4：一种吸声环保再生沥青混凝土，与对比例3的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数为75份的新集料和2.5份的聚酯纤维在烘干桶内进行搅拌烘干，温度控制在110℃，时间为20min，搅拌速度为900rpm，得到干燥的混合料。

性能测试试验样品：采用实施例1-20中获得的吸声环保再生沥青混凝土作为试验样品1-20，采用对比例1-4中获得的吸声环保再生沥青混凝土作为对照样品1-4。

试验方法：在密封空间发出吸声信号后，就产生混响声，声音信号停止后，室内空间的混响声逐渐减弱，声压级衰减60db的时间定义为混响时间。当房间的体积确定后，混响时间长短与房间内的吸声能力有关，因此，吸声环保再生沥青混凝土的吸声系数就可以通过在混响室内的混响时间进行测量。将试验样品1-20和对照样品1-4按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(jtj052-2000)中的规定制作标准试样，并根据gbj47-1983《混响室法吸声系数测量规范》和gb/t16731-1997《建筑吸声产品的吸声性能分级》测量标准试样的吸声系数。

试验结果：试验样品1-20和对照样品1-4的测试结果如表2所示。由表2可知，由试验样品1-8和对照样品1-4的测试结果对比可得，膨胀蛭石、水玻璃和微孔硅酸钙能够提高吸声环保再生沥青混凝土的吸声系数，且其混合使用时，能够使吸声系数大大提高。由试验样品1-8和对照样品17-19的测试结果对比可得，加入由膨胀珍珠岩、钢渣和硬硅钙石组成的功能填料，也能提高吸声环保再生沥青混凝土的吸声系数，进而使吸声环保再生沥青混凝土具有良好的吸声降噪效果。由试验样品1和对照样品20的测试结果对比可得，对膨胀蛭石的表面进行改性处理，有利于保证吸声环保再生沥青混凝土具有良好的吸声降噪效果。

表2试验样品1-20和对照样品1-4的测试结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。