(71)申請(qǐng)人長(zhǎng)安大學(xué)地址710000陜西省西安市雁塔區(qū)南二環(huán)路中段(72)發(fā)明人叢培良于珂軒(74)專利代理機(jī)構(gòu)鄭州歐凱專利代理事務(wù)所(普通合伙)41166專利代理師王志興B01F B09B3/40(2022.01)(54)發(fā)明名稱機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法本發(fā)明提供機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法，旨在解決RAP再生中結(jié)團(tuán)導(dǎo)致的性能劣化問(wèn)題，該方法基于表面活性劑的乳化作用，通過(guò)預(yù)處理、混合攪拌及篩分工藝，實(shí)現(xiàn)老化瀝青與舊集料的快速剝離；具體包括：對(duì)RAP結(jié)團(tuán)進(jìn)行預(yù)熱后，與表面活性劑溶液混合，在特定溫度與攪拌條件下完成乳化分散，最終通過(guò)篩分回收再生集料及可循環(huán)利用的殘余乳液，該技術(shù)突破傳統(tǒng)機(jī)械破碎和化學(xué)溶解的局限性，液的重復(fù)使用，減少了環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)了資源循表面活性劑種類表面活性劑摻量?jī)?yōu)化效果差則調(diào)整參數(shù)重新處理瀝青含量級(jí)配變化、21.機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)RAP預(yù)處理將廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)置于110~120℃烘箱中預(yù)熱0.5h,并配置表面活性劑溶液；(2)乳化分散處理將預(yù)熱后的廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)與表面活性劑溶液按比例混合，并加熱攪拌分散一定時(shí)間，在此過(guò)程中收集乳液表面上層的瀝青泡沫；(3)篩分回收處理實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過(guò)篩分將骨料與乳液分離；靜置后，將乳液與淤泥分離，得到可重復(fù)利用的殘余乳液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法，其特征在于，所述步驟(1)中廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)的制作過(guò)程為：首先對(duì)廢舊瀝青混合料進(jìn)行除塵，然后在烘箱中以110~120℃加熱1h,接著進(jìn)行捏合和擠壓分離，最后經(jīng)冷卻后得到不同粒徑的廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法，其特征在于，所述步驟(1)中廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)包括至少一種以下粒徑的結(jié)團(tuán)，結(jié)團(tuán)的粒徑為13.2~16mm、9.5~13.2mm、4.75~9.5mm和2.36~4.75mm,所述的表面活性劑溶液的濃度為4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法，其特征在于，所述步驟(2)中表面活性劑溶液與廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)的混合比例為1:2,加熱攪拌的工作條件參數(shù)包括攪拌轉(zhuǎn)速、加熱溫度和時(shí)間，攪拌轉(zhuǎn)速為280r/min、700r/min和1800r/min,加熱溫度為60℃、80℃和90℃,時(shí)間為0.5h、1h和1.5h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法，其特征在于，所述步驟(3)中通過(guò)水篩法將再生骨料與乳液分離，靜置時(shí)間為0.5~1h。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法，其特征在于，所述步驟(3)中重復(fù)利用的殘余乳液取靜置后的上層清液，直接加入一定量的水繼續(xù)按1:2比例使用。3技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明屬于廢舊瀝青再生利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法。背景技術(shù)[0002]近年來(lái)，隨著城市化和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加速，許多廢舊瀝青混合料(RecycledAsphaltPavement,簡(jiǎn)稱RAP)已經(jīng)產(chǎn)生和積累。這些RAP不僅占用了成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。隨著路面材料成本的上升，對(duì)RAP回收技術(shù)的研究越來(lái)越受到關(guān)注。在再生瀝青路面中應(yīng)用的關(guān)鍵在于其結(jié)團(tuán)現(xiàn)象嚴(yán)重和施工過(guò)程中質(zhì)量控制的復(fù)雜性。[0003]提高RAP在路面工程中的含量百分比引起了研究人員的極大關(guān)注。然而，使用大量RAP的問(wèn)題之一是結(jié)團(tuán)效應(yīng)。RAP結(jié)團(tuán)被認(rèn)為是由于舊瀝青的粘結(jié)作用，其中細(xì)RAP骨料團(tuán)聚這顯然沒(méi)有考慮到RAP結(jié)團(tuán)的影響。因此，若直接使用高摻量RAP,結(jié)團(tuán)導(dǎo)致的空隙率異常、抗車轍能力下降等問(wèn)題將顯著縮短路面壽命，反而增加全生命周期維護(hù)成本，形成“低效再[0004]為了實(shí)現(xiàn)RAP的有效再生利用，關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)RAP中舊瀝青與舊集料的充分剝離，這是保障再生路面路用性能的有效途徑。為此，行業(yè)亟需一種綠色、低成本的中溫分離技濟(jì)閉環(huán)。發(fā)明內(nèi)容[0005]本發(fā)明旨在提供機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法，以解決傳統(tǒng)處理技術(shù)中存在的關(guān)鍵問(wèn)題，傳統(tǒng)上，廢舊瀝青混合料主要通過(guò)純機(jī)械破碎方式進(jìn)行處理，這種方法由于舊瀝青的粘結(jié)特性，往往導(dǎo)致材料結(jié)團(tuán)且無(wú)法徹底分散；而在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下采用的化學(xué)溶解法，雖然能在一定程度上去除結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，但因使用了如三氯乙烯、丙酮等有毒溶劑，既不環(huán)保也無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。本發(fā)明提出的技術(shù)方案，是將特定類型的表面活性劑與廢舊瀝青混合料相結(jié)合，經(jīng)過(guò)加熱、攪拌及篩分等一系列處理步驟，最終獲得徹底分散并具有不同粒徑規(guī)格的再生集料。此方法不僅有效降低了RAP材料的結(jié)團(tuán)效應(yīng)，而且更加環(huán)保和適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。因此，本發(fā)明成功解決了現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械破碎法分散效果差以及化學(xué)溶解法不適合大規(guī)模使用的局限性。機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法，包括以下步驟：(1)RAP預(yù)處理將廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)置于110~120℃烘箱中預(yù)熱0.5h,并配置表面活性劑溶液；4(2)乳化分散處理將預(yù)熱后的廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)與表面活性劑溶液按比例混合，并加熱攪拌分散一定時(shí)間，在此過(guò)程中收集乳液表面上層的瀝青泡沫；(3)篩分回收處理實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過(guò)篩分將骨料與乳液分離；靜置后，將乳液與淤泥分離，得到可重復(fù)利用的殘余乳液。[0007]進(jìn)一步的，所述步驟(1)中廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)的制作過(guò)程為：首先對(duì)廢舊瀝青混合料進(jìn)行除塵，然后在烘箱中以110~120℃溫度加熱1h,接著進(jìn)行捏合和擠壓分離，最后經(jīng)冷卻后得到不同粒徑的廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)。[0008]進(jìn)一步的，所述步驟(1)中廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)包括至少一種以下粒徑的結(jié)團(tuán)，結(jié)團(tuán)的粒徑為13.2~16mm、9.5~13.2mm、4.75~9.5mm和2.36~4.75mm,所述的表面活性劑溶液的濃度為0~6wt%。[0009]進(jìn)一步的，所述步驟(2)中表面活性劑溶液與廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)的混合比例為1:2,加熱攪拌的工作條件參數(shù)包括攪拌轉(zhuǎn)速、加熱溫度和時(shí)間，攪拌轉(zhuǎn)速為280r/min、700r/min和1800r/min,加熱溫度為60℃、80℃和90℃,時(shí)間為0.5h、1h和1.5h。[0010]進(jìn)一步的，所述步驟(3)中通過(guò)水篩法將骨料與乳液分離，靜置時(shí)間為0.5~1h。[0011]進(jìn)一步的，所述步驟(3)中重復(fù)利用的殘余乳液取靜置后的上層清液，直接加入一定量的水繼續(xù)按1:2比例使用。[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法，具體為一種使RAP結(jié)團(tuán)中舊瀝青與舊集料快速分離的可重復(fù)利用的表面活性劑，該表面活性劑主要作用是降低舊瀝青的表面張力，在機(jī)械攪拌的作用下，使黏附在RAP表面的瀝青其以微米級(jí)的形式洗脫在水相中，從而實(shí)現(xiàn)舊瀝青與舊集料的快速分離。乳化分散過(guò)程使離子表面活性劑的活化能顯著增加，在溶液體系中被完全電離，并且以離子的形式在體系中存在。離子形式的表面活性劑分子更有利于與瀝青中的強(qiáng)電解質(zhì)反應(yīng)，從而顯示增溶作用。此外，此表面活性劑可以與水及舊瀝青互溶形成乳液，這使得它能夠在RAP中均勻分散，展現(xiàn)出簡(jiǎn)單優(yōu)良的工藝特性，并且即使經(jīng)過(guò)多次重復(fù)使用，仍能保持高效的性能表現(xiàn)。因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在再生瀝青混合料生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)RAP舊瀝青與舊集料的有效分離，對(duì)于提高再生瀝青路面的路用性能具有重要的工程實(shí)際意義。附圖說(shuō)明[0013]附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：圖1為本發(fā)明實(shí)施例基于機(jī)械剪切與表面活性劑協(xié)同的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種預(yù)處理RAP的方法；圖3為本發(fā)明測(cè)試?yán)蠷AP與不同表面活性劑除油效率及級(jí)配變化；圖4為本發(fā)明測(cè)試?yán)蠷AP不同工藝乳化分散前后分散效果；圖5為本發(fā)明測(cè)試?yán)胁煌匠樘岷腿榛稚⑶昂蠓稚⑿Ч粓D6為本發(fā)明測(cè)試?yán)袣堄嗳橐夯厥沾螖?shù)對(duì)除油效率的影響；5圖7為分散前后RAP的外觀對(duì)比圖。具體實(shí)施方式[0014]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他[0015]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。[0016]如圖1所示，本發(fā)明所提供的機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法的具體實(shí)施例1:機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法，包括以下步驟：(1)RAP預(yù)處理首先對(duì)廢舊瀝青混合料進(jìn)行除塵，然后在烘箱中以110~120℃溫度加熱1h,接著進(jìn)行捏合和擠壓分離，經(jīng)冷卻后得到不同粒徑的廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)(見(jiàn)圖2)。[0017](2)乳化分散處理進(jìn)行乳化分散時(shí)，將廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)置于110~120℃烘箱重新預(yù)熱0.5h,并配置表面活性劑溶液，溶液的濃度為0~6wt%,廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)與表面活性劑溶液按1:2比例混合，研究其除油效率。加熱攪拌分散一定時(shí)間，在此過(guò)程中收集乳液表面上層的瀝青泡沫，以防止它們?cè)俅握掣皆诠橇仙?；通過(guò)改變加熱溫度、時(shí)間和攪拌轉(zhuǎn)速，研究不同工藝條件對(duì)于RAP分散效果的影響，具體的，加熱攪拌的工作條件參數(shù)包括攪拌轉(zhuǎn)速、加熱溫度和時(shí)間，攪拌轉(zhuǎn)速為280r/min、700r/min和1800r/min,加熱溫度為60℃、80℃和90℃,時(shí)間為0.5h、1h和1.5h,測(cè)試分檔乳化分散和抽提前后的瀝青含量和級(jí)配變化，并采用結(jié)團(tuán)率(PL)和細(xì)度模數(shù)比(FMR)來(lái)衡量級(jí)配變化，將預(yù)處理的不同粒徑的RAP結(jié)團(tuán)分別進(jìn)行乳化分散處理，研究乳化分散方法對(duì)不同粒徑的處理效果。[0018]細(xì)度模數(shù)比的計(jì)算公式如下：直接取100%。FMR為細(xì)度模數(shù)比；Uf集料為RAP經(jīng)抽提試驗(yàn)后的集料的細(xì)度模數(shù)；U乳化分離R?P為乳化分散后RAP的細(xì)度模數(shù)。[0019]通過(guò)將抽提和乳化分散前后每個(gè)粒徑的損失率差相加來(lái)計(jì)算總團(tuán)聚度：6其中PL?是抽提后第i個(gè)粒徑的損失率(%),p是抽提后的第i個(gè)篩的分計(jì)篩余。PLi?為乳化分散后第i粒徑的損失率(%),C為乳化篩分后第i個(gè)篩的分計(jì)篩余，第i個(gè)篩孔的篩孔尺寸不小于2.36mm,其中PL是RAP顆粒的團(tuán)聚度(%)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過(guò)水篩法將骨料與乳液分離；靜置0.5~1h后，將乳液與淤泥分離，得到可重復(fù)利用的殘余乳液，向殘余乳液中直接加水，繼續(xù)與未處理的RAP按1:2比例混合[0021]本實(shí)施例中，由于表面活性劑的主要作用是軟化瀝青，如果在相同條件下它們的除油率最高，這表明其作用效果最好，RAP結(jié)團(tuán)分散效果越好，所以僅用瀝青含量變化來(lái)衡的相同處理?xiàng)l件下，選擇三種不同的陰離子表面活性劑，即十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、十二烷基硫酸鈉(SDS)和脂肪酸甲酯磺酸鈉(MES),研究不同濃度(0~6wt%)表面活性劑乳化分散后對(duì)瀝青含量的影響。[0022]該基于機(jī)械剪切與表面活性劑協(xié)同的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法，包括以下步驟：(1)將1000重量份不同濃度的SDBS、MES、SDS溶液轉(zhuǎn)移至攪拌容器中，容器置于電熱板加熱裝置上；(2)開(kāi)啟攪拌，轉(zhuǎn)速控制在1800r/min,逐漸加入2000重量份RAP結(jié)團(tuán)，溫度控制在在常溫下風(fēng)干，稱其不同粒徑的質(zhì)量得到其級(jí)配，然后進(jìn)行抽提得到其瀝青含量。[0023]經(jīng)常規(guī)抽提測(cè)試，原始RAP其瀝青含量為4.81%。如圖3(a)所示，不同濃度表面活性劑處理的再生骨料瀝青含量不同。雖然不加溶劑時(shí)也可將部分舊瀝青洗脫，但當(dāng)表面活性劑發(fā)揮作用時(shí)效果更好，濃度為2wt%的SDBS效果最佳瀝青含量降低了50%,MES和SDS效果較差，需提高濃度才能達(dá)到相應(yīng)效果。乳化分散和抽提級(jí)配曲線如圖3(b)所示，曲線之間積分面積為64.58,兩者級(jí)配基本一致，說(shuō)明乳化分散效果與抽提效果極為接近。[0024]本發(fā)明所提供的機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法的具體實(shí)施例2:本實(shí)施例中，采用正交實(shí)驗(yàn)法研究不同工藝參數(shù)對(duì)RAP結(jié)團(tuán)的影響，轉(zhuǎn)速(即280、效率。因此，細(xì)度模數(shù)比(FMR)和團(tuán)聚度(PL)被用作評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，以確定乳液分離的最佳工藝參數(shù)。采用三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)研究了RAP在三個(gè)工藝參數(shù)下的分離效果。7組別溫度(℃)時(shí)間(h)3如圖4所示，當(dāng)SDBS表面活性劑的摻量為2wt%,乳液和RAP的比例為1:2,旋轉(zhuǎn)時(shí)間為1h,溫度控制在80℃左右，轉(zhuǎn)速確定為1800r/min時(shí)，分離效果最佳。其瀝青含量降至[0027]本發(fā)明所提供的機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法的具體實(shí)施例3:本實(shí)施例中，由于剪切和碰撞效應(yīng)對(duì)不同粒徑RAP顆粒在混合過(guò)程中的分離效果有顯著影響，在確定相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)后，對(duì)不同粒徑RAP顆粒的分離效果進(jìn)行了細(xì)化。選擇不同粒徑(13.2~16mm、9.5~13.2mm、4.75~9.5mm、2.36~4.75mm)的預(yù)處理RAP結(jié)團(tuán)進(jìn)行乳化分散實(shí)驗(yàn)，如圖2所示，為不同粒徑的廢舊瀝青混合料結(jié)團(tuán)的制作過(guò)程。[0028]如圖5(a)和(b)所示，當(dāng)乳化分散不同粒徑的RAP結(jié)團(tuán)時(shí)。計(jì)算乳化分散級(jí)配曲線與抽提級(jí)配曲線之間的積分面積。9.5mmRAP的處理效果最佳，其面積為50.31,瀝青含量降低了60%以上，PL僅為3.85,2.36mmRAP的面積為139.21,瀝青含量降低了20%,PL為[0029]本發(fā)明所提供的機(jī)械剪切協(xié)同表面活性劑的廢舊混合料結(jié)團(tuán)分散方法的具體實(shí)施例4:本實(shí)施例中，將RAP與一次處理后的上層透明乳液混合，并將水加入殘留乳液中，使每次實(shí)驗(yàn)的乳液與RAP的比例為1:2.以下實(shí)驗(yàn)步驟與乳化分散實(shí)驗(yàn)相同，然后再次收集殘留乳液進(jìn)行下一次回收實(shí)驗(yàn)，并重復(fù)乳液回收實(shí)驗(yàn)六次。[0030]如圖6所示，隨著乳化循環(huán)次數(shù)的增加，骨料的瀝青含量約為1.7%,變化不大。這表乳液可以在系統(tǒng)中重復(fù)使用，實(shí)現(xiàn)零排放。非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、