沥青再生还原剂性能的研究

屈春秀,郝丽峰

(重庆交通大学土木建筑学院,重庆 400074)

沥青再生还原剂性能的研究

屈春秀,郝丽峰

(重庆交通大学土木建筑学院,重庆 400074)

在沥青路面上喷洒一定量的再生还原剂,能够改善路面的路用性能,延长路面使用寿命。为了使再生还原剂发挥最大的效果,文章通过一系列的室内试验,对两种再生还原剂在改善老化沥青再生性能方面进行了初步研究,分析了再生还原剂在不同掺量的情况下对老化沥青再生性能的影响。文章提出了科学的选择再生还原剂的种类,根据沥青的老化程度合理确定再生还原剂的最佳用量,从而达到最佳的再生效果。

老化沥青; 再生还原剂; 掺量; 再生性能

沥青路面具有一定的变形能力,足够的力学强度,行车平稳舒适、噪声低,且不扬尘等优点,目前我国已建的和待建的高等级公路大部分为沥青路面。由于目前我国交通量的不断增加及货车超载现象的严重,我国20世纪90年代以来铺筑的大量沥青路面,已经或者逐步的进入大修或翻修期。沥青路面在养护、维修及改扩建过程中必然产生大量的沥青混合料废弃物,这将对我国的环境保护产生巨大的压力,同时也产生了巨大的资源浪费,所以,深入研究沥青老化再生利用技术,对环境保护、资源有效利用,具有重要的现实意义,也是实现我国可持续发展的有效途径。

1 沥青再生还原剂技术

目前我国就沥青再生技术一般分为热再生和冷再生,其中冷再生又分为厂拌冷再生和就地冷再生。厂拌冷再生,即将回收沥青路面材料运至沥青拌和站,经破碎、筛分,以一定的比例与新集料、沥青类再生结合料、活性填料(水泥、石灰等)、水进行常温拌和,常温铺筑形成路面结构层的沥青路面再生技术;就地冷再生,就是采用专业的就地冷再生设备,对沥青路面进行现场冷铣刨,破碎和筛分(必要时),掺入一定数量的新集料、再生结合料、活性填料(水泥、石灰等)、水,经过常温拌和、摊铺、碾压等工序,一次性实现旧沥青路面再生的技术。

传统的沥青冷再生技术是将废旧沥青混合料作为黑色集料使用,但没有重新激活废旧沥青混合料中的老化沥青的性能,因此严格的说这种冷再生技术不能称为真正意义上的沥青再生,而只能称为废旧沥青混合料的再利用。真正意义上的沥青再生就是指通过一定的技术方法,在不改变旧沥青原来用途的前提下,使废旧沥青材料路用性能恢复到一定程度。沥青再生还原剂技术是在旧路面上涂布(喷涂、滚涂或洒布)沥青再生还原剂,再生还原剂能渗入老化的沥青路面一定的厚度,从而更新和还原旧沥青混合料中已经老化的沥青,同时保护尚未被老化的那部分沥青,使其维持原有性能,减缓老化的时间。沥青再生还原剂技术以沥青材料的老化机理和废旧沥青混合料再生机理为研究基础,能够重新实现旧沥青混合料中沥青胶结料的作用。

2 沥青再生还原剂对老化沥青的再生性能影响

2.1 试验

室内试验按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTG E20—2011)进行试验,为了保证试验不同批次之间具有准确的可比较性,试验中统一使用SK70#基质沥青进行试验,选用A和B两种再生还原剂进行试验。

1)对SK70#基质沥青进行沥青旋转薄膜试验(RTFOT),从而获得老化沥青;

2)利用沥青针入度试验、沥青延度试验及沥青软化点试验(环球法)分别测试基质沥青、老化沥青及加入一定量再生还原剂的老化沥青的针入度、延度及软化点。

2.2 不同掺量的再生还原剂对老化沥青性能的影响

采用公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTG E20—2011)中的试验方法测试SK70#基质沥青老化前后的三大指标,其结果如表1所示。

往老化后的沥青中分别加入3%、4%、5%、6%等质量百分数的A和B再生还原剂,来研究不同掺量的再生还原剂对老化沥青性能的影响,其结果见表2。

将表2中的数据转化为曲线图,如图1所示。

2.3 试验结果的分析

1)从表1中可以得出,基质沥青经过旋转薄膜试验老化后其针入度从72.1降到28.5,下降了69.5%,意味着沥青老化后变得更加黏稠;延度从72.4降到0.7,下降了99.0%,表明沥青老化后塑性变差;软化点由46.4增加到55.9,增加了19.2%,总之老化后沥青的针入度和延度下降幅度较大,由此可见基质沥青经过RTFOT老化程度很明显。

2)由表2可得,随着A和B两种再生还原剂掺量的增加,再生沥青的针入度总体上也随着增长,并且增长的幅度较大;再生沥青的延度也随着增大,增加幅度也很大;再生沥青的软化点随着再生还原剂掺量的增加总体上逐渐的减小但是减小的幅度不明显,因此两种再生还原剂都具有再生效果。

3)由表2、图1、图2、图3比较A和B两种再生还原剂,B再生还原剂对老化沥青的针入度,软化点的改善效果比A再生还原剂的改善效果要好,A再生还原剂对老化沥青的延度的改善效果比B再生还原剂的改善效果要好,因此A再生还原剂和B再生还原剂按照一定的比率掺配后,可以使老化沥青改善效果达到更好。

4)从图1、图2、图3中可以看出A和B两种再生还原剂,随着掺量的增加其改善率在一定范围内是增加的,超过一定范围其改善率随着掺量的增加反而减小,因此在老化沥青中掺加再生还原剂其掺量并不是越多越好,而是有一个最佳掺量,向老化沥青中掺入最佳掺量的再生还原剂,老化沥青的改善效果能够达到最佳。

3 结 论

a.在沥青路面上喷洒一定量的再生还原剂,再生还原剂能够渗透到路面一定深度,补充沥青在老化过程中缺失的成分,激活老化的沥青,保护尚未老化的沥青,从而提高沥青路面的使用性能,延缓路面的老化,有效的延长路面的使用寿命。

b.文章通过室内试验,评价了再生还原剂对老化沥青的再生改善性能,并且通过掺加不同量的不同种类的再生还原剂来比较对老化沥青的改善效果。

c.掺入不同量的再生还原剂的老化沥青比未掺加再生还原剂的老化沥青的针入度和延度指标都有不同程度的增加,但是随着掺入量的不同,在一定范围再生效果随着掺量的增加而增加,超过了某一范围其再生效果随着掺量增加而逐渐降低。

d.不同的再生还原剂的再生效果是不同的,应根据相关技术规范,针对老化沥青的老化程度的不同,科学的选择再生还原剂的种类,并通过室内试验确定再生还原剂的最佳掺量,从而达到最佳的再生效果。

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Study on Asphalt Regenerated Reductant Performance

QU Chun-xiu,H AO Li-feng
(School of Civil Engineering and Architecture,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China)

Sprayed with a certain amount of regenerated reductant in asphalt pavement can improve the pavement performance and prolong the service life of pavement.In order to maximize the effect of regenerated reductant,two kinds of regenerated reductant in improving regeneration performance of the aging asphalt has carried on the preliminary study through a series of laboratory tests,then that different dosage of regenerated reductant effect regeneration performance of the aging asphalt is analysised.In order to achieve the best effect of regeneration,the article puts out that species of regenerated reductant should be selected according to scientific knowledge and the best dosage of regenerated reductant should be determined according to the degree of aging of asphalt.

aging asphalt; regenerated reductant; dosage; regeneration performance

2014-05-22.

屈春秀(1988-),硕士生.E-mail:821744249qq.com

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.04.005