瀝青再生還原劑性能的研究

屈春秀,郝麗峰

(重慶交通大學土木建筑學院,重慶 400074)

瀝青再生還原劑性能的研究

屈春秀,郝麗峰

(重慶交通大學土木建筑學院,重慶 400074)

在瀝青路面上噴灑一定量的再生還原劑,能夠改善路面的路用性能,延長路面使用壽命。為了使再生還原劑發揮最大的效果,文章通過一系列的室內試驗,對兩種再生還原劑在改善老化瀝青再生性能方面進行了初步研究,分析了再生還原劑在不同摻量的情況下對老化瀝青再生性能的影響。文章提出了科學的選擇再生還原劑的種類,根據瀝青的老化程度合理確定再生還原劑的最佳用量,從而達到最佳的再生效果。

老化瀝青; 再生還原劑; 摻量; 再生性能

瀝青路面具有一定的變形能力,足夠的力學強度,行車平穩舒適、噪聲低,且不揚塵等優點,目前我國已建的和待建的高等級公路大部分為瀝青路面。由于目前我國交通量的不斷增加及貨車超載現象的嚴重,我國20世紀90年代以來鋪筑的大量瀝青路面,已經或者逐步的進入大修或翻修期。瀝青路面在養護、維修及改擴建過程中必然產生大量的瀝青混合料廢棄物,這將對我國的環境保護產生巨大的壓力,同時也產生了巨大的資源浪費,所以,深入研究瀝青老化再生利用技術,對環境保護、資源有效利用,具有重要的現實意義,也是實現我國可持續發展的有效途徑。

1 瀝青再生還原劑技術

目前我國就瀝青再生技術一般分為熱再生和冷再生,其中冷再生又分為廠拌冷再生和就地冷再生。廠拌冷再生,即將回收瀝青路面材料運至瀝青拌和站,經破碎、篩分,以一定的比例與新集料、瀝青類再生結合料、活性填料(水泥、石灰等)、水進行常溫拌和,常溫鋪筑形成路面結構層的瀝青路面再生技術;就地冷再生,就是采用專業的就地冷再生設備,對瀝青路面進行現場冷銑刨,破碎和篩分(必要時),摻入一定數量的新集料、再生結合料、活性填料(水泥、石灰等)、水,經過常溫拌和、攤鋪、碾壓等工序,一次性實現舊瀝青路面再生的技術。

傳統的瀝青冷再生技術是將廢舊瀝青混合料作為黑色集料使用,但沒有重新激活廢舊瀝青混合料中的老化瀝青的性能,因此嚴格的說這種冷再生技術不能稱為真正意義上的瀝青再生,而只能稱為廢舊瀝青混合料的再利用。真正意義上的瀝青再生就是指通過一定的技術方法,在不改變舊瀝青原來用途的前提下,使廢舊瀝青材料路用性能恢復到一定程度。瀝青再生還原劑技術是在舊路面上涂布(噴涂、滾涂或灑布)瀝青再生還原劑,再生還原劑能滲入老化的瀝青路面一定的厚度,從而更新和還原舊瀝青混合料中已經老化的瀝青,同時保護尚未被老化的那部分瀝青,使其維持原有性能,減緩老化的時間。瀝青再生還原劑技術以瀝青材料的老化機理和廢舊瀝青混合料再生機理為研究基礎,能夠重新實現舊瀝青混合料中瀝青膠結料的作用。

2 瀝青再生還原劑對老化瀝青的再生性能影響

2.1 試驗

室內試驗按照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程(JTG E20—2011)進行試驗,為了保證試驗不同批次之間具有準確的可比較性,試驗中統一使用SK70#基質瀝青進行試驗,選用A和B兩種再生還原劑進行試驗。

1)對SK70#基質瀝青進行瀝青旋轉薄膜試驗(RTFOT),從而獲得老化瀝青;

2)利用瀝青針入度試驗、瀝青延度試驗及瀝青軟化點試驗(環球法)分別測試基質瀝青、老化瀝青及加入一定量再生還原劑的老化瀝青的針入度、延度及軟化點。

2.2 不同摻量的再生還原劑對老化瀝青性能的影響

采用公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程(JTG E20—2011)中的試驗方法測試SK70#基質瀝青老化前后的三大指標,其結果如表1所示。

往老化后的瀝青中分別加入3%、4%、5%、6%等質量百分數的A和B再生還原劑,來研究不同摻量的再生還原劑對老化瀝青性能的影響,其結果見表2。

將表2中的數據轉化為曲線圖,如圖1所示。

2.3 試驗結果的分析

1)從表1中可以得出,基質瀝青經過旋轉薄膜試驗老化后其針入度從72.1降到28.5,下降了69.5%,意味著瀝青老化后變得更加黏稠;延度從72.4降到0.7,下降了99.0%,表明瀝青老化后塑性變差;軟化點由46.4增加到55.9,增加了19.2%,總之老化后瀝青的針入度和延度下降幅度較大,由此可見基質瀝青經過RTFOT老化程度很明顯。

2)由表2可得,隨著A和B兩種再生還原劑摻量的增加,再生瀝青的針入度總體上也隨著增長,并且增長的幅度較大;再生瀝青的延度也隨著增大,增加幅度也很大;再生瀝青的軟化點隨著再生還原劑摻量的增加總體上逐漸的減小但是減小的幅度不明顯,因此兩種再生還原劑都具有再生效果。

3)由表2、圖1、圖2、圖3比較A和B兩種再生還原劑,B再生還原劑對老化瀝青的針入度,軟化點的改善效果比A再生還原劑的改善效果要好,A再生還原劑對老化瀝青的延度的改善效果比B再生還原劑的改善效果要好,因此A再生還原劑和B再生還原劑按照一定的比率摻配后,可以使老化瀝青改善效果達到更好。

4)從圖1、圖2、圖3中可以看出A和B兩種再生還原劑,隨著摻量的增加其改善率在一定范圍內是增加的,超過一定范圍其改善率隨著摻量的增加反而減小,因此在老化瀝青中摻加再生還原劑其摻量并不是越多越好,而是有一個最佳摻量,向老化瀝青中摻入最佳摻量的再生還原劑,老化瀝青的改善效果能夠達到最佳。

3 結 論

a.在瀝青路面上噴灑一定量的再生還原劑,再生還原劑能夠滲透到路面一定深度,補充瀝青在老化過程中缺失的成分,激活老化的瀝青,保護尚未老化的瀝青,從而提高瀝青路面的使用性能,延緩路面的老化,有效的延長路面的使用壽命。

b.文章通過室內試驗,評價了再生還原劑對老化瀝青的再生改善性能,并且通過摻加不同量的不同種類的再生還原劑來比較對老化瀝青的改善效果。

c.摻入不同量的再生還原劑的老化瀝青比未摻加再生還原劑的老化瀝青的針入度和延度指標都有不同程度的增加,但是隨著摻入量的不同,在一定范圍再生效果隨著摻量的增加而增加,超過了某一范圍其再生效果隨著摻量增加而逐漸降低。

d.不同的再生還原劑的再生效果是不同的,應根據相關技術規范,針對老化瀝青的老化程度的不同,科學的選擇再生還原劑的種類,并通過室內試驗確定再生還原劑的最佳摻量,從而達到最佳的再生效果。

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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-),碩士生.E-mail:821744249qq.com

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.04.005