LPIBR與APAO混摻功能再生劑的試驗研究

唐梓洺 張曉濤 趙逸凡 鞠濱蓬 劉建波

關鍵詞：瀝青路面;瀝青再生;功能再生劑;動穩定度

隨著時代的改變，我國各個方面也在飛速發展，尤其是經濟和道路交通。再生瀝青是公路瀝青材料重點研究方向。目前，我國高速公路待維修瀝青路面逐年攀升，因此，瀝青循環再利用仍為熱門研究方向。通過分析發現，對于LPIBR和APAO樹脂混摻添加的方式來改善SZS型再生劑的性能的研究相對較少，本文在已有研究結論的基礎上，針對老化瀝青再生后的力學特性進行試驗研究，通過LPIBR和APAO樹脂混摻添加的方式來改善SZS型再生劑的性能，對最佳瀝青用量瀝青混合料進行試驗，研究分析各種性能為老化瀝青循環利用提供可靠的試驗依據。

1再生劑再生瀝青的性能研究

1.1 SZS型再生劑再生瀝青的性能研究

1.1.1試件制備過程

本文所選SZS型再生劑摻量分別為1%、3%、5%、7%和9%。根據相關文獻經驗，用高速剪切的方法對瀝青進行充分融合，這樣才能夠使再升劑對老化瀝青發揮作用，兩者充分融合才能夠達到再生效果。本試驗采用的設備為小型瀝青高速剪切乳化機：

（1）先稱取經RTFOT法制備的老化瀝青，第二步將老化的瀝青放入烘箱中進行加熱，在140℃環境下讓瀝青呈現流動的狀態即可;

（2）烘箱加熱后的流動瀝青更容易劃分，劃分成五分，再每份瀝青中分別加入1%、3%、5%、7%、9%的SZS型再生劑;

（3）將加入了再生劑的瀝青放入專業的高溫乳切攪拌槽中進行攪拌，在低速剪切的情況下，攪拌10分鐘，攪拌機的溫度控制在140℃，攪拌機的攪拌速度為600r/min;

（4）攪拌機溫度再生高20℃充分攪拌30分鐘，攪拌速度控制在1500～2000r/min;

（5）最后將融合了再生劑、又充分攪拌過后的老化瀝青在120～C環境下恒溫發育1h，取出獲得再生瀝青的樣品。

1.1.2試驗結果分析

通過對老化瀝青添加不同摻量再生劑，然后測定再生后瀝青的三大指標。

不同SZS型再生劑摻量下，老化瀝青再生后的針入度不斷提高。再生劑持續增加1%，針入度增高到了7;再生劑持續增加3%，針入度增高到了9;再生劑持續增加5%，針入度增高到了7;再生劑持續增加7%，針入度增高到了7;最后再生劑持續增加到9%固定時，針入度僅僅增高到了2。再生劑增加的數值逐漸變大，老化瀝青的針入度由最開始的指數增長變為了逐漸減小并趨向穩定，由此可以得出SZS型再生劑的最佳摻量應該在5%～7%，而且是接近7%。

采用不同比例的SZS型再生劑對老化瀝青再生后。老化后的瀝青延度已經降到了24.1cm，這個數值已經超過了規定的范疇。再生劑持續增加1%，延度增漲了14.9cm，變為了39cm;再生劑持續變化為3%、5%、7%、9%時，延度增漲了16cm、15cm、13cm、8cm。從這組增漲數據中可以看出延度的變化逐級增漲的，逐漸變化到了規定范疇之內的數值。這組實驗充分證明了老化瀝青修復道路的能力還是不足的。

瀝青老化現象是避免不了的，但是老化瀝青的軟化點會隨著時間的增長而逐漸變大，導致的結果就是瀝青逐漸變硬。在這種變硬的瀝青中加入再生劑后，再升劑就充分發揮了他的作用，能夠充分將軟化點的數值降下來。溫度升高到58.7℃時，再生劑的作用是最有效的，這一溫度的老化瀝青的軟化點會恢復到最初的數值。再生劑持續增加1%，軟化點的溫度會變低1.5℃;再生劑持續增加3%，軟化點的溫度會變低4.3℃;再生劑持續增加5%，軟化點的溫度會變低4.5℃;再生劑持續增加7%，軟化點的溫度會變低2.1℃;再生劑持續增加9%，軟化點的溫度會變低1.6℃。再生劑的計量值增大，老化瀝青軟化點也在逐漸變低，老化瀝青的性能恢復得越快。

通過不斷地試驗，SZS型再生劑對老化瀝青的各項指標變化還是有一定的成效的。SZS型再生劑測試的范圍在1%～7%，實驗結果證明，百分比達到7%左右的時候，各項指標處于最理想的狀態，因此筆者得出結論，能夠使老化瀝青恢復軟化點的最佳百分比在6.8%。

1.2功能再生劑再生后瀝青的性能研究

1.2.1試件制備過程

根據相關文獻，為了讓再生劑的效果更顯著，加入適量的LPIBR樹脂和APAO樹脂進行更深層次的實驗，分別加入4：1、3：2、1：1、2：3、1：4的量，具體步驟如下：

（1）首先提取適量的SZS型再生劑、LPIBR樹脂、APAO樹脂，將三種物質共同放入160℃烘箱中進行預熱;

（2）加熱完成后的三種物質分成五份，LPIBR樹脂要按照原始材料比例的10%進行混合，需要注意的是，LPIBR樹脂和APAO樹脂的數量比例是4：1、3：2、1：1、2：3、1：4;

（3）將五種加入了不同含量LPIBR樹脂的再生劑放入到高溫乳切攪拌機中進行低速、充分的攪拌10分鐘，轉速要達到600r/min;

（4）將最開始預熱好的APAO樹脂加入到再生劑中，比例含量以LPIBR樹脂和APAO樹脂為準，分別為4：1、3：2、1：1、2：3、1：4：

（5）將五種加入了不同含量APAO樹脂的再生劑放入到高溫乳切攪拌機中進行高速、充分的攪拌30分鐘，溫度控制在180℃;

（6）最后將所有分部完成攪拌的物質全部融入一起，形成新性能的再生劑。將這種新性能再生劑放在120℃的溫度中，持續發育一小時。

1.2.2試驗結果分析

老化瀝青雖然會變硬，但是加入再生劑后能夠恢復一部分性能，尤其是加入6.8%的SZS型再生劑時，三大指標都得到了明顯的改善。但是改善后的老化瀝青還是不如新瀝青，生命雖然得到了延續，但是使用周期還是沒有延長非常多。在這種再生劑中摻雜適量的LPIBR樹脂和APAO樹脂后，再生劑的性能得到了改善，老化瀝青的生命周期又延續了很多。

在不同混摻比例情況下，混摻比例的功能再生劑對于老化瀝青針入度方面的恢復情況要比SZS型再生劑的恢復情況要好。當LPIBR：APAO=3：2時，再生老化瀝青針入度已恢復至91。

在不同混摻比例情況下，SZS型再生劑在添加了適量的LPIBR樹脂和APAO樹脂之后，再生劑的性能提高了很多，老化瀝青的生命周期也得到一定程度的延續，當LPIBR樹脂和APAO樹脂的比例是3：2的時候，老化瀝青的效果已經超過了預期效果，高達121cm。實驗證明在3：2的比例下，再生劑的效果是最理想的狀態。

2再生瀝青混合料的材料組成設計

2.1試件制備過程

（1）根據經驗，分別以油石比4.0%、4.5%、5.0%、5.5%和6.0%比例;

（2）把所用礦料提前在105±5℃的烘箱里進行加熱至恒重;

（3）第三步，將烘箱里的混合后的材料拿出來再放入到攪拌機之中進行充分攪拌1～1.5min，攪拌后將老化瀝青加入到集料中繼續攪拌半分鐘，最后加入礦粉，充分攪拌;

（4）事先準備好裝瀝青的磨具。在充分攪拌后的瀝青混合材料，用天平稱取1200g。將這1200g瀝青混合材料倒人事先準備好的模具之中并迅速用工具插刀壓實，使其快速定型;

（5）為了繼續壓實模具中的瀝青，可以采用馬歇爾儀器進行進一步擊打，擊打75次最佳;

（6）將定型后的瀝青在進行以西烘烤，然后冷卻，最終定型。

2.2試驗結果分析

再生瀝青的最佳瀝青用量。可以通過馬歇爾實驗法對其進行實驗，得出瀝青最佳使用量的標準。

3結論

（1）再生劑分別填入了不同比例的老化瀝青，分別得出了三大指標的不同數據。第一，能夠使老化瀝青恢復軟化點的再生劑添加量的最佳百分比在6.8%。第二，實驗證明LPIBR樹脂和APAO樹脂在3：2的比例下，再生劑的效果是最理想的狀態。

（2）再生瀝青的最佳瀝青用量OAC為5。