廢機油再生瀝青物理性能研究

【中圖分類號】：U414 【文獻標志碼】：A 【文章編號】：1008-3197（2025）02-62-04

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2025.02.014

Study on Physical Properties of Waste Engine Oil Recycled Asphalt

WUHuamin

（Xingtai Road and Bridge Construction Group Co. Ltd.，Xingtai O540oo，China）

【Abstract】：Inorder to explore the improvement and recovery laws of the physical properties of aged asphalt byusing waste engine oil，this paper prepares agedasphalt in the laboratory，studies the influence of wasteengine oil content on the physical performance indicators of regenerated asphalt such as penetration，softening point， ductility，andBrinell viscosity，and determines the optimal amountof wasteengine oil.Itis thencombined with epoxy soybean oil to enhance the ductility recovery efect，analyze the regeneration mechanismof waste oil from aged asphalt through infrared spectroscopy experiments.The results show that the softening point and Brinellviscosityof recycled asphalt decrease with the increase of waste engineoil content，whilethe penetrationand ductility increase with the increase of waste engine oil content.Epoxy soybean oil can improve the ductility of aged asphalt，and the addition of 10% waste engine oil+ 5% epoxy soybean oil can improve the physical properties of recycled asphalt.

【Key words】：aged asphalt；waste engine oil； recycled asphalt；epoxy soybean oil

隨著我國高等級道路通車里程的不斷增加，交通基礎設施逐漸從大規模建設向建養并重的方向發展，早期建設的瀝青路面需要得到養護或維修，據統計，我國每年因瀝青路面養護維修而產生的廢舊瀝青混合料（RAP）高達25億t。因瀝青輕質組分散失而老化是影響RAP高效資源化利用的關鍵，恢復RAP中瀝青的輕質組分，進而改善老化瀝青的路用性能，可以有效提高RAP的利用率。在RAP中摻入不同成分的再生劑，對RAP表面的舊瀝青進行滲透再生處理，瀝青混合料各項路用性能能夠達到使用要求[2＼～4]

隨著我國汽車工業的發展和車輛保有量的增加，車輛發動機保養每年會產生近3000萬t的廢機油5]。廢機油中富含輕質油分，將適量的廢機油摻入老化瀝青中，可以改善老化瀝青的分子組成，進而改善老化瀝青的技術性能。QURASHIIA等通過頻率掃描和零剪切黏度試驗，研究了廢機油對老化瀝青彈性和低溫柔韌性的改善效果；孫楚雨通過試驗，研究了廢機油摻量對于老化瀝青抗變形能力和疲勞性能的影響規律，發現合適的廢機油摻量可以使老化瀝青性能恢復到基質瀝青水平；肖慶一等通過向瀝青混合料中摻入廢機油，提高RAP再生瀝青混合料的性能；趙培馨通過試驗，研究了廢機油再生SBS改性瀝青的技術性能，并發現了廢機油的最優摻量范圍；張圣濤等通過室內制備老化瀝青，研究分析了廢棄機油殘留物對老化瀝青再生作用的影響規律。

為了進一步明確以廢機油為再生原料對改善老化瀝青性能的影響規律，本文研究廢機油摻量對老化生瀝青的針入度、軟化點、延度、布氏黏度等物理性能指標的影響規律，并對最佳再生摻量的廢機油再生組進行紅外光譜微觀試驗，觀察再生微觀機理，最終達到借助廢機油提高RAP在實際工程中應用率的目的。

1材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1瀝青與老化瀝青

基質瀝青為倫特70道路石油瀝青。試驗室制取老化瀝青可有效模擬實際老化瀝青的特性[11＼～12]，因此按照JTGE20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》中的T0630—2011《壓力老化容器加速瀝青老化試驗》方法來制備老化瀝青。見表1。

1.1.2廢機油

試驗用廢機油來自本田汽車4S店的維修保養車間，用 2μm微孔濾膜過濾出殘渣。見表2。

1.1.3增塑劑

環氧大豆油是一種常用的增塑劑，可以改善瀝青的延展性[13]。試驗用環氧大豆油購自山東濟南。見表3。

1.2試驗方案

1）按照瀝青旋轉薄膜烘箱試驗法（RTFOT）和瀝青加速老化試驗法（PAV）制備老化瀝青，試驗時間分別為 85min 和 20h 。

2）將老化瀝青加熱至熔融狀態，分別摻入老化瀝青質量 4%，6%，8% ） 10% 、 12% 的廢機油，采用高速剪切儀在 140℃下以 3000r/min 的速度攪拌剪切15 ，制備出廢機油再生瀝青。

2試驗結果分析

2.1軟化點

再生瀝青的軟化點隨著廢機油摻量的增加而減小。相對于老化瀝青（廢機油摻量為0），廢機油摻量為 4% 、 6% 、 8% 、 10% 、 12% 時，軟化點分別降低了8.1%12.5%.16.5%.21.1%.26.2% 。廢機油的摻入可以增加老化瀝青中的輕質組分，降低再生瀝青的硬度。見圖1。

試驗范圍內，軟化點與廢機油摻量近似呈線性相關。當廢機油摻量達到 11% 左右時，再生瀝青的軟化點基本可以恢復到基質瀝青的水平。

2.2針入度

再生瀝青的針入度隨著廢機油摻量的增加而增大。見圖2。

當廢機油摻量達到 11% 左右時，再生瀝青的針入度基本可以恢復到基質瀝青的水平。廢機油的摻入可以有效降低由于瀝青老化而出現的變硬現象。

2.3延度

廢機油再生瀝青 10℃"的延度隨著廢機油摻量的增大而顯著提高，但是試驗范圍內的再生瀝青延度均遠低于基質瀝青的水平。見圖3。

當廢機油摻量超過 8% ，延度隨著廢機油摻量的增加速度明顯放緩，說明廢機油雖然能夠提升老化瀝青的低溫性能，但是并不能通過大量摻加廢機油的方法來提升老化瀝青的延度，需要添加其他的改性材料。

2.4布氏黏度

瀝青的黏度指標直接影響瀝青混合料的施工溫度和質量，老化瀝青的黏度隨著廢機油摻量的增加而降低。相對于老化瀝青（廢機油摻量為0），廢機油摻量為 4%，6%，8%，10%，12% 時， 布氏黏度分別降低了 25.8%.37.3%.50.0%.60.4%.67.3% 。同時，當廢機油摻量達到 11% 左右時，再生瀝青的黏度與基質瀝青相當。見圖4。

3環氧大豆油增強再生效果

廢機油的摻入可以有效改善老化瀝青的物理性能，除了再生瀝青的延度無法達到老化前（基質瀝青）的水平外，當廢機油摻量達到瀝青質量的 11% 時，軟化點、針人度、黏度等指標均可以達到基質瀝青水平。研究表明，環氧大豆油可以改善瀝青的延展性、提高低溫性能[14]。在老化瀝青摻加 11% 廢機油的基礎上，試驗測出環氧大豆油摻量為 2%4%6% （占瀝青質量比）時再生瀝青的延度。見圖5。

廢機油再生瀝青延度隨著環氧大豆油摻量的增加而顯著提高，環氧大豆油可以有效改善老化瀝青的低溫性能（延度）。當環氧大豆油摻量達到6% 時，廢機油再生瀝青的延度能夠恢復到基質瀝青水平。

為了研究環氧大豆油的摻入在提高瀝青延度的同時是否對其他指標產生不利影響，試驗測出廢機油摻量為 11% 和環氧大豆油摻量 6% 時再生瀝青的主要技術指標。見表3。

老化瀝青中加入 11% 的廢機油和 6% 的環氧大豆油后，軟化點和布氏黏度降低、針入度和延度顯著提高。這是因為：相對于老化瀝青，廢機油和環氧大豆油均屬于輕質油分，可以補充瀝青因老化而散失的輕質油分，使得老化瀝青得到稀釋。另外，再生瀝青的各項技術性能均優于基質瀝青，并且符合規范的相關要求[10]。

4紅外光譜再生機理分析

對經過 11% 的廢機油 +6% 的環氧大豆油再生的瀝青與老化瀝青進行紅外光譜試驗，分析瀝青主要官能團，研究再生前后微觀變化，從微觀方面解釋瀝青性能恢復的機理。見圖6。

老化瀝青相較再生瀝青在700、 處出現2個較高的振動峰，此位置為苯環上CH面外彎曲振動，表明瀝青中苯環含量增大，為老化生成的大分子物質在此處引起了明顯的振動，反映了老化瀝青瀝青質、膠質成分的增多；而相對應的再生瀝青在此處沒有較為明顯的振動峰，說明這部分大分子物質被廢機油和環氧大豆油稀釋溶解了。再生瀝青在 處相對于老化瀝青出現2個小振動峰，此處為芳香酯中C一O的伸縮振動和烷烴的脂肪族C一H彎曲振動，正是廢機油和環氧大豆油中芳香族和脂肪族物質對瀝青成分的補充使瀝青成分得到了恢復。

5結論

1）老化瀝青中摻入適量的廢機油，可以使老化瀝青的軟化點和布氏黏度降低，而針入度和延度顯著提高，從而改善老化瀝青的技術性能。

2）環氧大豆油可以有效提高老化瀝青的延度，提高老化瀝青的低溫性能。

3）在 11% 廢機油 +6% 環氧大豆油的摻量下，老化瀝青的各項技術性能均優于基質瀝青，并且符合規范的相關要求。

4）通過對再生瀝青和老化瀝青紅外光譜對比分析，發現廢機油和環氧大豆油能夠溶解老化瀝青大分子成分并補充脂肪族、芳香族物質，從而調節瀝青成分平衡。

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