老化瀝青熱再生有效再生率檢測方法探微

黃育華

摘 要：文章在對流傳質(zhì)理論的基礎(chǔ)上，研究瀝青路面在熱再生的過程中，老化的瀝青和新瀝青以及再生劑相混溶的原理，經(jīng)分析，筆者認(rèn)為對老化瀝青有效再生率產(chǎn)生影響的因素包括：對老化瀝青進行預(yù)熱、混合料進行拌合需要的時間、再生劑應(yīng)用。設(shè)計試驗檢測老化瀝青有效再生率，試驗的結(jié)果證實設(shè)計的檢測方法具有可行性，以便為同行提供參考。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；有效再生率；預(yù)熱程度；再生劑

瀝青是高分子聚合物，具有沉淀、溶解等特點，這一特點決定了廢舊瀝青混合料可以得到再生利用。瀝青路面再生的重要問題是對舊瀝青結(jié)合料實現(xiàn)再生利用，結(jié)合舊瀝青老化的情況，應(yīng)用再生劑，恢復(fù)舊瀝青的功能，也可以用新瀝青加以調(diào)和，或者是兩種方式相結(jié)合，恢復(fù)舊瀝青的功能。為了能夠使老化的瀝青獲得100%的再生利用，需要進行試驗，分析老化瀝青實際再生的情況，有助于完善瀝青路面的熱再生技術(shù)條件，提高再生瀝青混合料的性能。

1 影響老化瀝青有效再生率的因素

在關(guān)于瀝青熱再生應(yīng)用的實際工程中，于集料表面，老化瀝青的存在形式是瀝青膜形式，粘附于表層。在對新瀝青、再生劑和老化瀝青進行混溶時，主要是依靠機械發(fā)揮攪拌的作用。在進行混溶時，物體進行的是微觀質(zhì)量運動，這一運動的形式符合對流傳質(zhì)的理論。對流傳質(zhì)理論主要的描述對象是：第一，運動流體、固體表面兩者進行質(zhì)量傳遞，第二，運動流體兩者之間的質(zhì)量傳遞。傳質(zhì)體組分為A、B，它們之間的對流傳質(zhì)速率和傳遞的特性因素以及動力學(xué)因素聯(lián)系密切。

通過對影響因素進行研究，老化瀝青在和新瀝青拌合時，對其混溶造成影響的因素如下：第一，新瀝青和老化瀝青的運動黏度，第二，再生劑或者是新瀝青擴散的能力，第三，拌合過程的程度，運動黏度越小，擴散的能力以及拌合的劇烈程度越大，老化瀝青的有效再生率就會越高。

和影響因素相對應(yīng)的工藝條件包括：第一，對老化瀝青進行預(yù)熱，第二，混合料進行拌合需要的時間，第三，再生劑應(yīng)用。在進行試驗時，需要考慮上述三種工藝條件，根據(jù)條件，設(shè)計檢測的方法。

2 檢測試驗的設(shè)計

2.1 設(shè)計的思路。當(dāng)新瀝青或者是再生劑不能和老化瀝青進行充分的拌合時，集料表面再生瀝青膜會分為內(nèi)、外兩層，外層是有效再生瀝青層，較軟，含有再生劑或者是新瀝青，內(nèi)層是硬化的老化瀝青層，不能夠得到再生利用。在這種情況下，能夠進行再生利用的是外層老化的瀝青，內(nèi)層老化瀝青不能得到利用，形成集料的部分，即“黑石”現(xiàn)象。

為對再生瀝青的膠漿分層情況進行量化表征，文章將老化瀝青有效再生率指標(biāo)設(shè)為P。但是，對混合料中再生瀝青膠漿微觀的分布情況進行直接的測試較為困難，不能對老化瀝青有效再生率實現(xiàn)評估。文章主要是設(shè)計宏觀的試驗，以間接測試的方法測得有效再生率。設(shè)計的思路如下：第一，在混合料中加入等量新瀝青，新瀝青和老化的瀝青相溶，生成再生瀝青膠漿，總體粉膠比是原來的1/2；第二，在和新集料進行拌合時，老化集料表層部分的再生瀝青膠漿發(fā)生轉(zhuǎn)移；第三，對于再生瀝青混合料，分開新集料，在新集料中，會有部分礦粉向其轉(zhuǎn)移，需要檢測其質(zhì)量，與此同時，測得瀝青的質(zhì)量；第四，在進行拌合時，添加新瀝青，它的質(zhì)量和老化瀝青質(zhì)量相同，當(dāng)新瀝青和老化瀝青達到100%混溶時，在向新瀝青表面轉(zhuǎn)移的瀝青中，新瀝青與老化瀝青的質(zhì)量是等同的；第五，在拌合試驗中，未添加礦粉，新集料表面礦粉來自于老化瀝青的膠漿；第六，老化瀝青有效再生率計算為從老化瀝青中向新集料表面轉(zhuǎn)移的實際轉(zhuǎn)移量和理想轉(zhuǎn)移量的比例。

2.2 檢測方式。結(jié)合設(shè)計路線，需要實施的檢測方式主要過程分為五個步驟：

2.2.1 將老化瀝青混合料充分破碎，經(jīng)過4.75mm標(biāo)準(zhǔn)篩，作為試驗用的材料，確定粉膠比；取老化瀝青混合料0.5kg，在混合料中，需要算出老化瀝青質(zhì)量，進行預(yù)熱，直至需要的溫度，和實際工程的預(yù)熱條件相同。

2.2.2 取試驗用的約為0.5kg烘干的新集料9.5mm，進行精確的稱量，質(zhì)量為a，與此同時，選擇新瀝青質(zhì)量為b，進行預(yù)熱，在選用新集料以及新瀝青時，必須和實際工程中用到的相符，預(yù)熱的溫度符合實際工程的加熱溫度。

2.2.3 老化瀝青混合料和新集料進行拌合，時間為30s，添加新瀝青，拌合，直至設(shè)定的時間。拌合的時間、溫度與實際工程相符。如果試驗的過程有使用再生劑的必要，添加的時間為加入新瀝青之前，拌合30s后，添加新瀝青。確保再生劑質(zhì)量加上新瀝青的質(zhì)量為b；當(dāng)拌合以后，混合料的冷卻溫度低于70℃時，在拌合瀝青混合料中，分離新集料，精確的稱量為C。

2.2.4 新集料分離之后，在浸泡時，選擇三氯乙烯溶液，在把浸泡溶液進行過濾時，主要的媒介是玻璃濾紙，得到礦粉，實行烘干，對礦粉質(zhì)量（即轉(zhuǎn)向新集料到表面的部分）進行準(zhǔn)確測量，設(shè)為ma，發(fā)生移動瀝青的質(zhì)量為m=c-a-ma。

2.2.5 當(dāng)有效再生率達到100%時，老化瀝青、新瀝青混溶充分；當(dāng)有效再生率低于100%時，表明老化瀝青、新瀝青混溶不充分，只是得到了部分的再生利用。

2.3 與實際工程的對比。試驗結(jié)束以后，應(yīng)當(dāng)檢驗試驗方式的可行性，筆者依照實際的工程條件，在室內(nèi)進行試驗。

對于老化瀝青混合料，需要進行徹底的破碎，選擇4.75mm標(biāo)準(zhǔn)篩，當(dāng)做試驗用料，取出樣品，確保礦粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、油石比、粉膠比分別為6.78%、4.66%、1.45。再生瀝青混合料的組成為：第一，老化瀝青混合料，第二，新瀝青，第三，新集料。對再生瀝青混合料實施拌制，試驗條件不一樣，種類是8種，在相同的試驗條件下，對應(yīng)試樣設(shè)定3個，進行老化瀝青有效再生率的測試。

試驗的結(jié)果如下：試驗不同，有效再生率也不同，每組3個試驗結(jié)果偏差比較小；當(dāng)增加預(yù)熱溫度，拌合時間適當(dāng)延長，應(yīng)用再生劑時，有效再生率會提高。在進行上述試驗時，當(dāng)取出新集料的過程中，附著微量的非礦粉細料，不會影響到總體的試驗規(guī)律，但是，會影響到局部的試驗，需要不斷地完善。

3 試驗結(jié)論

在瀝青路面熱再生中，老化瀝青有效再生率對以下兩方面因素具有影響：第一，對再生瀝青混合料性能進行設(shè)計；第二，它的實際應(yīng)用。如果老化瀝青的有效再生率較低，會使得再生瀝青、再生瀝青混合料性能設(shè)計出現(xiàn)偏差，與此同時，老化瀝青的有效再生也不能實現(xiàn)。

通過進行分析，我們發(fā)現(xiàn)對老化瀝青有效再生率產(chǎn)生影響的因素有是三個：第一，老化瀝青預(yù)熱的程度，第二，再生瀝青混合料拌合的時間，第三，再生劑擴散的能力。在實際應(yīng)用的過程中，對于這三個條件，需要保證其實施。

對于老化瀝青有效再生率的設(shè)計試驗，效果評價有助于分析新瀝青或者是再生劑對老化瀝青再生效果影響的程度，與此同時，可以分析在瀝青路面熱再生工藝條件不同時，實施的效果會有什么影響。

4 結(jié)語

在瀝青路面熱再生中，老化瀝青的有效再生能夠提高廢舊瀝青的利用率，促進資源的循環(huán)利用。在實際的應(yīng)用工程中，需要注意控制老化瀝青預(yù)熱的程度，根據(jù)再生劑擴散的能力，適當(dāng)?shù)脑黾影韬系臅r間，使新瀝青和老化瀝青得到充分的混溶，提高老化瀝青的有效再生率。

參考文獻

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