瀝青再生還原劑性能的研究

屈春秀,郝麗峰

(重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)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(xué)土木建筑學(xué)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(zhǎng)路面使用壽命。為了使再生還原劑發(fā)揮最大的效果,文章通過(guò)一系列的室內(nèi)試驗(yàn),對(duì)兩種再生還原劑在改善老化瀝青再生性能方面進(jìn)行了初步研究,分析了再生還原劑在不同摻量的情況下對(duì)老化瀝青再生性能的影響。文章提出了科學(xué)的選擇再生還原劑的種類,根據(jù)瀝青的老化程度合理確定再生還原劑的最佳用量,從而達(dá)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(xué)強(qiáng)度,行車平穩(wěn)舒適、噪聲低,且不揚(yáng)塵等優(yōu)點(diǎn),目前我國(guó)已建的和待建的高等級(jí)公路大部分為瀝青路面。由于目前我國(guó)交通量的不斷增加及貨車超載現(xiàn)象的嚴(yán)重,我國(guó)20世紀(jì)90年代以來(lái)鋪筑的大量瀝青路面,已經(jīng)或者逐步的進(jìn)入大修或翻修期。瀝青路面在養(yǎng)護(hù)、維修及改擴(kuò)建過(guò)程中必然產(chǎn)生大量的瀝青混合料廢棄物,這將對(duì)我國(guó)的環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生巨大的壓力,同時(shí)也產(chǎn)生了巨大的資源浪費(fèi),所以,深入研究瀝青老化再生利用技術(shù),對(duì)環(huán)境保護(hù)、資源有效利用,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,也是實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

1 瀝青再生還原劑技術(shù)

目前我國(guó)就瀝青再生技術(shù)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(yùn)至瀝青拌和站,經(jīng)破碎、篩分,以一定的比例與新集料、瀝青類再生結(jié)合料、活性填料(水泥、石灰等)、水進(jìn)行常溫拌和,常溫鋪筑形成路面結(jié)構(gòu)層的瀝青路面再生技術(shù);就地冷再生,就是采用專業(yè)的就地冷再生設(shè)備,對(duì)瀝青路面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)冷銑刨,破碎和篩分(必要時(shí)),摻入一定數(shù)量的新集料、再生結(jié)合料、活性填料(水泥、石灰等)、水,經(jīng)過(guò)常溫拌和、攤鋪、碾壓等工序,一次性實(shí)現(xiàn)舊瀝青路面再生的技術(shù)。

傳統(tǒng)的瀝青冷再生技術(shù)是將廢舊瀝青混合料作為黑色集料使用,但沒(méi)有重新激活廢舊瀝青混合料中的老化瀝青的性能,因此嚴(yán)格的說(shuō)這種冷再生技術(shù)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(guò)一定的技術(shù)方法,在不改變舊瀝青原來(lái)用途的前提下,使廢舊瀝青材料路用性能恢復(fù)到一定程度。瀝青再生還原劑技術(shù)是在舊路面上涂布(噴涂、滾涂或?yàn)⒉?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(jīng)老化的瀝青,同時(shí)保護(hù)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(shí)間。瀝青再生還原劑技術(shù)以瀝青材料的老化機(jī)理和廢舊瀝青混合料再生機(jī)理為研究基礎(chǔ),能夠重新實(shí)現(xiàn)舊瀝青混合料中瀝青膠結(jié)料的作用。

2 瀝青再生還原劑對(duì)老化瀝青的再生性能影響

2.1 試驗(yàn)

室內(nèi)試驗(yàn)按照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程(JTG E20—2011)進(jìn)行試驗(yàn),為了保證試驗(yàn)不同批次之間具有準(zhǔn)確的可比較性,試驗(yàn)中統(tǒng)一使用SK70#基質(zhì)瀝青進(jìn)行試驗(yàn),選用A和B兩種再生還原劑進(jìn)行試驗(yàn)。

1)對(duì)SK70#基質(zhì)瀝青進(jìn)行瀝青旋轉(zhuǎn)薄膜試驗(yàn)(RTFOT),從而獲得老化瀝青;

2)利用瀝青針入度試驗(yàn)、瀝青延度試驗(yàn)及瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)(環(huán)球法)分別測(cè)試基質(zhì)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(diǎn)。

2.2 不同摻量的再生還原劑對(duì)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(yàn)規(guī)程(JTG E20—2011)中的試驗(yàn)方法測(cè)試SK70#基質(zhì)瀝青老化前后的三大指標(biāo),其結(jié)果如表1所示。

往老化后的瀝青中分別加入3%、4%、5%、6%等質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的A和B再生還原劑,來(lái)研究不同摻量的再生還原劑對(duì)老化瀝青性能的影響,其結(jié)果見(jiàn)表2。

將表2中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為曲線圖,如圖1所示。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果的分析

1)從表1中可以得出,基質(zhì)瀝青經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)薄膜試驗(yàn)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(diǎn)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(jiàn)基質(zhì)瀝青經(jīng)過(guò)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(zhǎng),并且增長(zhǎng)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(diǎn)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(duì)老化瀝青的針入度,軟化點(diǎn)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(duì)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(dá)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(nèi)是增加的,超過(guò)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(gè)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(dá)到最佳。

3 結(jié) 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(bǔ)充瀝青在老化過(guò)程中缺失的成分,激活老化的瀝青,保護(hù)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(zhǎng)路面的使用壽命。

b.文章通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn),評(píng)價(jià)了再生還原劑對(duì)老化瀝青的再生改善性能,并且通過(guò)摻加不同量的不同種類的再生還原劑來(lái)比較對(duì)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(biāo)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(guò)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(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范,針對(duì)老化瀝青的老化程度的不同,科學(xué)的選擇再生還原劑的種類,并通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)確定再生還原劑的最佳摻量,從而達(dá)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