再生劑對(duì)老化瀝青性能的影響

王 靜，萬 淼

（1.通赤高速公路通遼南管理段，內(nèi)蒙古 028000；2.武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070）

隨著近幾年我國高速公路事業(yè)的高速發(fā)展，瀝青的使用變得越來越頻繁。在道路的服役過程及自然條件的影響下，瀝青路面會(huì)出現(xiàn)各種各樣的老化，如車轍、坑槽和裂縫等［1］。因此，在一定的服役年限后，瀝青路面就需要維護(hù)、養(yǎng)護(hù)與再生。在舊瀝青路面翻新和維修過程中所產(chǎn)生的廢棄瀝青混合料叫做瀝青刨除料［2］。服役多年的瀝青路面，取其中的瀝青刨除料，經(jīng)過抽提可以得到老化瀝青，如果能對(duì)其加以再生并再利用，那么既能節(jié)省大量基質(zhì)瀝青，又能顯著降低路面養(yǎng)護(hù)和鋪筑成本。在瀝青刨除料中，約有5%的部分是老化瀝青［3］。與文獻(xiàn)［3］中基質(zhì)瀝青相比，老化瀝青的力學(xué)性能流變學(xué)性能與再生瀝青的流變性能要相差很多。因此，想要利用好瀝青刨除料，對(duì)老化瀝青的再生方面需要較為透徹的理解?；厥詹⑿迯?fù)老化膠結(jié)料，提高瀝青刨除料的路用性能，再生劑是必不可少的。好的再生劑既要求能改善瀝青的力學(xué)流變學(xué)性能，又要求能調(diào)整老化瀝青的化學(xué)組分，使其中的化學(xué)組分達(dá)到合適的程度。

但在實(shí)際的工地施工過程中，瀝青刨除料與再生劑的混合攪拌的時(shí)間一般都低于1min［4］。這使得瀝青刨除料與再生劑很難達(dá)到均勻混合。因此，擴(kuò)散過程對(duì)于獲得良好性能混合料的影響也很大。

為了評(píng)價(jià)老化瀝青再生性能，采用主曲線評(píng)價(jià)再生劑對(duì)老化瀝青流變學(xué)性能的影響。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料參數(shù)

1）再生劑 本實(shí)驗(yàn)所使用的再生劑由Latexflat BV提供，分為a1（乳液，含40%的水分）和a2（粘性油液）兩種。用量根據(jù)LOGLOG模型估算得出，即

由公式計(jì)算出a1再生劑需加入老化膠漿質(zhì)量的10%，a2再生劑需加入20%。

2）老化膠漿 瀝青選用針入等級(jí)70號(hào)的基質(zhì)瀝青，基本性能如表1所示。

表1 基質(zhì)瀝青基本參數(shù)

所選用的花崗巖碎砂，粒徑范圍在0.063～0.5mm，礦粉采用密度為2 570kg/m3的Wigro 60K。老化膠漿中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：28.4%的細(xì)砂（＜0.5mm and＞0.063mm），34.1%的礦粉（Wigro 60K），37.5%的瀝青（70號(hào)基質(zhì)瀝青）。

用壓力老化儀制備實(shí)驗(yàn)室老化膠漿步驟如下：首先，把干燥的細(xì)砂和礦粉放入烘箱中，在160℃下保溫8h；在155℃下將瀝青、礦粉和細(xì)砂混合攪拌3min；膠漿準(zhǔn)備好之后，將其倒入直徑為140mm的圓盤中，每盤50g，將圓盤放入165℃的烘箱中短期老化（STA）2h。短期老化完成后，將圓盤放入壓力老化儀中進(jìn)行長(zhǎng)期老化（LTA），設(shè)置其溫度為80℃，壓力為2.1MPa（約合21個(gè)大氣壓），老化7d。

1.2 方法

利用動(dòng)態(tài)剪切流變儀（TA AR2000）被用來測(cè)定老化膠漿，再生劑以及其混合物的流變性能。本實(shí)驗(yàn)采用的是TA AR2000型的動(dòng)態(tài)剪切流變儀進(jìn)行測(cè)試。設(shè)定溫度為－10℃到60℃，頻率范圍為0.01Hz到50Hz。

2 結(jié)果與討論

如圖1所示，經(jīng)過10%的a1再生后的膠漿與沒老化的以及老化膠漿相比，其流變性能介于兩者之間，復(fù)合剪切模量高于未老化的膠漿，相位角低于未老化的膠漿，沒有達(dá)到預(yù)期的再生效果。加入的再生劑與瀝青的比例需要在10%附近進(jìn)行調(diào)整。

由圖2可以看出，經(jīng)過20%的a2再生后的膠漿與沒老化的以及老化膠漿相比，其流變性能恢復(fù)到未老化膠漿的相應(yīng)水平，復(fù)合剪切模量和相位角均和未老化的膠漿相近，達(dá)到了預(yù)期的再生效果。

3 結(jié) 語

由動(dòng)態(tài)流變剪切試驗(yàn)儀（DSR）的結(jié)論可以看出，對(duì)于a1，再生后的膠漿與沒老化的以及老化膠漿相比，其流變性能介于兩者之間，復(fù)合剪切模量高于未老化的膠漿，相位角低于未老化的膠漿，沒有達(dá)到預(yù)期的再生效果。這可能與再生劑a1自身的性質(zhì)有關(guān)，再生劑a1自身含有40%的水分，在使用過程中，如果沒有較好的配合比，水對(duì)其干擾效果是很大的。但在a2中，其再生后的膠漿與沒老化的以及老化膠漿相比，其流變性能恢復(fù)到了未老化膠漿的相應(yīng)水平，復(fù)合剪切模量和相位角均和未老化的膠漿相近，達(dá)到了預(yù)期的再生效果。說明再生劑確實(shí)在一定程度上可以改善瀝青的性質(zhì)，達(dá)到再生瀝青的目的。不過適當(dāng)?shù)呐浜媳冗€是需要經(jīng)驗(yàn)來確定的。

［1］ 王永剛，廖克儉，閏 鋒，等.廢舊瀝青混合料再生技術(shù)的研究［J］.石油煉制與化工，2003，34（9）：25－27.

［2］ 楊彥海，張書立，王鴻鵬.再生瀝青性能分析與評(píng)價(jià)［J］.東北公路，2003，26（4）：9－10.

［3］ 韋 琴.舊瀝青路面再生利用技術(shù)研究［D］.武漢：武漢理工大學(xué)，2006.

［4］ 張 強(qiáng)，王鵬華.瀝青路面的老化與再生應(yīng)用［J］.山東公路.2006，161（5）：35－37.