再生劑在連霍高速上的應(yīng)用研究

謝克++張幸偉++孫海娜++馬穎慧

瀝青路面再生就是重復(fù)利用回收瀝青路面材料，達(dá)到節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境和減少投資的目的。舊瀝青路面材料的再生不僅包括舊瀝青的再生利用還包括舊骨料的再生利用，其中舊瀝青的再生問題是瀝青路面再生技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，目前市場上使用的再生劑品種類別繁多，不同種類的再生劑對(duì)瀝青再生效果的影響較大。本章主要依據(jù)連霍高速公路舊瀝青路面的場拌熱再生實(shí)體工程，結(jié)合當(dāng)時(shí)舊瀝青的一些試驗(yàn)指標(biāo)，對(duì)使用的再生劑與瀝青的配伍性進(jìn)行綜合試驗(yàn)分析。

1 再生劑的分類

再生劑的作用在于調(diào)節(jié)老化瀝青的粘度，使老化瀝青過高的粘度降低，達(dá)到瀝青混合料所需要的瀝青粘度，能夠使瀝青膠結(jié)料恢復(fù)至現(xiàn)有瀝青規(guī)范的要求。目前常用的再生劑可歸納為三種類型：

（1）軟瀝青

當(dāng)軟瀝青與老化瀝青混合成的瀝青膠結(jié)料在滿足規(guī)范要求時(shí)，可以使用較軟瀝青作為再生劑。軟瀝青的主要功能是調(diào)節(jié)老化瀝青的組分，軟瀝青作為再生劑分為兩種情況：一種情況是老化瀝青的性能保持良好；另一種情況是當(dāng)舊瀝青的摻加比例小于15%時(shí)，可認(rèn)為在滿足這兩種情況下通過摻加軟瀝青可以調(diào)和出符合規(guī)范要求的再生瀝青。

（2）低粘度的油分

隨著瀝青老化程度的增加，瀝青的粘度也逐漸增大，從單純降低舊瀝青粘度的角度出發(fā)，較為有效的方法是直接在舊瀝青中加入低粘度的油分。但已有的研究發(fā)現(xiàn)情況并非如此簡單。由于油分易發(fā)揮等特點(diǎn)的存在，對(duì)瀝青的再生只是短暫行為，另外芳香芬易發(fā)生氧化、縮合、共聚等反應(yīng)，分子量會(huì)很快變大。所以油分對(duì)老化瀝青的性能改善只是短期行為，穩(wěn)定性能較差，抗老化性能較差，達(dá)不到再生的目的。低粘度的油分主要是調(diào)節(jié)老化瀝青的粘度。

（3）專用瀝青再生劑

針對(duì)瀝青膠結(jié)料的老化情況，與老瀝青充分融合，溶解分散過多的瀝青質(zhì)，調(diào)節(jié)瀝青的流變行為。

2 再生劑的性能要求

再生劑不僅要滿足工程需要，還要包括安全、長期性能、環(huán)保等方面。

（1）含有適量的芳香分。因?yàn)榉枷惴謱?duì)瀝青質(zhì)有很好的溶解以及分散能力，而飽和分的作用則相反。所以，國外有的很多規(guī)范就明確規(guī)定了瀝青中芳香分的含量和范圍以及瀝青中飽和分的含量上限。因此，瀝青中芳香分的含量是衡量瀝青再生劑的一個(gè)重要指標(biāo)，所以瀝青再生劑中必須含有一定量的芳香分。但是同國外瀝青相比，國產(chǎn)的瀝青所含瀝青質(zhì)相對(duì)較少，所以國產(chǎn)瀝青對(duì)再生劑組分的要求與或外瀝青相比也會(huì)有所不同。

（2）再生劑需要有適當(dāng)?shù)恼扯取Ｒ话阍趯?shí)際工程中，都是先將再生劑噴灑到破碎后舊瀝青混合料中，與之充分滲透、融合，所以，選擇的再生劑必須具有很強(qiáng)的滲透力以及親和能力。應(yīng)根據(jù)實(shí)際老化瀝青的粘度來選擇適當(dāng)粘度的瀝青再生劑，如果選擇的瀝青再生劑過高，就無法與老化瀝青充分均勻融合，則拌合出來的再生瀝青混合料就會(huì)不均勻；如果瀝青再生劑粘度太低，則其輕質(zhì)油分在瀝青混合料加熱的過程中就容易揮發(fā)，則達(dá)不到老化瀝青再生的效果。

（3）要有適當(dāng)?shù)哪蜔嵝院湍秃蛐?。再生劑同瀝青材料一樣，也要經(jīng)過拌制、運(yùn)輸施工等過程的短期老化以及在正常使用過程中的長期老化。這就要求選擇的再生劑本身具有很好的抗老化能力，該能力可以通過薄膜烘箱試驗(yàn)前后的再生劑粘度比以及其重量損失率來衡量。

（4）不能含有損害瀝青路面路用性能的有害物質(zhì)。再生劑的主要成分是芳香族和飽和族，而飽和分的主要成分是蠟質(zhì)及非蠟質(zhì)的飽和物，將其加入到老化瀝青中后會(huì)對(duì)瀝青的路用性能產(chǎn)生不利的影響，更具體說是因?yàn)楹^量蠟質(zhì)導(dǎo)致的瀝青高溫、低溫性能變差，從而嚴(yán)重影響到其路面的使用品質(zhì)。所以從理論上講，為了減少蠟質(zhì)對(duì)瀝青性能的影響，再生劑中的油分應(yīng)該是富含芳香分而少含飽和分。但是在實(shí)際應(yīng)用中，要考慮到廢油利用、經(jīng)濟(jì)因素、環(huán)境因素等多種因素，此要求也可適當(dāng)放寬。

（5）施工的安全性。為了安全施工，所用的再生劑應(yīng)該具有較高的閃點(diǎn)和較高的燃點(diǎn)。這樣在施工過程中，才會(huì)不產(chǎn)生閃火以及煙霧現(xiàn)象，也會(huì)減少排放出對(duì)人體有害的物質(zhì)。

綜上所述，高品質(zhì)才再生劑要具有適當(dāng)?shù)酿ざ?、足夠量的芳香分含量、良好的流變性能、較低的薄膜烘箱試驗(yàn)黏度比以及較高的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。

3 再生瀝青試驗(yàn)與分析

為獲得舊瀝青的指標(biāo)，首先要對(duì)回收的舊瀝青路面料進(jìn)行抽提試驗(yàn)，然后按照阿布森法從抽提的瀝青液中回收舊瀝青，來評(píng)定舊瀝青的老化程度。用高速離心法對(duì)舊瀝青的抽提和回收過程中所使用的試驗(yàn)儀器及過程如圖1、圖2。

對(duì)舊瀝青混合料中的舊瀝青進(jìn)行回收的目的在于，可以評(píng)定瀝青混合料中瀝青的老化程度，為再生瀝青做準(zhǔn)備，也為再生瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)做好基礎(chǔ)工作。在回收舊瀝青的過程中首先不應(yīng)使瀝青進(jìn)一步老化，并且要把濾液中的礦粉和溶劑盡可能全部除去以免影響舊瀝青的性質(zhì)，并對(duì)其進(jìn)行合理有效的再生設(shè)計(jì)。目前國內(nèi)大部分還是使用阿布森回收法和離心抽提法進(jìn)行舊瀝青回收，在抽提液中不可避免的會(huì)混入細(xì)小礦粉顆粒，另外，殘留在瀝青中的部分三氯乙烯以及高溫蒸餾導(dǎo)致的舊瀝青的進(jìn)一步老化等多種因素，必然會(huì)對(duì)舊瀝青性質(zhì)評(píng)價(jià)以及對(duì)采用再生劑的再生效果考察造成不良影響。為了盡可能減少影響試驗(yàn)結(jié)果的因素，本次試驗(yàn)所用抽提設(shè)備如圖1所示，它不僅能循環(huán)利用三氯乙烯。為了使本次試驗(yàn)結(jié)果具有較高的可比性，試驗(yàn)所使用的舊瀝青是在對(duì)大量舊料進(jìn)行抽提后，進(jìn)行集中回收?；厥蘸鬄r青的試驗(yàn)檢測指標(biāo)如表1。

4 再生劑比選

道路瀝青的路用性能主要包括：感溫性、低溫開裂及疲勞開裂、永久變形、老化、均勻性和施工性能等。結(jié)合國內(nèi)外大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究成果，這套指標(biāo)體系把溫度敏感性作為評(píng)價(jià)瀝青性能的主要指標(biāo)。瀝青仍以原樣瀝青的性能為主，高溫指標(biāo)以當(dāng)量軟化點(diǎn)T800，而低溫指標(biāo)以當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2作為指標(biāo)，它們均由15℃、 25℃、30℃（或5℃）3個(gè)或3個(gè)以上不同溫度的針入度值回歸求得。對(duì)老化性能的評(píng)價(jià)，仍采用薄膜烘箱加熱試驗(yàn)，并把殘留針入度比作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)低溫性能的評(píng)價(jià)除了T1.2外，把薄膜加熱前后10℃延度作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。endprint

針對(duì)連霍高速公路舊瀝青路面的瀝青原材料，對(duì)全國再生劑的使用情況進(jìn)行比選，優(yōu)選出兩種再生劑，利用常規(guī)試驗(yàn)，測試再生瀝青的三大指標(biāo)，對(duì)檢測結(jié)果進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)分析。本項(xiàng)目選用兩種再生劑，分別在8%、10%、12%三種用量下測試再生瀝青的性能。試驗(yàn)分析結(jié)果如表2及圖3和圖4。

由表2及圖3～圖5可以看出，在再生劑用量改變的情況下，瀝青的再生效果變化規(guī)律基本相同，由圖3～圖5可以看出，隨著再生劑用量的增加，再生瀝青的針入度值增大；10℃的延度都得到了提高，軟化點(diǎn)隨著再生劑劑量的增加變小。同時(shí)可以看出，再生劑A的效果明顯比再生劑B的效果要好，因此，本項(xiàng)目選用再生劑A作為連霍高速公路舊瀝青路面的再生劑。

5 再生劑類型用量的確定

再生劑的用量對(duì)瀝青產(chǎn)生的再生效果也是不同的，其經(jīng)濟(jì)效益也相差甚遠(yuǎn)。可以通過在不同的摻量下再生劑對(duì)舊瀝青性能的恢復(fù)情況來確定，將回收的舊瀝青與所用再生劑充分混合均勻靜置24小時(shí)后進(jìn)行相應(yīng)性能試驗(yàn)，如：粘度、針入度、延度、軟化點(diǎn)等對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，并要求再生瀝青的相關(guān)性能滿足同等級(jí)新瀝青的技術(shù)要求。

根據(jù)上節(jié)試驗(yàn)結(jié)果分析，本項(xiàng)目選用再生劑A，其摻量通過瀝青常規(guī)試驗(yàn)確定。再生瀝青的采用為A級(jí)70#舊瀝青，舊瀝青與再生劑充分混合均勻24小時(shí)候后進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)見過見表3。

由表3可以看出，隨著再生劑摻量的增加，瀝青明顯變軟，表現(xiàn)為針入度提高，延度升高，軟化點(diǎn)降低。從表3瀝青再生試驗(yàn)結(jié)果來看，再生劑摻量為舊瀝青的11%時(shí)，再生瀝青性能可以達(dá)到規(guī)范對(duì)A級(jí)70#瀝青的技術(shù)要求。

6 小結(jié)

1.目前常用的再生劑主要有軟瀝青、低粘度油分和專用瀝青再生劑。結(jié)合工程需要，再生劑性能的要求：具有適當(dāng)?shù)恼扯?、良好的流變性質(zhì)、足夠的芳香分含量、較低的薄膜烘箱試驗(yàn)粘度比、較高的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)等。

2.通過再生劑與瀝青配伍性試驗(yàn)分析，再生劑A的再生效果比較好，故選再生劑A作為連霍高速公路舊瀝青路面的再生劑；從瀝青再生試驗(yàn)結(jié)果來看，再生劑摻量為11%（外摻法）時(shí)，再生瀝青性能可以達(dá)到規(guī)范對(duì)A級(jí)70#瀝青的技術(shù)要求。

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