基于高溫模擬蒸餾技術(shù)的瀝青再生劑組分研究

張青 王艷 魏強(qiáng)

（1甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院股份有限公司，甘肅 蘭州 730010；

2甘肅暢隴公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730030）

近年來(lái)，瀝青路面再生技術(shù)備受關(guān)注，該技術(shù)主要是在舊路面銑刨料中摻入一定量的瀝青再生劑，使得銑刨料再生后能夠恢復(fù)原來(lái)的技術(shù)性能，從而達(dá)到節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，降低成本的目的[1]。

瀝青路面再生，其首要條件實(shí)際上是瀝青的再生。關(guān)于瀝青再生機(jī)理目前主要有兩種理論：1）組分調(diào)節(jié)理論，該理論認(rèn)為瀝青的老化是由于瀝青各組分發(fā)生轉(zhuǎn)移，引起各組分比例的不協(xié)調(diào)，通過(guò)摻加再生劑，調(diào)節(jié)瀝青組分，從而使舊瀝青恢復(fù)性能；2）相容性理論，該理論認(rèn)為瀝青老化是由于各組分的相容性降低，化學(xué)組成配伍性差引起的，通過(guò)摻加再生劑，改善瀝青四組分的配伍性，獲得較好的再生效果[2-5]。綜上所述，瀝青再生劑的組分含量對(duì)再生效果起著至關(guān)重要的作用。根據(jù)回收瀝青的組分及老化程度，選擇合適的再生劑，將瀝青各組分調(diào)整到適當(dāng)范圍內(nèi)，使之性能得以較好地恢復(fù)。因此，研究再生劑的組分含量在實(shí)際工程中具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

高溫氣相模擬蒸餾技術(shù)是利用氣相色譜模擬再生劑從常溫到750℃時(shí)的蒸餾過(guò)程，輕質(zhì)組分的沸點(diǎn)低，較低溫度優(yōu)先蒸餾出來(lái)，而分子量大的重質(zhì)組分則在較高的溫度才能蒸餾出來(lái)，從而判斷再生劑的組分含量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料

1）再生劑

分別選取西安國(guó)琳、西卡、鞍山雙成、鞍山森遠(yuǎn)共四種品牌。

2）試驗(yàn)試劑

二硫化碳（分析純）、C5～C100標(biāo)準(zhǔn)樣、參考油。

1.2 試件儀器

安捷倫7890A氣相色譜儀。

1.3 試驗(yàn)方法

根據(jù)表1的色譜柱操作條件來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，利用石科院研發(fā)的Simdis高溫模擬蒸餾數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

表1 色譜柱操作條件

設(shè)置氣相色譜儀運(yùn)行條件后，運(yùn)行氣相色譜儀及其化學(xué)工作站，具體的試驗(yàn)步驟如下：

1）空白分析：檢測(cè)二硫化碳溶劑，建立空白分析基線；

2）建立矯正曲線：將C5～C100標(biāo)準(zhǔn)樣在與空白分析相同的運(yùn)行條件下測(cè)試，即得校正樣的沸點(diǎn)校正數(shù)據(jù)，得到沸點(diǎn)和保留時(shí)間（BP-RT）的關(guān)系，并將該數(shù)據(jù)存入氣相色譜儀化學(xué)工作站中；

3）樣品的測(cè)定：稱(chēng)取0.04g再生劑樣品溶解于2g二硫化碳溶劑中，然后在與空白分析相同的運(yùn)行條件下進(jìn)行測(cè)定，即得各樣品的氣相色譜圖，并將該數(shù)據(jù)存入氣相色譜儀化學(xué)工作站中；

4）數(shù)據(jù)處理：用高溫模擬蒸餾軟件處理所述各樣品的氣相色譜圖中的數(shù)據(jù)。初餾點(diǎn)（IBP）指再生劑回收率為0.5%時(shí)對(duì)應(yīng)的沸點(diǎn)。從初餾點(diǎn)開(kāi)始，每間隔5-10時(shí)測(cè)定再生劑的回收率，利用分析軟件即得再生劑在不同沸程切割區(qū)間的回收率。

2 結(jié)果與討論

1）沸程切割區(qū)間結(jié)果，見(jiàn)表2。

表2 沸程切割區(qū)間結(jié)果

2）初餾點(diǎn)溫度

圖1 再生劑沸程切割區(qū)間結(jié)果圖

圖2 再生劑初餾點(diǎn)溫度

由圖1、圖2可以看出，雙成再生劑在0～540℃沸程區(qū)間內(nèi)回收率最高，其初餾點(diǎn)溫度為353.8℃，在四種再生劑中最低，說(shuō)明其輕質(zhì)組分含量最大。西卡再生劑的初餾點(diǎn)溫度為359.9℃，與國(guó)琳再生劑的初餾點(diǎn)溫度較為接近，但在0～540℃沸程區(qū)間內(nèi)回收率最低，說(shuō)明其輕質(zhì)組分含量最小。森遠(yuǎn)再生劑在0～540℃沸程區(qū)間內(nèi)回收率為77.9%，其初餾點(diǎn)溫度為358.3℃，國(guó)琳再生劑在0～540℃沸程區(qū)間內(nèi)回收率為24.8%，其初餾點(diǎn)溫度為360.2℃，兩者的輕質(zhì)組分含量處于中間。

3 結(jié)語(yǔ)

再生瀝青路面在長(zhǎng)期使用中容易受到外界各類(lèi)因素的影響，因此要求再生劑應(yīng)具有適量的輕質(zhì)油分、合適的粘度以及優(yōu)良的抗老化性能。本文利用高溫模擬蒸餾技術(shù)，對(duì)再生劑的輕質(zhì)組分含量進(jìn)行研究，并確定了不同再生劑的沸程切割區(qū)間及初餾點(diǎn)溫度。根據(jù)不同的回收瀝青組分及老化程度，選擇適當(dāng)?shù)脑偕鷦?，為工程?shí)際應(yīng)用提供了理論參考。