再生剂在连霍高速上的应用研究.docx

再生剂在连霍高速上的应用研究 沥青路面再生就是重复利用回收沥青路面材料，达到节省资源、保护环境和减少投资的目的。旧沥青路面材料的再生不仅包括旧沥青的再生利用还包括旧骨料的再生利用，其中旧沥青的再生问题是沥青路面再生技术的关键环节。然而，目前市场上使用的再生剂品种类别繁多，不同种类的再生剂对沥青再生效果的影响较大。本章主要依据连霍高速公路旧沥青路面的场拌热再生实体工程，结合当时旧沥青的一些试验指标，对使用的再生剂与沥青的配伍性进行综合试验分析。 1 再生剂的分类 再生剂的作用在于调节老化沥青的粘度，使老化沥青过高的粘度降低，达到沥青混合料所需要的沥青粘度，能够使沥青胶结料恢复至现有沥青规范的要求。目前常用的再生剂可归纳为三种类型： （1）软沥青 ?软沥青与老化沥青混合成的沥青胶结料在满足规范要求时，可以使用较软沥青作为再生剂。软沥青的主要功能是调节老化沥青的组分，软沥青作为再生剂分为两种情况：一种情况是老化沥青的性能保持良好；另一种情况是当旧沥青的掺加比例小于15%时，可认为在满足这两种情况下通过掺加软沥青可以调和出符合规范要求的再生沥青。 （2）低粘度的油分 随着沥青老化程度的增加，沥青的粘度也逐渐增大，从单纯降低旧沥青粘度的角度出发，较为有效的方法是直接在旧沥青中加入低粘度的油分。但已有的研究发现情况并非如此简单。由于油分易发挥等特点的存在，对沥青的再生只是短暂行为，另外芳香芬易发生氧化、缩合、共聚等反应，分子量会很快变大。所以油分对老化沥青的性能改善只是短期行为，稳定性能较差，抗老化性能较差，达不到再生的目的。低粘度的油分主要是调节老化沥青的粘度。 （3）专用沥青再生剂 针对沥青胶结料的老化情况，与老沥青充分融合，溶解分散过多的沥青质，调节沥青的流变行为。 2 再生剂的性能要求 再生剂不仅要满足工程需要，还要包括安全、长期性能、环保等方面。 （1）含有适量的芳香分。因为芳香分对沥青质有很好的溶解以及分散能力，而饱和分的作用则相反。所以，国外有的很多规范就明确规定了沥青中芳香分的含量和范围以及沥青中饱和分的含量上限。因此，沥青中芳香分的含量是衡量沥青再生剂的一个重要指标，所以沥青再生剂中必须含有一定量的芳香分。但是同国外沥青相比，国产的沥青所含沥青质相对较少，所以国产沥青对再生剂组分的要求与或外沥青相比也会有所不同。 （2）再生剂需要有适当的粘度。一般在实际工程中，都是先将再生剂喷洒到破碎后旧沥青混合料中，与之充分渗透、融合，所以，选择的再生剂必须具有很强的渗透力以及亲和能力。应根据实际老化沥青的粘度来选择适当粘度的沥青再生剂，如果选择的沥青再生剂过高，就无法与老化沥青充分均匀融合，则拌合出来的再生沥青混合料就会不均匀；如果沥青再生剂粘度太低，则其轻质油分在沥青混合料加热的过程中就容易挥发，则达不到老化沥青再生的效果。 （3）要有适当的耐热性和耐候性。再生剂同沥青材料一样，也要经过拌制、运输施工等过程的短期老化以及在正常使用过程中的长期老化。这就要求选择的再生剂本身具有很好的抗老化能力，该能力可以通过薄膜烘箱试验前后的再生剂粘度比以及其重量损失率来衡量。 （4）不能含有损害沥青路面路用性能的有害物质。再生剂的主要成分是芳香族和饱和族，而饱和分的主要成分是蜡质及非蜡质的饱和物，将其加入到老化沥青中后会对沥青的路用性能产生不利的影响，更具体说是因为含过量蜡质导致的沥青高温、低温性能变差，从而严重影响到其路面的使用品质。所以从理论上讲，为了减少蜡质对沥青性能的影响，再生剂中的油分应该是富含芳香分而少含饱和分。但是在实际应用中，要考虑到废油利用、经济因素、环境因素等多种因素，此要求也可适当放宽。 （5）施工的安全性。为了安全施工，所用的再生剂应该具有较高的闪点和较高的燃点。这样在施工过程中，才会不产生闪火以及烟雾现象，也会减少排放出对人体有害的物质。 综上所述，高品质才再生剂要具有适当的黏度、足够量的芳香分含量、良好的流变性能、较低的薄膜烘箱试验黏度比以及较高的闪点和燃点。 3 再生沥青试验与分析 为获得旧沥青的指标，首先要对回收的旧沥青路面料进行抽提试验，然后按照阿布森法从抽提的沥青液中回收旧沥青，来评定旧沥青的老化程度。用高速离心法对旧沥青的抽提和回收过程中所使用的试验仪器及过程如图1、图2。 对旧沥青混合料中的旧沥青进行回收的目的在于，可以评定沥青混合料中沥青的老化程度，为再生沥青做准备，也为再生沥青混合料的配合比设计做好基础工作。在回收旧沥青的过程中首先不应使沥青进一步老化，并且要把滤液中的矿粉和溶剂尽可能全部除去以免影响旧沥青的性质，并对其进行合理有效的再生设计。目前国内大部分还是使用阿布森回收法和离心抽提法进行旧沥青回收，在抽提液中不可避免的会混入细小矿粉颗粒，另外，残留在沥青中的部分三氯乙烯以及高温蒸馏导致的旧沥青的进一步老化等多种因素，必然会对旧沥青性质评价以及对采用再生剂的再生效果考察造成不良影响。为了尽可能减少影响试验结果的因素，本次试验所用抽提设备如图1所示，它不仅能循环利用三氯乙烯。为了使本次试验结果具有较高的可比性，试验所使用的旧沥青是在对大量旧料进行抽提后，进行集中回收。回收后沥青的试验检测指标如表1。 4 再生剂比选 道路沥青的路用性能主要包括：感温性、低温开裂及疲劳开裂、永久变形、老化、均匀性和施工性能等。结合国内外大量的实践经验和研究成果，这套指标体系把温度敏感性作为评价沥青性能的主要指标。沥青仍以原样沥青的性能为主，高温指标以当量软化点T800，而低温指标以当量脆点T1.2作为指标，它们均由15、 25、30（或5）3个或3个以上不同温度的针入度值回归求得。对老化性能的评价，仍采用薄膜烘箱加热试验，并把残留针入度比作为主要评价指标。对低温性能的评价除了T1.2外，把薄膜加热前后10延度作为主要评价指标。 针对连霍高速公路旧沥青路面的沥青原材料，对全国再生剂的使用情况进行比选，优选出两种再生剂，利用常规试验，测试再生沥青的三大指标，对检测结果进行对比试验分析。本项目选用两种再生剂，分别在8%、10%、12%三种用量下测试再生沥青的性能。试验分析结果如表2及图3和图4。 由表2及图3图5可以看出，在再生剂用量改变的情况下，沥青的再生效果变化规律基本相同，由?D3图5可以看出，随着再生剂用量的增加，再生沥青的针入度值增大；10的延度都得到了提高，软化点随着再生剂剂量的增加变小。同时可以看出，再生剂A的效果明显比再生剂B的效果要好，因此，本项目选用再生剂A作为连霍高速公路旧沥青路面的再生剂。 5 再生剂类型用量的确定 再生剂的用量对沥青产生的再生效果也是不同的，其经济效益也相差甚远。可以通过在不同的掺量下再生剂对旧沥青性能的恢复情况来确定，将回收的旧沥青与所用再生剂充分混合均匀静置24小时后进行相应性能试验，如：粘度、针入度、延度、软化点等对其进行评价，并要求再生沥青的相关性能满足同等级新沥青的技术要求。 根据上节试验结果分析，本项目选用再生剂A，其掺量通过沥青常规试验确定。再生沥青的采用为A级70#旧沥青，旧沥青与再生剂充分混合均匀24小时候后进行试验，试验见过见表3。 由表3可以看出，随着再生剂掺量的增加，沥青明显变软，表现为针入度提高，延度升高，软化点降低。从表3沥青再生试验结果来看，再生剂掺量为旧沥青的11%时，再生沥青性能可以达到规范对A级70#沥青的技术要求。 6 小结 1.目前常用的再生剂主要有软沥青、低粘度油分和专用沥青再生剂。结合工程需要，再生剂性能的要求：具有适当的粘度、良好的流变性质、足够的芳香分含量、较低的薄膜烘箱试验粘度比、较高的闪点和燃点等。 2.通过再生剂与沥青配伍性试验分析，再生剂A的再生效果比较好，故选再生剂A作为连霍高速公路旧沥青路面的再生剂；从沥青再生试验结果来看，再生剂掺量为11%（外掺法）时，再生沥青性能可以达到规范对A级70#沥青的技术要求。 参考文献 徐剑，黄颂昌，邹桂莲等.我国沥青路面再生技术应用现状与再生规范编制J.公路交通科技.2008. 刘先森，朱战良，王欣等.厂拌热再生沥青技术在广佛高速公路路面大修工程的应用J.公路，2004（11）. 羡洪波，迟立群.广佛高速公路大修与沥青再生工程J.筑路机械与施工机械化，2004（6）. 姜言泉，荆玉才.厂拌与现场热再生技术在高速公路沥青路面维修中的应用J.公路交通科技