【沥青再生过程中新旧沥青融合情况研究的文献综述3000字】

沥青再生过程中新旧沥青融合情况研究的文献综述RAP料表面的老化沥青与新沥青之间的融合情况，目前有三种观点，一种是将废旧料视为“黑石头”即其表面的沥青不与新沥青融合，将废旧料作为集料处理；而另一种理论则认为废旧料表面的沥青完全被激发出来与新沥青完全混合，很明显这两种理论均不符合实际情况，经过研究发现RAP表面沥青与新沥青之间的融合程度对混合料性能的影响与RAP的掺量之间具有直接联系，在掺量低于10%时，废旧集料表面的沥青与新沥青的融合状态对混合料的性能并无很大影响，但是随着掺量的增加对性能的影响更大。RAP沥青在经过使用后发生了许多老化反应，经过氧化老化、紫外老化等老化反应其内组分与物质发生了很多改变，而新沥青的组分也因为油源的原因会有差别，所以RAP沥青与新沥青之间的融合状态对混合料性能的影响更加复杂。近几年基于沥青融合扩散的研究方法大致分为以下几类：（1）分层提取法。根据不同有机溶剂对集料表面沥青的溶解度的不同对RAP料进行分层抽提，也可以采用在高温状态下在RAP表面分厚度提取沥青样品，对抽提的沥青进行提纯然后进行性能检测。Liphardt等提出采用分层多步骤提取法，对再生沥青集料表面新旧沥青融合程度进行评价分析，通过在动态剪切流变仪上进行复模量、相角等流变试验，对部分共混程度进行了估算，采用多重应力蠕变恢复试验方法，研究了原胶凝材料与聚合物改性RAP胶凝材料的共混情况ADDINNE.Ref.{EE9C708D-CA47-4083-B7D6-580FF431CACE}[36]；张德鹏采用凝胶渗透色谱技术与傅里叶转换红外光谱方法，将RAP进行分层抽提对比添加新沥青后沥青的化学组分变化，发现旧料表面各层沥青都发生了新旧沥青的融合，而且融合的程度各不相同，他的团队还利用原子显微镜对新旧沥青及其融合区域进行观察，相较于再生沥青，老化沥青中“蜂形结构”的数量开始减少，长度增加长宽比降低，形状由圆形向椭圆形转变，致密的“蜂形结构”开始变得松散，间接说明了老化沥青再生过程中沥青质的相对含量降低ADDINNE.Ref.{6E95CCF9-05BE-46E8-8701-B129D108D5B0}[37]；分层分步提取过程中溶剂分层抽提方法对控制提取层厚度难以进行精确的划分，在进行成分分析时不同沥青组分在不同溶剂中溶解度不同也会造成误差。（2）全反射红外光谱法。目前采用的都是第三代干涉型光谱仪，可以进行试样光谱与标准红外光谱或已知化学结构的化合物的红外光谱进行对比进行定性分析，也可以利用红外光谱定量分析可以测定化合键之间的角度、化合键键长以及推导出化合物分子的立体构型。秦利萍通过FTIR对老化沥青的再生机理进行微观分析，将再生沥青与基质沥青的红外光谱进行对比，发现再生剂具有将氧化的的碳氧双键，硫氧双键，氮氧双键还原的能力，将C=O与S=O还原为CH-O和C-S-R，从而减少了羰基和亚砜基团的数量；李波利用红外光谱实验对温拌沥青的老化微观特性进行分析，在加入Evotherm温拌剂后沥青的S=O键数量增加，在压力老化后S=O键的吸收峰增加更加明显，说明老化过程中有大量氧气与温拌沥青发生了氧化反应ADDINNE.Ref.{03C4E02D-7019-4EF1-970D-F81A1D7A5930}[38]；陈文武利用FTIR检测RAP料官能团测定老化程度进而检测RAP掺量，采用氧化官能团光谱条带区域的总和来计算个体氧化指数，建立RAP含量与对应氧化指数的预测模型。全反射式红外光谱法是一种间接评价方法，只能进行半定量描述方法，其官能团和化学键变化对其性能评价无法建立直接联系ADDINNE.Ref.{2A32943B-CA35-4476-BA5E-F0E404D66CF1}[39]。（3）微结构扫描与图像分析。通过现代先进的微观分析技术，对混合料微观结构进行扫描，在此基础上并进行融合扩散性能的评判。早在1996年Loeber就利用原子力显微技术（AFM）研究沥青的微观结构特征，首次发现了“蜂形结构”存在于沥青的纳米级表面形貌中ADDINNE.Ref.{9958EFE4-03E7-497F-A381-97F467A156EA}[40]；裴忠实利用AFM分析了沥青老化前后表观结构的变化特征，观察到沥青表面“蜂形结构”在老化后总面积是趋于减小的趋势，平均长度和最大粗糙度逐渐减小，通过微观纳尼力学实验，老化沥青的微观硬度有较大增长，粘附性降低幅度显著ADDINNE.Ref.{79D199FB-0B71-44EC-9719-8D0885CD2DF4}[41]；杨军、关泊等人采用AFM技术对沥青短期老化以及压力老化前后微观结构进行研究，认为沥青质、胶质与蜡之间的相互作用是沥青相分离行为的重要影响因素，蜂状结构是旋节线分解机理和成核－生长机理共同作用的结果，化前后沥青样品表面微观力学性能与其高温流变性具有良好的相关性ADDINNE.Ref.{E95078F4-6E55-4D82-8935-C88ACCE3DEBC}[42,43]；李静利用AFM对沥青再生前后的微观结构进行分析，发现再生剂以及基质沥青都有对老化沥青再生的效果，能够恢复老化沥青的微观黏聚力ADDINNE.Ref.{20A5AA74-5293-43B9-8FFE-4AFFCEBC5AA7}[44]。对于微结构扫描和图像分析方法，是一种通过性能来对融合扩散间接描述的方法，无法定量描述融合程度，却可以得到不同微观区域的物理力学属性参数；陈龙利用荧光显微图像及其光学特征参数对影响新旧沥青融合程度的因素进行分析，实验结果显示提高新沥青标号、掺加再生剂、延长加热以及拌和时间都可以促进新旧沥青的融合。目前越来越多的学者认为蜂型结构与沥青中微晶蜡质、沥青质之间存在密不可分的联系，微晶蜡质与它们之间的侧链烷烃产生共晶作用，当沥青质数量达到一定浓度就会以微晶蜡质作为结晶核进行聚集。王鹏借助AFM和分子模拟分析蜂型结构中突出结构的主要成分是沥青质，由于极性的差异在沥青表面逐渐聚集形成蜂状结构，长链烷烃与极性较大的硫化物或者是稠环芳烃类物质插入沥青质中形成深色凹陷区ADDINNE.Ref.{CD08F67C-4B55-4428-9A5C-BD899F300B5B}[45]。易军艳老师通过原子力显微镜对沥青的微观结构进行老化前后的对比，随着老化程度增加不同组分出现聚集现象，蜂型结构对沥青表面粗糙度具有较大影响，并对宏观黏附性表现具有重要意义ADDINNE.Ref.{810F2589-F9C5-4103-9782-93437796AA8D}[46]；Hung在沥青自愈过程中采用蜡对沥青表面进行恢复，观察到蜡质的存在会促发蜂型结构的形成，并采用原子力显微镜观察到在沥青中加入蜡质会促使蜂型结构的发育ADDINNE.Ref.{D42177D2-64D3-4CD9-9018-B4C7CA7DCB7E}[47-49]。因此本次课题从老化前后“蜂型”结构和微观粗糙度两个方面对掺加不同温拌剂、再生剂的温拌再生沥青老化前后的微观性能进行对比研究。以上每一种方法都具有自身的缺陷，都是从某一方面评价新旧沥青的融合状态，温拌再生沥青中随着添加剂的种类增加只采用一种评价方法难以得到准确的结论，因此采用多尺度分析的方法更能准确的反应不同融合度对性能的影响，以原子力显微镜对微观性态进行分析，傅里叶红外光谱对温拌再生沥青在老化过程中的老化机理进行分析，结合起来对融合状态进行对比评价，基于配伍性原则对温拌再生沥青中的再生剂、温拌剂和新沥青之间的融合程度以及耦合作用对微观性态以及性能的影响进行试验研究。参考文献[1]2020年交通运输行业发展统计公报[N].中国交通报,(2).[2]HarderGA,LegoffY,LoustauA,etal.EnergyandEnvironmentalGainsofWarmandHalf-WarmAsphaltMix:QuantitativeApproach[C].2008.[3]ShuX,HuangB,ShrumED,etal.LaboratoryevaluationofmoisturesusceptibilityoffoamedwarmmixasphaltcontaininghighpercentagesofRAP[J].CONSTRUCTIONANDBUILDINGMATERIALS.2012,35:125-130.[4]FernandesSRM,SilvaHMRD,OliveiraJRM.Carbondioxideemissionsandheavymetalcontaminationanalysisofstonemasticasphaltmixturesproducedwithhighratesofdifferentwastematerials[J].JOURNALOFCLEANERPRODUCTION.2019,226:463-470.[5]TahaR,AliG,BasmaA,etal.Evaluationofreclaimedasphaltpavementaggregateinroadbasesandsubbases[M].TRANSPORTATIONRESEARCHRECORD,1999,264-269.[6]周洲.不同RAP料掺量热再生改性沥青混合料耐久性能研究[D].东南大学,2015.[7]俞志龙.厂拌热再生沥青混合料路用性能及施工工艺研究[D].重庆交通大学,2013.[8]ForsbergA,LukanenE,ThomasT.Engineeredcoldin-placerecyclingproject-BlueEarthCountyStateAidHighway20,Minnesota[M].TRANSPORTATIONRESEARCHRECORD-SERIES,2002,111-123.[9]刘珊珊.废旧沥青路面乳化沥青冷再生技术在道路维修中的应用[D].北京工业大学,2016.[10]吕伟民，孙浩然.冷拌再生沥青混合料的设计与试验[J].华东公路.1985(05):65-73.[11]KristjansdottrO,MuenchST,MichaelL,etal.Assessingpotentialforwarm-mixasphalttechnologyadoption[J].TRANSPORTATIONRESEARCHRECORD.2007(2040):91-99.[12]SargandS,NazzalMD,Al-RawashdehA,etal.FieldEvaluationofWarm-MixAsphaltTechnologies[J].JOURNALOFMATERIALSINCIVILENGINEERING.2012,24(11):1343-1349.[13]HillB,BehniaB,ButtlarWG,etal.EvaluationofWarmMixAsphaltMixturesContainingReclaimedAsphaltPavementthroughMechanicalPerformanceTestsandanAcousticEmissionApproach[J].JOURNALOFMATERIALSINCIVILENGINEERING.2013,25(12):1887-1897.[14]SongW,HuangB,ShuX.Influenceofwarm-mixasphalttechnologyandrejuvenatoronperformanceofasphaltmixturescontaining50%reclaimedasphaltpavement[J].JOURNALOFCLEANERPRODUCTION.2018,192:191-198.[15]WangW,HuangS,QinY,etal.Multi-scalestudyonthehighpercentagewarm-mixrecycled