高等瀝青路面再生劑的研制

1、高等瀝青路面再生劑的研制摘要本文介紹了再生劑的機(jī)理、開發(fā)思路以及所開發(fā)再生劑的性能，與傳統(tǒng)再生劑相比較，所開發(fā)再生劑的基本性能和抗老化性能等方面的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞路面瀝青再生劑研制 瀝青路面的再生利用，能夠節(jié)約大量的瀝青和砂石材料，節(jié)省工程投資，同時(shí)有利于處治廢料、節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境，因而具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)、環(huán)境效益。國外從七十年代石油危機(jī)后開始再生劑研制工作，迄今為止，在國外特別是美國已有許多種再生劑應(yīng)用于路面再生，形成一套比較完整的再生利用技術(shù)，并達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的程度。目前國外再生劑正逐步進(jìn)入我國市場(chǎng)。我國是從八十年代初開始瀝青路面再生利用研究的，當(dāng)時(shí)所研制的再生劑主公路，這項(xiàng)工作至今基本上

2、還處于停滯狀態(tài)。而今一些高等級(jí)公路已陸續(xù)進(jìn)入了維修或改建期，開發(fā)適用于高等級(jí)瀝青路面的再生劑這一工作已提到公路工作者的議題。在東南大學(xué)交通學(xué)院和常州市化工研究所的合作下，研制出了針對(duì)高等級(jí)瀝青路面的新型再生劑。本次研究中所用舊料為寧連路高速化改造工程中的翻挖舊瀝青混合料，路面已使用七年，所用瀝青為克拉瑪依。舊料經(jīng)破碎、用三氯乙烯抽提、高速離心去礦粉、回收等工序后，得到舊瀝青，其基本物理性能與國標(biāo)比較如下：與普通瀝青比較，舊瀝青的針入度下降、軟化點(diǎn)上升、延度減小。再生劑的開發(fā)基本思路從化學(xué)組分的角度分析，我們要使老化瀝青恢復(fù)原有性能，就要向其中加入一定的分子量小的組分，使組分重新協(xié)調(diào)。資料顯示過

3、去曾有人試圖通過比較舊瀝青組分和優(yōu)質(zhì)瀝青的組分，來決定舊瀝青中應(yīng)添加的組分，進(jìn)而找到與這種組分匹配的再生劑，但這種嘗試并沒有成功，其原因是：由于瀝青的化學(xué)結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，即使化學(xué)組分相同的瀝青，因油源基屬及生產(chǎn)工藝不同，其性能也有很大變化。要找到某種固定組分的再生劑，從工藝上來說有相當(dāng)大的難度，對(duì)設(shè)備和工藝要求很高，成本亦高。所以必須尋找其它途徑。我國在八十年代初期所使用的再生劑很多就是一些石油工業(yè)生產(chǎn)出的輕質(zhì)油如潤滑油、柴油、機(jī)油、減五油等或者它們的混合物，一些省份用此再生劑鋪筑了許多再生路面。但是只用輕質(zhì)油分來再改性舊料，實(shí)踐證明效果并不是很好。首先，輕質(zhì)油分在自然界風(fēng)、熱、光等的作用下極易

4、揮發(fā)，其中芳香分易于發(fā)生氧化、縮合、共聚等反應(yīng)，分子量會(huì)很快變大。所以加入的油分并不能長期穩(wěn)定的存在于瀝青中，對(duì)混合料性能的改善也只是一個(gè)短期行為。其次，對(duì)于反應(yīng)式：油分主要是芳香分膠質(zhì)瀝青質(zhì)來說，油分的過量加入，會(huì)加快這種不可逆反應(yīng)的進(jìn)程，也就是起了加速老化的作用。再者，油分與瀝青質(zhì)的溶度參數(shù)相差較大，加入油分后雖能起到降粘的作用，并不能保證形成穩(wěn)定的高分子濃溶液。所以，用輕油再生的舊瀝青混合料其自身的抗老化性能較差，用此混合料鋪成的再生瀝青路面，有效服務(wù)期較短，一般年左右就又趨于老化。為使加入的油分能穩(wěn)定存在于再生混合料中，必須采取有效措施穩(wěn)定油分。通過大量的試制，我們開發(fā)了一種型再生劑，

5、它是一種增粘樹脂與輕油相混溶的合成物，實(shí)驗(yàn)證明此種混溶物能有效克服上述缺點(diǎn)。機(jī)理分析如何防止再生劑中的輕油在施工過程中和使用期自然環(huán)境下穩(wěn)定存在于瀝青中而不發(fā)生揮發(fā)和老化，我們采取的主要方法是：讓輕油與所合成的增粘樹脂混溶，以形成一種穩(wěn)定的高分子溶液。瀝青之所以能形成穩(wěn)定的高分子濃溶液，是由于極性化合物與瀝青質(zhì)有較強(qiáng)的結(jié)合力，它圍在瀝青質(zhì)的周圍，使瀝青質(zhì)形成一個(gè)個(gè)分散的小顆粒而不發(fā)生凝聚，進(jìn)而保持瀝青質(zhì)在芳香分和飽和分中處于懸浮狀態(tài)。近年來國外大量研究顯示，瀝青在從飽和分、芳香分膠質(zhì)瀝青質(zhì)的遷移過程中幾乎不產(chǎn)生極性化合物，而且遷移過程中極性化合物會(huì)漸漸變?yōu)榉菢O性化合物，這樣包圍瀝青質(zhì)的極性化合

6、物會(huì)越來越少，瀝青質(zhì)就會(huì)發(fā)生凝聚，表現(xiàn)為老化特征。我們合成的增粘樹脂其分子本身含有許多不飽和鍵，有很強(qiáng)的極性，能有效的包裹瀝青質(zhì)，加入到瀝青中后，使瀝青中的極性化合物增多，這樣可有效延緩瀝青質(zhì)發(fā)生凝聚的時(shí)間，也就推遲了老化發(fā)生的時(shí)間。增粘樹脂屬于膠持的一部分，加入增粘樹脂后，相對(duì)來說，瀝青中膠質(zhì)含量就大，對(duì)于組分遷移：油分主要是芳香分膠質(zhì)瀝青質(zhì)，從化學(xué)反應(yīng)平衡來說，也就減緩了油分向膠質(zhì)的遷移。進(jìn)而推遲老化的發(fā)生。再生劑的合成再生劑的合成工藝關(guān)鍵是增粘樹脂的合成，我們選用的主要原料是丁二烯與丙烯酸脂系列物主要是丙烯酸甲脂、丙烯酸乙脂等，在的條件下按一定的比例進(jìn)行共聚。進(jìn)而再與輕質(zhì)油份在左右進(jìn)行混溶。所選用的輕質(zhì)油分是由幾種粘度低、不易揮發(fā)的輕質(zhì)油混合而成。再生劑基本性能目前市場(chǎng)上很難找到我國八十年代初生產(chǎn)的再生劑，為與我們研制的再生劑進(jìn)行比較，通過查閱大量資料，我們也合成了一種輕油型再生劑，即將號(hào)輕柴油和號(hào)機(jī)械油按比例混合，此配比是我國八十年代初曾被廣泛使用的一種再生劑配比，具有一定的代表性。將型再生劑與此輕油型再生劑分別進(jìn)行相關(guān)性能試驗(yàn)，結(jié)果如表：從的粘度比較，輕油型再生劑比型再生劑要小得多，這是因?yàn)樾驮偕鷦┲屑尤肓苏扯容^大的增粘樹脂。國外許多資料顯示，將再生劑放