道路瀝青再生添加劑的研究

第39卷第10期.應用化工Vol. 39 No. 102010年10月Applied Chemical IndustryOct. 2010道路瀝青再生添加劑的研究胡陽(yáng),王雷,楊婷婷,林兆焯(遼寧石油化工大學(xué)石油化工學(xué)院,遼寧撫順113001)摘要:為了再生高速公路路面老化瀝青,針對路面老化瀝青特點(diǎn),將自制的7種再生添加劑加人到經(jīng)過(guò)旋轉薄膜烘箱老化的瀝中,通過(guò)老化瀝青前后軟化點(diǎn)、針人度、延度的對比，篩選出再生效果最優(yōu)的再生劑。將再生后的瀝青與重交通石油瀝肯規格( GB50092- 96) 比對確定所選再生劑的最佳用量為3%。為測試自制再生劑的實(shí)際再生效果,將篩選出的再生劑添加到京沈高速公路新民段的廢舊回收瀝青中,結果表明,經(jīng)再生添加劑再生后的路面老化瀝青路用性能可完全恢復。關(guān)鍵詞:再生劑;再生劑用量;廢舊瀝青;老化再生中圖分類(lèi)號:U 418.8文獻標識碼:A文章編號:1671 - 3206(2010)10- 1539 -03Study on renewable pavement asphalt additivesHU Yang, WANG Lei, YANG Ting -ting ,LIN Zhao zhuo(School of Petrochemical Engineering,Liaoning Shihua University , Fushun 113001 ,China)Abstract:For the regeneration of the aging of the old asphalt highway pavement,7 new recycling agentsadded to the aging bitumen of rotating thin flm oven , then compared with the softening point , penetrationand ductility , fnally the best agent was choosen. Comparing the heavy trffic petroleum asphalt specifica-tions( CB50092- 96) , proper dosage of recycling agent is 3%. In order to test the efect of recycling 8-gent , renewable addtive for Xinmin asphalt can be regenerated，it proved the pavement value completelyrecovery.Key words :recycling agent; dosage of recycling agent;aging bitumen;aging regeneration瀝青再生瀝青技術(shù)是將需要翻修的舊瀝青路面回收瀝青(遼寧省交通廳交通科技研究所抽提實(shí)驗經(jīng)過(guò)回收后再加入新集料、新瀝青重新拌和成滿(mǎn)足瀝青)兩種瀝青為基質(zhì)瀝青進(jìn)行老化再生實(shí)驗,實(shí)需要路用性能要求的再生瀝青的工藝技術(shù)。美國是驗結果表明，自制再生劑對老化瀝青再生效果明顯，最先開(kāi)始瀝青再生利用試驗的國家,到20世紀末其具有路用價(jià)值。再生瀝青的比例已占--半以上,各種再生技術(shù)都達1實(shí)驗部分到了很成熟的水平川。Daranga Codrin(2]) , Neg-1.1原料與儀 器ulesc'3] 等研究了改性瀝青的再生技術(shù);Amirkhanian實(shí)驗瀝青: 90'道路瀝青;京沈高速公路新民段等(1研究了橡膠改性瀝青再生技術(shù),Mohammad的廢舊回收瀝青。等'研究了瀝青老化的影響并通過(guò)加入新的改性再生劑制備原料:減二線(xiàn)抽出油(撫順石油--瀝青進(jìn)行再生。近年來(lái)，我國也逐漸開(kāi)始了瀝青再廠(chǎng)北蒸餾常減壓裝置，中間產(chǎn)物) ;煤焦油,工業(yè)品;生利用的研究,張道義[°1、趙利明(7]、王沖81等都對乙烯裂解抽出油(撫順石化公司化塑廠(chǎng),中間產(chǎn)老化瀝青再生技術(shù)進(jìn)行了研究。隨著(zhù)石油資源的日物)等。益枯竭,作為石油產(chǎn)品的瀝青也將越來(lái)越少,老化瀝瀝青旋轉薄膜烘箱;SYD-2801E針人度測定儀;青再生技術(shù)可節約石油資源，使廢舊瀝青回收利用，SYD-2806F軟化點(diǎn)測定儀;SYD-45088延度測定保護環(huán)境,開(kāi)展道路瀝青老化再生的研究和技術(shù)應儀等。用工作極具現實(shí)意義。本實(shí)驗以90*道路瀝青(遼1.2 實(shí)驗方法河油田盤(pán)錦瀝青廠(chǎng))和京沈高速公路新民段的廢舊中國煤化王凝點(diǎn)內點(diǎn)等分收稿日期:2010-07-13修改稿日期:2010-07-29YHCNMHG作者簡(jiǎn)介:胡陽(yáng)( 1983 -),女,遼寧沈陽(yáng)人,遼寧石油化工大學(xué)在讀噢士研究生,師從土甾教孜,從事重質(zhì)油加工方面工作。電話(huà):13942327605 ,E - mail: h. y789@ 163. com通訊聯(lián)系人:王雷,電話(huà):15241329328 ,E - mail: wl20020121@ 163. com1540應用化工第39卷析復配成再生添加劑,添加到老化瀝青中,考察其對2.2再生劑對不同老化瀝青的再生性能的影響不同程度老化瀝青再生的能力。針人度按將基質(zhì)瀝青在163 C下分別老化5,10,15 ,20,GB4509- -84 測定,軟化點(diǎn)按GB4507- -84 測定,延25h,然后測定每個(gè)老化瀝青試樣的軟化點(diǎn)、針人度按GB4508- 84 測定。度延度。將再生劑A按5%的相同量添加到5個(gè)1.3瀝青老化機理與再生老化瀝青試樣中。道路瀝青的老化是由于瀝青中活性基團與空氣2.2.1再生劑對不 同老化瀝青軟化點(diǎn)的影響由中氧反應的結果,氧化的產(chǎn)物主要是羰基和亞砜官圖1可知,在同一老化溫度下,瀝青老化的時(shí)間越能團,深度老化則有可能生成羧基官能團，從組成與長(cháng),其軟化點(diǎn)越高。通過(guò)添加5%的再生劑A后,其性質(zhì)上分析,老化瀝青中膠質(zhì)減少,瀝青質(zhì)增加,芳軟化點(diǎn)均有所下降,說(shuō)明瀝青的粘稠性有所恢復。香油分減少,軟化點(diǎn)升高,針入度與延度下降,而分70子間的締合與縮聚作用又使得老化瀝青平均分子量60增加,這一系列變化促使瀝青物理化學(xué)性質(zhì)劣化,縮50短路面瀝青使用壽命。本實(shí)驗根據瀝青老化機理,逆向添加瀝青在老化過(guò)程中缺失的組分，使再生后士空白祥軟化點(diǎn)變化曲規的瀝青基本符合重交通石油瀝青規格。202結果與討論of2.1再生添 加劑的再生能力考察6 5101520 25 30基質(zhì)90*道路瀝青的軟化點(diǎn)為42.1 C ,針入度老化時(shí)間/h為9.32 mm,延度為135.9 cm。圖1163 C不同老化時(shí)間點(diǎn)軟化點(diǎn)變化曲線(xiàn)基質(zhì)瀝青在163 C下經(jīng)薄膜烘箱老化5 h后,Fig.1 Softening point curves at 163 C in dilerent aging tines加入7種自制再生劑，添加量為5% ,其對老化瀝青2.2.2再生劑對不同 老化瀝青針入度的影響由的影響結果列于表1。圖2可知,在同--老化溫度下,瀝青的老化時(shí)間越表1自制再生劑對老化瀝青的影響長(cháng),其針人度越低,通過(guò)添加5%的再生劑后,其針Table 1 Eiftect of self. regeneration agent on aging asphalt人度均有回升,由此說(shuō)明瀝青的粘結性減小,其性能自制再生劑軟化點(diǎn)/C針人度/mm延度/cm有所恢復。44.55.21121.31241.69.76142.310不同老化時(shí)間針入度變化曲規一+ - 最加5%A后升入度變化曲線(xiàn)38.210.05167.238.811.76146.341.3167.938.7158.5本440.08.66176.2H+I(1:1)39.19.68131.50b5論古20 230瀝青老化有多種原因,如瀝青中的輕組分流失，瀝青組成發(fā)生變化,同時(shí)瀝青路面長(cháng)期暴露于大自圖2163 C不同老化時(shí)間點(diǎn)針人度變化曲線(xiàn)然,會(huì )受到各種自然因素如氧、陽(yáng)光、溫度、水、風(fēng)等Fig.2 Penetration curves at 163 C in diferent aging times的作用,都會(huì )使瀝青老化。由表1可知,在無(wú)任何添2.2.3再生劑對不同老化瀝青延度的影響 瀝青加劑的條件下,老化瀝青的軟化點(diǎn)升高，針入度及延的塑性是指瀝青實(shí)驗在外力作用下發(fā)生的變形而不度減低,已經(jīng)不具有路用價(jià)值。加入再生劑后,補充破壞的能力,目前以瀝青的延度指標來(lái)反映瀝青的了瀝青中的輕組分,使瀝青的軟化點(diǎn)下降,針入度增可知在州同淚府下瀝青的延度隨著(zhù)大,塑性增加,說(shuō)明再生劑對老化瀝青具有再生能老化:TYH中國煤化工在老化后其塑性力。表1表明,自制的7種再生劑對老化瀝青的降低CNMHG加5%的再生添3項指標都進(jìn)行了改進(jìn),再生劑A恢復最為接近基加劑后,其延度均有所提高?？梢?jiàn)添加再生劑后瀝質(zhì)瀝青。青的塑性、柔性、抗裂性能有所恢復。第10期胡陽(yáng)等:道路瀝青再生舔加劑的研究1541150從表4無(wú)添加劑情況可知,回收瀝青的軟化點(diǎn)較高,針人度、延度較低,可知回收瀝青與薄膜烘箱模擬老化瀝青的性能指標相似。舔加劑A可使回100收瀝青的針人度上升,軟化點(diǎn)降低,延度上升,再生二士不同老化時(shí)間延度變化曲線(xiàn)效果明顯,進(jìn)一步說(shuō)明了添加劑A的路面使用價(jià)50}值。3結論15202530(1)使用再生添加劑后老化瀝青的軟化點(diǎn)降老化時(shí)間/h低,針人度和延度增大,證明道路瀝青再生添加劑的圖3 163 C不同老化時(shí)間點(diǎn)延度變化曲線(xiàn)再生性能。Fig.3 Ductility curves at 163 C in diferent aging times2.3再生劑用量的影響(2)將再生添加劑加人到新民回收瀝青中,可將再生劑A按3% ,4% ,5%分別加入到163 C使回收瀝青針人度上升,軟化點(diǎn)降低，延度上升,達下老化5 h后瀝青中,測試其對老化瀝青的再生能力。到重交通石油瀝青標準,說(shuō)明該再生添加劑的路面表2加入不同添加劑量的老化瀝青性質(zhì)的變化使用價(jià)值。Table 2 Aging asphalt properties changing with different(3)實(shí)驗結果表明，自制再生劑A對老化瀝青dosages of additive的再生效果最好,基本符合重交瀝青規格,最佳添加添加劑用量/% 軟化點(diǎn)/C 針入度/mm 延度/cm量為3%。無(wú)44.56.21121.343.28.94157.7參考文獻:42.29. 16156. 8[1] Sullivan J. Pavement reeycling executive summary and r41.69.76162.3port[ R]. Washington DC:Publicaion No. FHW A-SA.95-由表2可知，隨著(zhù)再生劑添加量的增加瀝青的060, Department of Transportation,FHWA,1996.軟化點(diǎn)降低,瀝青的針入度提高,瀝青的延度逐漸恢Codrin Daranga. Characterization of aged polymer modi-復,瀝青的延展性和變形力恢復,與重交瀝青規格比f(wàn)ied asphalt cements for reeycling purpose [ D]. USA:較(見(jiàn)表3),瀝青的路用性能得以恢復,其軟化點(diǎn)、Louisiana State University ,2005.針入度、延度可以達到重交通道路石油瀝青AH-90[3] Negulesec loan I,Codrin Daranga, Wu Zhong,et al. Use of的產(chǎn)品標準,考慮到經(jīng)濟效益,自制再生劑的最佳用recycled polymer modifed asphalt binder in aphalt com-crete pevements [C]. United States; Society of Plastics表3重交通石油 瀝青規格( GB50092- 96)Engineers ,2003 :2835-2839.Table 3 Heavy trafmc petroleum asphalt[4] Amirkhanian , Shen Juan, Serji Lee ,et al. Recyeling of la-specications( GB50092- 96)boratory-prepared reclaimed asphalt pavement mistures試驗項目AH-110AH90AH-70containing crumb rubber modifed bonders in hot-mix略軟化點(diǎn)(不低于)/C41-5142-5244-S4phalt[ J]. Transporation Research Rccord ,206, 21(1):針入度(不低于)/0.1 mm 100- 12080 - 10060-8071-78延度(不小于)/cm00[5] Mohammad Louay N, Negulese loan 1, Wu Zhong,et al.2.4再生劑的路 用性能Investigation of the use of recycled polymer modifed as~phalt binder in asphalt concentrated pavement[J]. As-以京沈高速公路新民段的廢舊回收瀝青作為老phalt Paving Technology ,2003 ,72(1) :551-594.化瀝青,加入再生效果較好的自制再生劑A進(jìn)行實(shí)[6] 張道義,屈言賓,趙永利.對再生瀝青進(jìn)行改性的可行驗,對其進(jìn)行軟化點(diǎn)、針人度延度的測試。性分析[J].石油瀝青,2008 ,22(1) :70-72.表4新民回收瀝青加入不同添加劑比較趙利明. SBS改性瀝青路面現場(chǎng)熱再生試驗研究[D].Table 4 Comparison of Xinmin recovery of bitumenwith different additives中國煤化工添加劑軟化點(diǎn)/C .針人度/mm延度/cm[8]三改性瀝青混合料再無(wú)(新民回收瀝青)5.52105.5THCN M H G噴工程學(xué)院學(xué)報，A46.38.2848.32006 ,22(3) :22-23.