废旧沥青再生利用试验研究

摘要：本文依托广西省道210线祥周至龙邦二级公路大修工程中对废旧沥青路面的再生利用为背景。通过对再生沥青混合料中废旧沥青的三大指标实验研究，对老化的旧沥青提出了两种不同的再生方法:在回收的旧沥青中分别添加不同比例的再生剂或添加再生剂的同时加入70号基质沥青的情况下得出了再生沥青三大指标的变化规律，通过大量实验对两种再生沥青进行针入度、延度及软化点三大指标的测定与对比，得出相对优化的沥青再生方法。

关键词：再生剂；老化；基质沥青；三大指标

中图分类号： TU535 文献标识码： A 文章编号：

引言

沥青路面在铺筑的施工阶段，沥青混合料经受了高温加热，在使用阶段受到光照、氧气和降水等自然因素和交通荷载的作用，会导致沥青的组分发生变化，从而导致沥青的老化。使得沥青混合料的物理力学性能降低，沥青路面出现开裂、水稳定性下降等各种病害，降低了沥青路面的路用性能。旧沥青的再生实质就是沥青老化的逆过程，调节旧沥青的组分使旧沥青的粘度调节到所需的粘度范围，使旧沥青重新获得良好的流变性质。加入一定量的再生剂可以对沥青质有较好的溶解性和分散性，可以改善沥青的粘度，并达到软化增塑、调节沥青流变行为的目的。

1 旧沥青加再生剂的再生方法

本文采用的再生剂是贵州省生产的GXH2001型废旧沥青改性剂。将再生剂分别按旧沥青的0%、3%、5%、7%、9%的质量加入旧沥青中，在130℃温度下充分搅拌融合。实验结果如图表所示：

由以上图表可知：

旧沥青在25℃的针入度只有29（0.1mm）远远达不到规范要求的70号基质沥青的针入度要求（60-80）0.1mm，说明旧沥青的老化比较严重。但是根据以往的经验，只要旧沥青的针入度大于20（0.1mm）就具有再生利用的价值。

从图中可以看出通过在旧沥青中加入一定量的再生剂可以使旧沥青在15℃、25℃和30℃时的针入度都有了显著的提高。

在再生剂掺量为3%的情况时，旧沥青在15℃、25℃和30℃时的针入度都有显著的提高，较不加再生剂前分别提高到了23、42、47。

再生剂的掺量在3%~7%这个区间可以看出旧沥青的针入度有明显的提高几乎呈直线上升，再生剂的掺量大于7%以后旧沥青的针入度增加很小。

根据图表显示规律，建议选择再生剂的掺量为7%较为合适。

延度是判断沥青低温性质的一个重要指标，延度不足说明沥青的流变性质较差，从而会导致沥青混合料在低温或是温度急剧变化的情况下发生开裂现象。

由图表可知：

旧沥青的延度很小只有5.1cm，几乎一拉就短了。说明旧沥青老化严重变得很脆。

再掺入一定的再生剂后延度有了一定的提升，但是提升的幅度较小，再生剂添加到9%以后延度最大可达到26.8cm，但是仍然未满足规范的要求。

再生沥青延度较小的主要原因是由于本文中的沥青是通过旋转蒸发器法抽提、回收的旧沥青不可避免的会使旧沥青中存在有矿粉。少量的矿粉对于沥青的针入度的影响是很小的可以忽略不计，而对于延度的影响比较大，很少的矿粉就可以使沥青的延度大大的降低，矿粉的存在会阻断沥青分子之间的连续性，导致部分沥青分子之间的连接力减小甚至消失，从而使沥青在受拉过程中很容易被拉断，因此实验中的沥青延度较小很大程度上是因为残留在沥青中的矿粉在起作用。

软化点的降低可以从一个方面反应出再生沥青的高温性能和抵抗车辙性能较旧沥青有所下降。由图表可知：

旧沥青老化严重，粘度较大，沥青变硬。软化点达到了65.7℃。

随着再生剂的添加，旧沥青的软化点逐渐的降低，几乎呈直线下降的趋势。

旧沥青老化严重，沥青中的轻质油分在大气和日照等外界因素的影响下挥发严重，使得沥青变得脆硬。

再生剂的主要成分就是由轻质油分构成，具有较高的芳香分含量，流变性质较好，加入一定量的再生剂以后可以有效的改善旧沥青的流变性质。

2 旧沥青加再生剂和70号基质沥青的再生方法

为了研究新旧沥青在不同的掺配比例下，混合沥青的性能和规律，现将70号基质沥青与添加了7%再生剂的旧沥青分别以2:1、1:1和1:2三种不同的比例在加热到130℃条件下融合，搅拌均匀后对其做三大指标实验。实验结果如图表所示。

由图表可知：

1）混合沥青25℃针入度曲线显示随着新沥青添加比例的增加，混合沥青的针入度不断的变大，呈线性增加的趋势。从不加新沥青时为59到完全新沥青时为63。

2）为了满足再生沥青针入度达到60的要求，只需添加新沥青的质量占总沥青比例大概为33%即可。

3）新沥青的加入有效的提高了旧沥青的性能，使混合沥青流变性质得到了改善。

由图表可知：

混合沥青的软化点随着新沥青的加入呈直线递减的规律，从不加新沥青时51.7℃到完全加入新沥青时47.3℃。

软化点的高低可以从一个方面反应出沥青混合料抵抗高温车辙性能的好坏。

旧沥青的软化点为51.7℃时说明旧沥青的老化严重，粘度较大，抵抗高温永久变形的能力较好。

新沥青的加入使混合沥青变软，软化点下降，粘度降低，对于抵抗高温剪切变形不利，高温性能有所下降。

延度是沥青非常重要的一个指标，它能够反应出沥青混合料抵抗低温开裂破坏的能力，沥青的延度越大，沥青混合料抵抗低温开裂的性能就越好。

由图表可知：

不同新沥青比例下混合沥青的延度变化规律是随着新沥青添加比例的增加而增大。

从不加新沥青时的23.1cm到添加50%新沥青时的46.5cm，再到完全为新沥青时延度大于了100cm，延度增长的很快，说明新沥青的加入对于沥青混合料抵抗低温开裂破坏的能力具有积极的作用。

结论

1）在旧沥青中添加一定比例的再生剂，使再生剂与旧沥青充分融合，从再生沥青三大指标的规律可以看出，再生剂可以调节旧沥青的粘度，使老化过程中凝聚的沥青质从新溶解分散，调节沥青胶体结构，从而改善旧沥青的流变性能和恢复旧沥青的路用性能。

2）在旧沥青中添加一定比例的再生剂充分融合反应后再加入一定比例的70号基质沥青。在改善旧沥青性能的同时补充旧沥青所失去的化学组分有效的降低再生沥青的软化点和提高再生沥青的延度、针入度，从而改善再生沥青的路用性能。

综上所述，验结果表明：在旧沥青中加入一定比例的再生剂并加入70号基质沥青所得的再生沥青性能较为优越，具有较高的实用价值。

参考文献

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