道路沥青再生添加剂的研究

第39卷第10期.应用化工Vol. 39 No. 102010年10月Applied Chemical IndustryOct. 2010道路沥青再生添加剂的研究胡阳,王雷,杨婷婷,林兆焯(辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺113001)摘要:为了再生高速公路路面老化沥青,针对路面老化沥青特点,将自制的7种再生添加剂加人到经过旋转薄膜烘箱老化的沥中,通过老化沥青前后软化点、针人度、延度的对比，筛选出再生效果最优的再生剂。将再生后的沥青与重交通石油沥肯规格( GB50092- 96) 比对确定所选再生剂的最佳用量为3%。为测试自制再生剂的实际再生效果,将筛选出的再生剂添加到京沈高速公路新民段的废旧回收沥青中,结果表明,经再生添加剂再生后的路面老化沥青路用性能可完全恢复。关键词:再生剂;再生剂用量;废旧沥青;老化再生中图分类号:U 418.8文献标识码:A文章编号: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沥青再生沥青技术是将需要翻修的旧沥青路面回收沥青(辽宁省交通厅交通科技研究所抽提实验经过回收后再加入新集料、新沥青重新拌和成满足沥青)两种沥青为基质沥青进行老化再生实验,实需要路用性能要求的再生沥青的工艺技术。美国是验结果表明，自制再生剂对老化沥青再生效果明显，最先开始沥青再生利用试验的国家,到20世纪末其具有路用价值。再生沥青的比例已占--半以上,各种再生技术都达1实验部分到了很成熟的水平川。Daranga Codrin(2]) , Neg-1.1原料与仪 器ulesc'3] 等研究了改性沥青的再生技术;Amirkhanian实验沥青: 90'道路沥青;京沈高速公路新民段等(1研究了橡胶改性沥青再生技术,Mohammad的废旧回收沥青。等'研究了沥青老化的影响并通过加入新的改性再生剂制备原料:减二线抽出油(抚顺石油--沥青进行再生。近年来，我国也逐渐开始了沥青再厂北蒸馏常减压装置，中间产物) ;煤焦油,工业品;生利用的研究,张道义[°1、赵利明(7]、王冲81等都对乙烯裂解抽出油(抚顺石化公司化塑厂,中间产老化沥青再生技术进行了研究。随着石油资源的日物)等。益枯竭,作为石油产品的沥青也将越来越少,老化沥沥青旋转薄膜烘箱;SYD-2801E针人度测定仪;青再生技术可节约石油资源，使废旧沥青回收利用，SYD-2806F软化点测定仪;SYD-45088延度测定保护环境,开展道路沥青老化再生的研究和技术应仪等。用工作极具现实意义。本实验以90*道路沥青(辽1.2 实验方法河油田盘锦沥青厂)和京沈高速公路新民段的废旧中国煤化王凝点内点等分收稿日期:2010-07-13修改稿日期:2010-07-29YHCNMHG作者简介:胡阳( 1983 -),女,辽宁沈阳人,辽宁石油化工大学在读噢士研究生,师从土甾教孜,从事重质油加工方面工作。电话:13942327605 ,E - mail: h. y789@ 163. com通讯联系人:王雷,电话:15241329328 ,E - mail: wl20020121@ 163. com1540应用化工第39卷析复配成再生添加剂,添加到老化沥青中,考察其对2.2再生剂对不同老化沥青的再生性能的影响不同程度老化沥青再生的能力。针人度按将基质沥青在163 C下分别老化5,10,15 ,20,GB4509- -84 测定,软化点按GB4507- -84 测定,延25h,然后测定每个老化沥青试样的软化点、针人度按GB4508- 84 测定。度延度。将再生剂A按5%的相同量添加到5个1.3沥青老化机理与再生老化沥青试样中。道路沥青的老化是由于沥青中活性基团与空气2.2.1再生剂对不 同老化沥青软化点的影响由中氧反应的结果,氧化的产物主要是羰基和亚砜官图1可知,在同一老化温度下,沥青老化的时间越能团,深度老化则有可能生成羧基官能团，从组成与长,其软化点越高。通过添加5%的再生剂A后,其性质上分析,老化沥青中胶质减少,沥青质增加,芳软化点均有所下降,说明沥青的粘稠性有所恢复。香油分减少,软化点升高,针入度与延度下降,而分70子间的缔合与缩聚作用又使得老化沥青平均分子量60增加,这一系列变化促使沥青物理化学性质劣化,缩50短路面沥青使用寿命。本实验根据沥青老化机理,逆向添加沥青在老化过程中缺失的组分，使再生后士空白祥软化点变化曲规的沥青基本符合重交通石油沥青规格。202结果与讨论of2.1再生添 加剂的再生能力考察6 5101520 25 30基质90*道路沥青的软化点为42.1 C ,针入度老化时间/h为9.32 mm,延度为135.9 cm。图1163 C不同老化时间点软化点变化曲线基质沥青在163 C下经薄膜烘箱老化5 h后,Fig.1 Softening point curves at 163 C in dilerent aging tines加入7种自制再生剂，添加量为5% ,其对老化沥青2.2.2再生剂对不同 老化沥青针入度的影响由的影响结果列于表1。图2可知,在同--老化温度下,沥青的老化时间越表1自制再生剂对老化沥青的影响长,其针人度越低,通过添加5%的再生剂后,其针Table 1 Eiftect of self. regeneration agent on aging asphalt人度均有回升,由此说明沥青的粘结性减小,其性能自制再生剂软化点/C针人度/mm延度/cm有所恢复。44.55.21121.31241.69.76142.310不同老化时间针入度变化曲规一+ - 最加5%A后升入度变化曲线38.210.05167.238.811.76146.341.3167.938.7158.5本440.08.66176.2H+I(1:1)39.19.68131.50b5论古20 230沥青老化有多种原因,如沥青中的轻组分流失，沥青组成发生变化,同时沥青路面长期暴露于大自图2163 C不同老化时间点针人度变化曲线然,会受到各种自然因素如氧、阳光、温度、水、风等Fig.2 Penetration curves at 163 C in diferent aging times的作用,都会使沥青老化。由表1可知,在无任何添2.2.3再生剂对不同老化沥青延度的影响 沥青加剂的条件下,老化沥青的软化点升高，针入度及延的塑性是指沥青实验在外力作用下发生的变形而不度减低,已经不具有路用价值。加入再生剂后,补充破坏的能力,目前以沥青的延度指标来反映沥青的了沥青中的轻组分,使沥青的软化点下降,针入度增可知在州同泪府下沥青的延度随着大,塑性增加,说明再生剂对老化沥青具有再生能老化:TYH中国煤化工在老化后其塑性力。表1表明,自制的7种再生剂对老化沥青的降低CNMHG加5%的再生添3项指标都进行了改进,再生剂A恢复最为接近基加剂后,其延度均有所提高。可见添加再生剂后沥质沥青。青的塑性、柔性、抗裂性能有所恢复。第10期胡阳等:道路沥青再生舔加剂的研究1541150从表4无添加剂情况可知,回收沥青的软化点较高,针人度、延度较低,可知回收沥青与薄膜烘箱模拟老化沥青的性能指标相似。舔加剂A可使回100收沥青的针人度上升,软化点降低,延度上升,再生二士不同老化时间延度变化曲线效果明显,进一步说明了添加剂A的路面使用价50}值。3结论15202530(1)使用再生添加剂后老化沥青的软化点降老化时间/h低,针人度和延度增大,证明道路沥青再生添加剂的图3 163 C不同老化时间点延度变化曲线再生性能。Fig.3 Ductility curves at 163 C in diferent aging times2.3再生剂用量的影响(2)将再生添加剂加人到新民回收沥青中,可将再生剂A按3% ,4% ,5%分别加入到163 C使回收沥青针人度上升,软化点降低，延度上升,达下老化5 h后沥青中,测试其对老化沥青的再生能力。到重交通石油沥青标准,说明该再生添加剂的路面表2加入不同添加剂量的老化沥青性质的变化使用价值。Table 2 Aging asphalt properties changing with different(3)实验结果表明，自制再生剂A对老化沥青dosages of additive的再生效果最好,基本符合重交沥青规格,最佳添加添加剂用量/% 软化点/C 针入度/mm 延度/cm量为3%。无44.56.21121.343.28.94157.7参考文献: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，随着再生剂添加量的增加沥青的060, Department of Transportation,FHWA,1996.软化点降低,沥青的针入度提高,沥青的延度逐渐恢Codrin Daranga. Characterization of aged polymer modi-复,沥青的延展性和变形力恢复,与重交沥青规格比fied asphalt cements for reeycling purpose [ D]. USA:较(见表3),沥青的路用性能得以恢复,其软化点、Louisiana State University ,2005.针入度、延度可以达到重交通道路石油沥青AH-90[3] Negulesec loan I,Codrin Daranga, Wu Zhong,et al. Use of的产品标准,考虑到经济效益,自制再生剂的最佳用recycled polymer modifed asphalt binder in aphalt com-crete pevements [C]. United States; Society of Plastics表3重交通石油 沥青规格( 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试验项目AH-110AH90AH-70containing crumb rubber modifed bonders in hot-mix略软化点(不低于)/C41-5142-5244-S4phalt[ J]. Transporation Research Rccord ,206, 21(1):针入度(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再生剂的路 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废旧回收沥青作为老phalt Paving Technology ,2003 ,72(1) :551-594.化沥青,加入再生效果较好的自制再生剂A进行实[6] 张道义,屈言宾,赵永利.对再生沥青进行改性的可行验,对其进行软化点、针人度延度的测试。性分析[J].石油沥青,2008 ,22(1) :70-72.表4新民回收沥青加入不同添加剂比较赵利明. SBS改性沥青路面现场热再生试验研究[D].Table 4 Comparison of Xinmin recovery of bitumenwith different additives中国煤化工添加剂软化点/C .针人度/mm延度/cm[8]三改性沥青混合料再无(新民回收沥青)5.52105.5THCN M H G喷工程学院学报，A46.38.2848.32006 ,22(3) :22-23.