老化沥青再生技术研究

【摘要】本文以老化沥青再生技术的作用机理入手，分析了作用机理对再生沥青技术选择的影响，对再生剂的性质提出了看法与意见；对比分析了国内外对于再生剂的标准，分析了性质与作用状态的关系；结合再生剂的组分及沥青的指标，给出了再生剂研究发展的一些建议。

【关键词】再生技术，再生剂，技术标准，复合理论

0 引言

路面养护技术中，老化沥青的再生技术是一项非常有现实意义热门课题。目前老化沥青再生的实现主要通过两种方法：（1）新旧沥青的拌和；（2）加入各种再生剂。然而这两种方法各有利弊，从我国的具体国情出发，廉价再生剂的应用显然更能满足当下的需求，这就提出了一些問题：从哪些方面入手来研制新型的再生剂？如何根据不同的沥青老化程度制定再生剂的标准？

本文结合国内外对再生技术的经验和标准，通过对再生技术机理的分析，再生剂与沥青复合理论的探讨以及再生沥青技术标准的研究从而找出不同再生技术，不同再生剂和不同技术标准的优缺点，进而为以后的再生剂的研制和再生方法的应用提出一些意见和建议。

1 沥青再生机理分析

沥青老化的过程实际上是其内部组分比例变化的结果。内部流动性大的芳香分在行车荷载和自然因素的作用下，转化为粘稠的胶质和沥青质，从而使沥青整体的流动性变差，针入度迅速变小，硬度变大，软化点上升，延度降低。

（1）新旧沥青的调和。通过将老化过的沥青与新沥青加以拌合，使得油分在总体的比例提高，新的沥青中的芳香分可以有效溶解旧沥青中的沥青质，形成新的组分比例系统。这种方法有如下几个优点：沥青与沥青之间的相容性较好，所调和的新沥青的粘度和长期稳定性有保证，且油分不易挥发；缺点是所再生的沥青，其老化程度不宜太高，性能要保持较高的水准，且老化沥青的应用比例低于15%。综上分析，为了提高高标号沥青的年度和温度稳定性，可以用一些老化程度不太高的旧沥青与之调和，这样既可以提高沥青性能，又可以利用一部分旧沥青，但利用的这一部分是非常有限的，大部分老化严重的沥青仍需要依靠再生剂得到二次利用。

（2）再生剂的添加。再生剂的机理的理论认为，沥青作为一种分散胶体体系，其物理性质和路用性能很大程度决定于其胶体体系的性质。只有当沥青中各种化学组成的相对含量及性质相匹配时，沥青的胶体体系才能处于稳定状态，因此沥青的路用性能与其化学组成有着密切的关系。从这一角度来看，再生剂是一种变相的调和方法。然而调和不单是简单地材料的叠加，材料之间的相容性，即彼此间的参数相似性也非常重要，那么再生剂的加入可以出于改变沥青技术参数的目的，再生剂又是一种变相的改性剂。综上所述，再生剂是根据需求，配制的低粘度油分，用于溶解沥青质。关于再生剂有两个问题：低粘度油分的挥发问题和与沥青相容性的问题。这些问题对再生剂的性质提出了相应的要求。

2 国内外再生技术的经验和标准的对比分析

国内外对再生剂的指标和标准都提出了要求，下面对比美国ASTM热拌沥青混合料再生剂标准和我国再生规范中热拌沥青混合料再生剂质量要求，提出一些问题和看法。

相同点：沥青的再生过程是降低老化沥青粘度的过程，这对再生剂的粘度就提出了要求。粘度控制着再生剂的渗透性和挥发性，较低的粘度可以使油分与旧沥青充分拌合，但相应的挥发性就大，这两者比较矛盾，是选取合适的粘度标准的一大难题。闪点主要是保证施工安全性。饱和分与芳香分不同，它会降低沥青的温度稳定性，所以国内外对其设定上限。薄膜烘箱实验主要是为了保证再生剂本身的抗老化性能。

不同点：国内在学习借鉴国外经验的基础上，根据自身情况，添加了芳香分含量和相对密度的指标。由于我国产的沥青，其沥青质含量较低，所以对再生剂芳香分含量的要求比国外低，这是一个不同点。相对密度的差异是由于再生剂类型和施工工艺的差异造成的

通过分析国内外对再生剂的标准，低粘度油分的挥发问题通过控制粘度，在一定程度上得到解决，相容性的问题需要通过对再生剂与旧沥青拌合后性质的研究来确定，这又涉及到材料的复合理论。

3 材料复合理论

再生沥青粘度（或针入度）的对数与老化沥青和再生剂各自粘度（或针入度）的对数呈线性关系，一般可用Arrhenius粘度复合模型来表示：

（1）

式中， ， 分别为混合液体的体积比例； ， ， 分别为2种液体及其混溶后液体的粘度。

吕伟民对指数进行了修正：

（2）

式中，X为年度偏离指数。

Chaffin做了进一步修正：

（3）

式中，x为质量比或体积比； 为修正系数，是2种液体粘度差值的函数。

式（2）中的X和式（3）中的 修正了再生剂的粘度，粘度值一般用针入度的ln值代替。就式（3）而言，如果用新旧沥青调配的方法， 的数值一般为零，代表的是相同材料在同等状态下的粘度，考虑为了调整再生沥青的粘度，可以通过调整再生剂与沥青粘度的差值来调节。 代表的是相同材料在同等状态下的粘度，这状态包括了两种材料的老化程度，再生剂和沥青的状态要依据再生剂对再生沥青指标的影响来探索一种规律，沥青指标目前用得比较多的有针入度，粘度和车辙因子，这些指标不但是沥青的分级指标，还是评定沥青老化的指标，可以用于确定再生剂的种类和参量。

4 结语

本文通过对沥青的再生技术机理的分析，对比了国内外对于再生技术的标准，分析了再生剂材料的复合理论，对再生剂的性质提出了要求，对材料之间的复合作用提出了问题，对以后再生技术的利用和再生剂的研发提出以下几条建议：

（1）沥青调和的方法可用于提高软沥青材料的粘性和温度稳定性，但在我国目前的条件下，不适宜用作再生沥青的主要方法。

（2）再生剂的油分挥发问题可通过控制再生剂的粘度，从而在一定程度上得到解决，但是，目前对沥青热再生过程中再生剂，新旧胶结料的混溶机理还未能完全了解。

（3）通过对复合理论的分析得知老化沥青再生符合材料复合理论，具有复合效应。但再生剂与沥青的相容性还受沥青指标的影响，要理论与试验并重，才能全面的了解两种材料的相容性。

参考文献：

[1]沈金安.沥青与沥青混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]吕伟民.沥青再生原理与再生剂的技术要求[J].石油沥青，2007，21（6）.

作者简介：张晨（1991—），男，长安大学公路学院硕士研究生，道路与铁道工程专业。