廢舊改性瀝青的再生利用*

劉道勝，廖克儉

（遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，遼寧撫順113001）

廢舊改性瀝青的再生利用*

劉道勝，廖克儉

（遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，遼寧撫順113001）

以歡喜嶺AH－90瀝青為基質(zhì)瀝青，采用添加5%SBS改性劑的方法制得符合JTJ036-98 I-C標(biāo)準(zhǔn)的改性瀝青。通過薄膜烘箱對其進(jìn)行一次老化，獲得廢舊瀝青。對廢舊瀝青加入再生劑和SBS，制得再生瀝青；對其進(jìn)行二次老化。結(jié)果表明再生瀝青抗老化性能稍優(yōu)于原改性瀝青，表明廢舊瀝青可以通過再生的方法得到重新利用。

廢舊瀝青；改性；老化；再生

我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得交通量迅速增加，公路使用條件日益苛刻，導(dǎo)致瀝青路面壽命短，產(chǎn)生了大量的廢舊瀝青。廢舊瀝青混合料閑置堆積，不僅浪費(fèi)了大量的不可再生的石油資源，同時還嚴(yán)重地破壞了生態(tài)環(huán)境。采用SBS等聚合物研究改性瀝青是目前的主要內(nèi)容[1-2]，因此研究廢舊SBS改性瀝青回收再利用對我國不僅具有現(xiàn)實的社會意義，還能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。

本實驗采用薄膜烘箱模擬自然老化的方法，分別對SBS改性瀝青和再生SBS改性瀝青進(jìn)行老化，在相同條件下對二者的老化程度進(jìn)行對比，判斷再生瀝青是否符合JTJ036—98 I-C標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1 實驗部分

1.1 原料與儀器

1.1.1 原料

遼河油田歡喜嶺AH－90瀝青；SBS（YH-801星型，岳陽石化生產(chǎn)）；再生劑：自制。

1.1.2 儀器

針入度測定儀（T4508-84，無錫市石油儀器設(shè)備廠），SYD瀝青軟化點(diǎn)測定儀（GB/T 4507上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司），延度儀（T4508-84，無錫市石油儀器設(shè)備廠），旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱（82型，遼陽市恒溫儀器廠）。

1.2 試樣制備

將基質(zhì)瀝青放入烘箱中，升溫至85℃使其融化，向其加入占基質(zhì)瀝青質(zhì)量5%的SBS，采用高速乳化剪切機(jī)（8000r/min）剪切2h后制得SBS改性瀝青。

2 結(jié)果與討論

2.1 SBS改性瀝青主要性質(zhì)測定及模擬老化

2.1.1 SBS改性瀝青主要性質(zhì)測定

基質(zhì)瀝青、SBS改性瀝青主要性質(zhì)及聚合物改性瀝青技術(shù)JTJ036—98 I-C標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1基質(zhì)瀝青、改性瀝青主要理化性質(zhì)及其標(biāo)準(zhǔn)Table 1Physical characteristic and standard of basic asphalt and modified asphalt

由表1可知SBS改性瀝青符合聚合物改性瀝青技術(shù)JTJ036—98 I-C的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了改性瀝青的使用要求。

2.1.2 SBS改性瀝青的模擬老化

將SBS改性瀝青稱取一定量放入163℃的薄膜烘箱中進(jìn)行老化，60 h后取出測定其主要標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果見表2。

由表2可知，SBS改性瀝青老化60 h后，其針入度、延度均下降，軟化點(diǎn)升高，老化后主要物理性質(zhì)已遠(yuǎn)低于改性瀝青標(biāo)準(zhǔn)，表明SBS改性瀝青已成為廢舊瀝青。

表2老化后改性瀝青主要理化性質(zhì)Table 2Physical characteristic of aging modified asphalt

2.2 廢舊SBS改性瀝青的再生

2.2.1 廢舊SBS改性瀝青的調(diào)配

文獻(xiàn)[3]認(rèn)為改性瀝青的性能下降是因為瀝青四組分的配伍性改變所致，而改性劑并沒有發(fā)生本質(zhì)的改變，因此可以通過添加再生劑的方法改變?yōu)r青四組分的配伍性，從而達(dá)到再生目的。

稱取一定量廢舊SBS改性瀝青，熔融后加入一定量的再生劑和SBS后攪拌至均勻，并測試其理化性質(zhì)，結(jié)果見表3。

由表3可知，再生后的SBS改性瀝青符合JTJ036—98 I-C標(biāo)準(zhǔn)的要求，證明加入再生劑和SBS后廢舊SBS改性瀝青可獲得再生。

表3再生瀝青主要理化性質(zhì)Table 3Physical characteristic of regenerated asphalt

2.2.2 再生SBS改性瀝青的老化

再生SBS改性瀝青也必須與SBS改性瀝青一樣擁有較好的抗老化性能，保證再生瀝青有一定的使用年限。實驗采用軟化點(diǎn)升高速率常數(shù)考察瀝青的抗老化性能[4]，如果再生瀝青與改性瀝青速率升高常數(shù)大致相當(dāng)，說明再生瀝青和改性瀝青均具有較好的抗老化性能。試驗采取在150、163和180℃3個溫度條件下分別對SBS改性瀝青和其再生瀝青做了不同時間的薄膜烘箱老化實驗，分別測定其軟化點(diǎn)，結(jié)果分別見圖1。

根據(jù)洛克伍德的觀點(diǎn)[5]只要測出不同老化時間下的軟化點(diǎn)，即可求出瀝青老化反應(yīng)速率常數(shù)k，并根據(jù)Arrhrenius方程可求出對應(yīng)溫度下反應(yīng)速率常數(shù)k。圖2為SBS改性瀝青與再生瀝青的老化速率與時間的變化關(guān)系。

將圖2中數(shù)據(jù)分別帶入Arrhrenius方程，得到一定溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k，見圖3。

再根據(jù)Arrhrenius方程：

以-lnK對1／T作圖，直線的斜率即為Ea／R，從而求出瀝青老化反應(yīng)活化能Ea。經(jīng)計算改性瀝青的老化活化能Ea，1=26.71 kJ/mol，再生瀝青的老化活化能Ea，2=34.15 kJ/mol，再生瀝青的活化能大于SBS改性瀝青的活化能，表明再生SBS瀝青的抗老化性能優(yōu)于SBS改性瀝青的抗老化性能。

3 結(jié)束語

SBS改性瀝青老化后可通過添加再生劑和SBS的方法獲得符合聚合物改性瀝青技術(shù)JTJ036—98（I-C）標(biāo)準(zhǔn)的再生瀝青；改性瀝青的老化活化能小于再生瀝青老化活化能，說明再生瀝青的抗老化性能要優(yōu)于改性瀝青的老化性能。因此可考慮通過再生方法使得廢舊瀝青變廢為寶，對我國的環(huán)保事業(yè)做出積極的貢獻(xiàn)。

[1]霍開富，廖克儉，閏鋒，等.SBS改性道路瀝青的研制[J].石油化工高等學(xué)校學(xué)報，2001，14（4）：22-26.

[2]黃瑋，趙朝輝，廖克儉，等.SBS改性效果對基質(zhì)瀝青的依賴關(guān)系[J].石油化工高等學(xué)校學(xué)報，2003，16（2）：9-12.

[3]廖克儉，叢玉鳳.道路瀝青生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[4]M.S.Cortizo，D.O.Larsen，H.Bianchettc.Effect of the thermal degradation of SBS copolymers during the ageing of modified asphalts polymer[J].Polymer Degradation and Stability，2004，86：275-282.

[5]黃曉明，趙永利，江臣.瀝青路面再生利用試驗分析[J].巖土工程學(xué)報，2001，23(4)：468—471.

Regeneration of Waste SBS Modified Asphalt

LIU Dao-sheng，LIAO Ke-jian

（School of Chemistry and Materials Science，Liaoning Shihua University，Liaoning Fushun 113001，China)

The modified asphalt which consistent with JTJ036-98 I-C Standards was obtained by adding 5%SBS to Huanxiling AH-90 base asphalt.And the waste aging asphalt was obtained through thin-film oven experiments.The waste asphalt could be regenerated by adding SBS and regeneration agent，and the waste asphalt was aged again.The results of the tests indicate that the aging resistance of regenerated asphalt is better than modified asphalt and waste asphalt can be reused.

Waste asphalt；Modification；Aging；Regeneration

TE 626.8

A

1671-0460（2010）02-0144-03

2010-03-30

劉道勝（1976-），男，湖北江陵人，講師，碩士，2002年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，從事于吸附分離及瀝青應(yīng)用研究。

E-mail：dsliu05@126.com，Tel：0413-6860048。