瀝青路面再生中舊瀝青的回收與再生分析

張 鵬

(貴州省都勻公路管理局甕安公路管理段，貴州 黔南布依族苗族自治州甕安縣 550400)

1 舊瀝青回收

1.1 瀝青性能受礦粉因素的影響

試驗(yàn)采用目前常用的70#瀝青，按不同含量進(jìn)行礦粉的摻加，在攪拌均勻后，對(duì)瀝青的三個(gè)主要指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，確定礦粉含量可能對(duì)瀝青性能造成的影響，結(jié)果為：當(dāng)?shù)V粉含量為0時(shí)，瀝青針入度(25 ℃)為68(0.1 mm)，軟化點(diǎn)為50 ℃，延度(15 ℃)為150 cm以上；當(dāng)?shù)V粉含量為0.5%時(shí)，瀝青針入度(25 ℃)為68(0.1 mm)，軟化點(diǎn)為50 ℃，延度(15 ℃)為150 cm以上；當(dāng)?shù)V粉含量為1%時(shí)，瀝青針入度(25 ℃)為68(0.1 mm)，軟化點(diǎn)為50 ℃，延度(15 ℃)為150 cm以上；當(dāng)?shù)V粉含量為2%時(shí)，瀝青針入度(25 ℃)為68(0.1 mm)，軟化點(diǎn)為50 ℃，延度(15 ℃)為86 cm；當(dāng)?shù)V粉含量為4%時(shí)，瀝青針入度(25 ℃)為67(0.1 mm)，軟化點(diǎn)為51 ℃，延度(15 ℃)為78 cm；當(dāng)?shù)V粉含量為6%時(shí)，瀝青針入度(25 ℃)為66(0.1 mm)，軟化點(diǎn)為51 ℃，延度(15 ℃)為65 cm；當(dāng)?shù)V粉含量為8%時(shí)，瀝青針入度(25 ℃)為64(0.1 mm)，軟化點(diǎn)為52 ℃，延度(15 ℃)為51 cm；當(dāng)?shù)V粉含量為10%時(shí)，瀝青針入度(25 ℃)為60(0.1 mm)，軟化點(diǎn)為53 ℃，延度(15 ℃)為43 cm。

由以上結(jié)果可知，摻加少量的礦粉不會(huì)對(duì)瀝青的針入度造成太大影響，基本可以忽略不計(jì)；摻加少量的礦粉也不會(huì)對(duì)瀝青的軟化點(diǎn)造成太大影響，也可忽略不計(jì)；礦粉的含量會(huì)對(duì)瀝青延度造成相對(duì)較大的影響，尤其是當(dāng)?shù)V粉摻加量達(dá)到1%以上時(shí)，瀝青延度明顯降低。

1.2 瀝青性能受溶劑因素的影響

試驗(yàn)同樣采用目前常用的70#瀝青，按不同含量進(jìn)行溶劑的摻加(溶劑采用三氯乙烯)，在攪拌均勻后，對(duì)瀝青的三個(gè)主要指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，確定溶劑含量可能對(duì)瀝青性能造成的影響，結(jié)果為：當(dāng)溶劑含量為0時(shí)，瀝青針入度(25 ℃)為68(0.1 mm)，軟化點(diǎn)為50 ℃，延度(15 ℃)為16 cm；當(dāng)溶劑含量為0.5%時(shí)，瀝青針入度(25 ℃)為77(0.1 mm)，軟化點(diǎn)為50 ℃，延度(15 ℃)為23 cm；當(dāng)溶劑含量為1%時(shí)，瀝青針入度(25 ℃)為89(0.1 mm)，軟化點(diǎn)為49 ℃，延度(15 ℃)為38 cm；當(dāng)溶劑含量為2%時(shí)，瀝青針入度(25 ℃)為101(0.1 mm)，軟化點(diǎn)為47 ℃，延度(15 ℃)為92 cm；當(dāng)溶劑含量為3%時(shí)，瀝青針入度(25 ℃)為122(0.1 mm)，軟化點(diǎn)為43 ℃，延度(15 ℃)為100 cm以上。

由以上結(jié)果可知，即便摻加很少的溶劑，瀝青性能也會(huì)受到很大影響，基于此，在回收瀝青時(shí)，應(yīng)將溶劑清除干凈。

1.3 其他注意事項(xiàng)

(1)在回收瀝青的過程中，為將礦粉可能對(duì)瀝青性能造成的影響降至最低，需要在分離試驗(yàn)過程中使用定量濾紙，避免礦粉滲出。在操作過程中，需上緊手動(dòng)固定螺栓，以免試驗(yàn)時(shí)發(fā)生松動(dòng)與細(xì)料滲出。沉淀一段時(shí)間后，將瀝青溶液注入到溶劑分離儀當(dāng)中，沉淀物直接丟棄。

(2)如前所述，瀝青中含有溶劑會(huì)對(duì)其性能造成很大影響，因此在試驗(yàn)開始前需將溶劑分離徹底，使試驗(yàn)結(jié)果有更好的準(zhǔn)確性。試驗(yàn)中，要對(duì)溫度予以嚴(yán)格控制，尤其是在軟化點(diǎn)的試驗(yàn)過程中，要對(duì)加熱的速率予以嚴(yán)格控制，使試驗(yàn)精度達(dá)到要求。

2 瀝青再生

回收的瀝青實(shí)現(xiàn)再生需要使用一些物質(zhì)，目前常用的包括軟瀝青、廢機(jī)油與專用再生劑。

若回收的瀝青并沒有嚴(yán)重老化，瀝青的性能和設(shè)計(jì)與規(guī)范提出的要求并沒有太大差別，則建議使用軟瀝青來再生。通過試驗(yàn)可知，只有當(dāng)軟瀝青摻加量達(dá)到足夠大的情況下，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)回收瀝青的軟化點(diǎn)及針入度的有效改善，而延度未能得到良好恢復(fù)，仍然無法滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范提出的要求。其原因主要為新、舊瀝青混合僅僅是物理混合，回收瀝青性質(zhì)并沒有因此改變，實(shí)際的再生效果往往很差。

研究表明，瀝青不斷老化的過程實(shí)際上就是輕質(zhì)油不斷揮發(fā)的過程，在油分大量揮發(fā)之后，舊瀝青自身化學(xué)組成將產(chǎn)生很大變化。從膠體理論可知，瀝青化學(xué)組成產(chǎn)生的變化以芳香分縮合成膠質(zhì)與膠質(zhì)進(jìn)一步縮合成瀝青質(zhì)為主，這樣會(huì)使體系當(dāng)中的瀝青質(zhì)實(shí)際含量明顯增加。因分散項(xiàng)不斷增多，分散介質(zhì)具備的溶膠能力持續(xù)減弱，使瀝青穩(wěn)定性明顯降低，導(dǎo)致性能變差。將廢機(jī)油摻加到回收的瀝青當(dāng)中，能實(shí)現(xiàn)對(duì)舊瀝青化學(xué)組成發(fā)生的變化予以有效改善。經(jīng)進(jìn)一步的試驗(yàn)可知，伴隨廢機(jī)油實(shí)際摻加量不斷增加，舊瀝青延度與針入度都得到很大程度的提高，同時(shí)軟化點(diǎn)下降，說明瀝青性能得到了改善。然而，在延度恢復(fù)至規(guī)范要求后，針入度超出要求，由于過軟，無法在面層施工中使用。其原因主要為摻加機(jī)油只能起到對(duì)舊瀝青進(jìn)行軟化的作用，并不能從本質(zhì)上使舊瀝青化學(xué)組成發(fā)生變化。油分溶解度與瀝青質(zhì)之間有很大差別，摻加既有只是機(jī)械性摻加，盡管可以降低舊瀝青粘度，但無法形成高分子濃溶液?？梢?，該方法不能滿足高等級(jí)公路提出的要求。

采用再生劑再生的作用機(jī)理為摻加再生劑后將不斷向舊瀝青中擴(kuò)散，和舊瀝青混溶，因再生劑當(dāng)中含有很多芳香分，所以能促進(jìn)瀝青質(zhì)的分散與溶解，進(jìn)而形成穩(wěn)定性更好的瀝青。相較于之前提到的摻加廢機(jī)油的方法，該方法再生效果更好，可以在瀝青老化程度較高的情況下使用。經(jīng)試驗(yàn)可知，伴隨再生劑實(shí)際摻加量不斷增加，舊瀝青延度與針入度均得到很大的提升，同時(shí)軟化點(diǎn)下降，舊瀝青性能改善明顯。然而，也存在和摻加廢機(jī)油基本相同的問題，在延度達(dá)到要求后，針入度超出允許的范圍。針對(duì)這一情況，在實(shí)際情況中可采用混合使用再生劑與摻加新瀝青的方法，即先通過再生劑的摻加改善一部分性能，然后再根據(jù)實(shí)際情況摻加適量新瀝青，最后通過調(diào)和使再生瀝青性能達(dá)到規(guī)范要求。

3 結(jié) 語

綜上所述，在回收舊瀝青時(shí)，舊瀝青所含有的礦粉及溶劑都會(huì)影響到瀝青性能，對(duì)此需要按照相關(guān)規(guī)范提出的要求執(zhí)行，以獲得純凈瀝青，使試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到準(zhǔn)確。采用不同類型的再生劑，其性能改善效果存在明顯差別，針對(duì)老化程度不同的路面，在瀝青再生過程中要使用適宜的再生劑，對(duì)于高等級(jí)公路的路面，建議采用專用再生劑。只根據(jù)三個(gè)性能指標(biāo)的實(shí)測(cè)結(jié)果，還不足以反映瀝青再生真實(shí)效果，在此基礎(chǔ)上還需要以再生瀝青具體使用狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。