滲透性再生劑對老化瀝青性能影響

(重慶交通大學 重慶 400074)

瀝青路面在使用的過程中由于受到熱、氧及紫外光照射等綜合作用，瀝青中的芳香分轉化為膠質，膠質又轉化成為瀝青質，使瀝青的各化學組分之間的平衡受到破壞、膠體結構發生變化，最終導致瀝青路面路用性能的惡化[1]。老化瀝青的再生是老化的逆過程，通過添加再生劑對其化學組分和膠體結構進行恢復，從而改善其性能[2]。研究表明廢舊瀝青混合料中的老化瀝青瀝青質含量高，大量青質團聚在一起形成空間網絡結構，阻礙了再生劑分子向老化瀝青膜內部的滲透[3].若再生劑不能在再生瀝青混凝土攤鋪壓實之前有效地滲透進入老化瀝青中，而只是覆蓋在老化瀝青的表面，不僅無法使老化瀝青再生，還將對再生瀝青混合料的性能造成負面影響[4]。滲透型再生劑中含有的滲透劑不僅能有效溶解分散瀝青質滲透劑含有的環氧基團還可通過與老化瀝青中的瀝青質發生化學反應降低瀝青質分子之間的相互吸引力，使瀝青質更加均勻地分散在瀝青膠體溶液中，對老化瀝青膠體結構的恢復作用更加明顯[5]。本文將從瀝青的針入度、延度、軟化點、粘度4個指標評價滲透再生劑的性能。

一、實驗部分

(一)實驗原料

滲透劑是一種化學油分其含有極性環氧基團，瀝青采用泰州70#號重交瀝青；催化裂化油漿(也可稱為FCC油漿)，是渣油在催化裂化裝置中裂化后經分餾塔分餾位于塔底的產物，通常用于橡膠的加工，可改善橡膠的塑性，降低膠料的粘度和混煉溫度，對橡膠的壓延和擠出起潤滑作用，催化裂化油裝中含有大量的環芳輕，其芳香分含量超過70%常被用于制備老化瀝青再生。

(二)普通再生劑的制備

按照5:2比例稱取催化裂化油漿和泰州70號瀝青加熱至流動狀態，倒入反應罐中，然后，通過140℃的油浴中攪拌1小時，制備得到PRTA普通再生劑。

(三)滲透性再生劑的制備

按照5:2比例稱取催化裂化油漿和泰州70號瀝青加熱至流動狀態，倒入反應罐中，然后，通過140℃的油浴中攪拌1小時，加入10%的滲透劑，然后在140℃的油浴中攪拌30分鐘來制備STR滲透性瀝青再生劑。

(四)老化瀝青的制備

將50±0.5瀝青注入內徑為140mm的平底圓盤中，然后將其放入163℃的薄膜烘箱中老化，老化時間分別為25h。目前對瀝青的老化程度主要是根據老化瀝青的針入度評價，泰州70號瀝青薄膜老化25h和，25℃針入度為30，屬于輕度。

(五)再生瀝青的制備

首先，將分別預熱至熔融狀態的老化瀝青和新瀝青均勻混合攪拌，然后加入不同種類和劑量的再生劑，均勻混合后制備再生瀝青。不加再生劑時以40:60的質量比將不同老化程度的瀝青與新瀝青均的在140℃下攪拌混合30min后得到的再生瀝青的物理性能。對于輕度老化程度的瀝青，僅添加新瀝青難以使它的物理性能得到較好恢復，故本文后續實驗均是在老化瀝青與新瀝青質量比為40:60的再生瀝青中加入不同種類的再生劑，分別研究了滲透型再生劑和普通再生劑對老化瀝青物理性能的影響。

二、滲透型再生劑對輕度老化瀝青性能的影響

(一)針入度

STR再生劑和PTRA再生劑對輕度老化瀝青25℃針入度的影響，隨著再生劑摻量的增加，再生瀝青的針入度不斷增加，兩種再生劑的劑量在10%-15%時可以使再生瀝青的針入度基本符合號道路瀝青使用性能要求。從圖中還可以看出，輕度老化瀝青的針入度隨普通再生劑 PTRA摻量增大而增加的速度明顯小于STR滲透再生劑摻量增大而增加的速度，結果表明，滲透再生劑對輕度老化瀝青針入度的影響強于普通再生劑。

(二)延度

兩種再生劑對輕度老化瀝青15℃延度的影響，再生瀝青延度隨著再生劑摻量的增加而增加，當 PTRA和STR摻量達到15%時，再生瀝青的延度和新瀝青的延度相差不大。輕度老化瀝青的延度隨普通再生劑 PTRA摻量增大而增加的速度明顯小于 STR滲透再生劑摻量增大而增加的速度。結果表明，滲透再生劑對輕度老化瀝青延度的影響強于普通再生劑。

(三)軟化點

STR和 PTRA對輕度老化瀝青軟化點的影響，輕度老化瀝青的軟化點均能有效降低，當 PTRA和 STR摻量在10%-15%時，再生瀝青的軟化點和新瀝青基本接近。輕度老化瀝青的軟化點隨普通再生劑PTRA摻量增大而增加的速度明顯小于STR滲透再生劑摻量增大而增加的速度。但是采用滲透型再生劑使再生瀝青的高溫性能減弱太快，導致再生瀝青混合料容易產生車轍。因此，選用普通再生劑對輕度老化瀝青再生效果較好。

(四)粘度

STR和 PTRA對輕度老化瀝青135℃粘度的影響，隨著再生劑摻量的增加輕度老化瀝青的粘度逐漸降低，說明輕度老化瀝青受到的流動阻力減小，流動性得到增強。輕度老化瀝青的粘度隨普通再生劑 PTRA摻量增大而增加的速度小于STR滲透再生劑摻量增大而增加的速度，當 STR的摻量在15%時，輕度老化瀝青的粘度和新瀝青相接近，這說明 滲透性再生劑STR再生劑比普通再生劑PTRA對輕度老化瀝青膠體結構的恢復作用更好。但是再生瀝青的粘度隨滲透型再生劑的摻入急劇下降，對再生瀝青的高溫抗車轍性能減弱，因此，選用普通再生劑比較適合用輕度老化瀝青的再生。