冷鹏飞，杜正军，宋鹏俊，廖克俭，闫锋

（辽宁石油化工大学石化学院，辽宁抚顺113001）

废旧SBS改性沥青再生利用研究

冷鹏飞，杜正军，宋鹏俊，廖克俭*，闫锋

（辽宁石油化工大学石化学院，辽宁抚顺113001）

以欢喜岭AH－90沥青为基质沥青，采用添加SBS改性剂的方法制得SBS改性沥青。其针入度、软化点、延度等指标符合JTJ036—98 I-C标准，对其进行第一次老化，制得废旧SBS改性沥青。对废旧SBS改性沥青再加入适量的再生剂和SBR，使废旧SBS改性沥青的理化指标重新恢复到JTJ036—98 I-C标准的要求，制得再生SBS改性沥青，再对其进行第二次老化。结果表明废旧SBS改性沥青可以通过再生的方法加以重新利用。

废旧沥青；改性；老化；再生

前言

沥青路面材料可以100%回收利用，而且可以多次复用，因而可以节约资源和保护环境[1]。对废旧沥青混合料回收再利用的研究是美国从1915年开始的，西方许多发达国家都在这一领域进行了积极的探索，取得了可喜的成果。美国于1974年开始研究沥青路面材料再生技术，并且迅速在美国推广应用[2]。采用SBS等聚合物对基质沥青进行改性成为研究改性沥青的主要内容[3，4]。国内废旧沥青混合料再生技术研究起步较晚，但随着我国高等级沥青路面维修养护量的不断增加，对废旧沥青混合料再生技术有必要进行深入系统研究。我国现今高速公路大都用SBS作为添加剂用来改善沥青路面的使用性能，研究废旧SBS改性沥青回收再利用对我国具有现实意义。根据沥青四组分理论[5]，废旧SBS改性沥青的性能下降是因为沥青四组分的配伍性改变所致[6]，而SBS改性剂并没有发生本质的改变，这说明废旧SBS改性沥青可以通过添加再生剂的方法重新改变沥青四组分的配伍性，从而达到重新利用的目的。

本实验采用薄膜烘箱模拟自然老化的方法，分别对SBS改性沥青和再生SBS改性沥青进行老化，在相同条件下对二者的老化程度进行对比，最后得出结论。所制得的SBS改性沥青和再生SBS改性沥青符合JTJ036—98 I-C标准。

1 实验部分

1.1 原料与仪器

1.1.1 原料及其基本性质

欢喜岭AH－90沥青：针入度（25℃，100 g，5 s）98.5mm，软化点44.2℃，延度（5℃，5cm/min）大于100cm；SBS(YH-801星型,岳阳石化生产)；再生剂：自制。

1.1.2 仪器

针入度测定仪（T4508-84，无锡市石油仪器设备厂）

SYD沥青软化点测定仪（GB/T 4507上海昌吉地质仪器有限公司）；

延度仪（T4508-84,无锡市石油仪器设备厂）；

旋转薄膜烘箱（82型,辽阳市恒温仪器厂）；

高速乳化剪切机（上海威慷机械电子有限公司）。

1.2 试样制备

将基质沥青放入80℃烘箱中，使其熔化后，取出称量一定质量的沥青，向沥青中加入占基质沥青质量5%的SBS，然后搅拌，采用高速乳化剪切机（8000r/min，120min）进行剪切制得SBS改性沥青。

2 结果与讨论

2.1 SBS改性沥青主要性质测定及模拟老化

2.1.1 SBS改性沥青主要性质测定

SBS改性沥青主要性质见表1。

表1 SBS改性沥青的理化性质Table 1 The physical and chemical properties of SBS modified asphalt

由表1可知SBS改性沥青符合表4中JTJ036—98 I-C的标准。

2.1.2 SBS改性沥青的模拟老化

将SBS改性沥青称取一定量放在圆盘中，再把圆盘放入163℃的薄膜烘箱中进行老化，定期取出测定其针入度，一般针入度小于40时证明已经老化，结果见表2。

表2 SBS改性沥青老化60h后的主要理化性质Table 2 The physical and chemical properties of SBS modified asphalt after aging for 60h

由表2可知，SBS改性沥青老化60h后，其针入度、延度均下降，软化点升高。针入度已经降到40以下，说明SBS改性沥青已被老化。此老化沥青即为废旧SBS改性沥青。

2.2 废旧SBS改性沥青的再生

2.2.1 废旧SBS改性沥青的调配

将熔融的废旧SBS改性沥青称取一定量，分别加入一定量的再生剂和SBR后在电炉上微热，用玻璃棒进行搅拌至均匀，并测试其理化性质，结果如表3。

表3 再生SBS改性沥青主要理化性质Table 3 The physical and chemical properties of regenerated SBS modified asphalt

由表3可知，再生后的SBS改性沥青符合JTJ036—98 I-C标准的要求，证明加入再生剂和SBR后废旧SBS改性沥青再生效果达到要求，得到再生SBS改性沥青。

表4 聚合物改性沥青技术标准要求（JTJ036—98）Table 4 Technical index of polymer modified bitumen（JTJ036-98）

2.2.2 再生SBS改性沥青的老化

再生SBS改性沥青也必须与SBS改性沥青一样拥有较好的抗老化性能，保证再生沥青有一定的使用年限。本实验把SBS改性沥青与再生SBS改性沥青做了相同条件下的薄膜烘箱老化实验，通过比较SBS改性沥青与再生SBS改性沥青老化性能的差异，来间接评价再生SBS改性沥青的抗老化性能。由于道路沥青在自然条件的老化是缓慢的自氧化过程，为在短时间内观察其老化过程中组成与性质的变化，一般采用高温加速老化的方法[7]。本实验用软化点升高速率常数考察沥青的抗老化性能，在150℃、163℃和180℃三个温度条件下分别对SBS改性沥青和再生SBS改性沥青做了5、10、15、20、30h的薄膜烘箱实验，分别测定其软化点。SBS改性沥青和再生SBS改性沥青软化点测试结果分别见表5和6。

表5 老化温度及时间对改性沥青软化点的影响（℃）Table 5 The effect of aging temperature and time on the softening point of modified asphalt

根据洛克伍德的观点测出不同老化时间下的软化点，即可求出沥青老化反应常数k，在不同温度下以lnR／R0对t进行线性回归，回归方程的斜率即为对应温度下反应速率常数k，其中R0表示沥青的初始软化点，R表示在一定温度和老化时间后的软化点。图1为SBS改性沥青与再生SBS改性沥青的lnR／R0与t的关系图。

表6 老化温度及时间对再生改性沥青软化点的影响（℃）Table 6 The effect of aging temperature and time on the softening point of regenerated modified asphalt

图1 改性沥青与再生改性沥青lnR／R0—老化时间关系曲线Fig.1 lnR/R0-aging time relation curve of modified asphalt and regenerated modified asphalt

由图1分别对改性沥青与再生改性沥青的lnR／R0与t进行线性回归，得到一定温度下的反应速率常数k，见表7。

表7 改性沥青与再生改性沥青不同老化温度下的反应速率常数kTable 7 The reaction rate constants of modified asphalt and regenerated modified asphalt at different aging temperatures

根据Arrhrenius方程：lnk=-Ea／（RT）+lnA，以-lnk对1／T作图，直线斜率为Ea／R，从而求出沥青老化反应活化能Ea。改性沥青与再生改性沥青的-lnk与1／T的关系如图2。

由图2经线性回归分别求得改性沥青与再生改性沥青的回归方程分别为

进而求得SBS改性沥青的活化能Ea1=26.71 kJ·mol-1，再生SBS改性沥青的活化能Ea2=34.15 kJ·mol-1，再生SBS改性沥青的活化能大于SBS改性沥青的活化能，说明再生SBS改性沥青的抗老化性能优于SBS改性沥青的抗老化性能，所以废旧SBS改性沥青完全可以通过加再生剂的方法重新得到利用。

图2 改性沥青与再生改性沥青的-lnk与1／T×10-3的关系曲线Fig.2 -1nk and 1／T×10-3relation curve of modified asphalt and regenerated modified asphalt

3 结论

（1）废旧SBS改性沥青通过加入一定量的再生剂和SBR后其理化性质完全可以得到恢复，再生SBS改性沥青理化性质符合JTJ036—98中I-C标准的要求。

（2）再生SBS改性沥青老化性能优于SBS改性沥青老化性能，再生SBS改性沥青完全可以通过添加再生剂的方法重新回收利用。

∶

［1］陈慧敏.石油沥青产品手册［M］.北京：石油工业出版社2001：7.

［2］黄晓明，赵永利，江臣.沥青路面再生利用试验分析［J］.岩土工程学报，2001，23（4）：468～471.

［3］霍开富，廖克俭，闰锋.SBS改性道路沥青的研制［J］.石油化工高等学校学报，2001，14（4）：22～26.

［4］黄玮，赵朝辉，廖克俭.SBS改性效果对基质沥青的依赖关系［J］.石油化工高报，2003，16（2）：9～12.

［5］CORBETT L W.Dumbbell mix for better asphalt［J］.Hydrocarbon process，1979，26（4）：l73～177.

［6］廖克俭，丛玉凤.道路沥青生产与应用技术［M］.北京：化学工业出版社，2004：8.

［7］侯祥麟.中国炼油技术［M］.北京：中国石化出版社，1991：4.

Research on Recycling of Waste SBS Modified Asphalt

LENG Peng-fei,DU Zheng-jun,SONG Peng-jun,LIAO Ke-jian and YAN Feng
（College of Petroleum and Chemical Engineering，Liaoning Shihua University，Fushun 113001，China）

This experiment selected Huanxiling AH-90 asphalt as the base asphalt，the SBS modified asphalt was obtained by adding SBS modifier.The penetration，softening point，ductility and other index could meet the JTJ036-98 I-C standard，through its first aging，the waste SBS modified asphalt was obtained.An appropriate amount of regeneration agent and SBR were added into waste SBS modified asphalt，so that the physical and chemical index of waste SBS modified asphalt could meet the JTJ036-98 I-C standard again，therefore the regenerated SBS modified asphalt was prepared，and then its secondary aging was carried out.The result indicated that the waste SBS modified asphalt could be re-used by regeneration method.

Waste asphalt；modification；aging；regeneration

book=56,ebook=56

TE 626.86

A

1001-0017（2010）04-0030-03

2010-01-05*通讯联系人

冷鹏飞（1980－），男，吉林松原人，在读研究生，主要从事石油化学品的研制与开发。