回收沥青掺量对AH-90道路石油沥青性能的影响研究

2020-07-08邢海利

山西交通科技 2020年2期

林浩，邢海利

（1.山西省交通科技研发有限公司新型道路材料国家地方联合工程实验室，山西太原 030032；2.北京市平谷区工程勘察所，北京 101200）

随着中国高速公路发展，部分高速公路将逐步进入大修时代，大修时代的到来将意味着大量废旧沥青路面材料的产生，如果对其处理不当，不仅造成环境污染，而且严重浪费资源[1-2]。废旧沥青混凝土具有很高的利用价值，其含有优良的集料级配及可利用的沥青资源[3]。充分利用废旧沥青混凝土资源，可有效减少矿区石料及石油沥青开采等资源和能源消耗，减少固体废物、温室气体、污染废物产生量和排放量，经济及环境效益明显[4]。

对废旧路面沥青混合料的再利用技术逐步成为沥青混合料的研究热点，对回收沥青黏度和性能的考核是沥青混合料再利用的关键环节，《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》[5]规定了可采用旋转蒸发器法和阿布森法回收沥青混合料中的沥青，两种方法均需采用三氯乙烯溶剂将废旧沥青混合料中的沥青溶解分离，然后蒸发溶剂回收溶解的沥青，得到回收的沥青[6-8]。

回收的沥青性能通常较差，需要与新沥青搭配使用。废旧沥青与新沥青混合使用，将影响沥青的黏度及高温性能[9]。为研究废旧沥青掺量对再生沥青的影响规律，优化废旧沥青与新沥青混合使用的设计方案，提高废旧沥青与新沥青混合使用的理论基础，本文研究废旧沥青与新沥青混合使用的黏度、车辙因子的影响规律。

1 实验部分

1.1 实验原料

表1为采用阿布森法制取的回收沥青及AH-90道路石油沥青主要技术指标。

表1 新旧沥青主要技术指标

1.2 实验仪器

黏度计（BROOKFIELD 106，Made in USA）；流变仪，美国TA公司。

1.3 测试结果及分析

布式旋转黏度计分别在120℃、130℃、140℃、150℃及160℃温度下测试AH-90道路石油沥青、掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青的黏度如图1。

图1 AH-90道路石油沥青、掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青的黏度

由图1可知，掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青在120℃～160℃温度区间的黏度均高于AH-90道路石油沥青黏度，说明回收沥青的加入有效增加了AH-90道路石油沥青的黏度。120℃时，掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青的黏度增长 0.4 Pa·s；130℃时，掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青的黏度增长0.3 Pa·s；140℃时，掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青的黏度增长0.09 Pa·s。AH-90道路石油沥青120℃～140℃温度区间，黏度下降较快，黏度对温度敏感性较高，140℃～160℃温度区间黏度下降较缓慢，黏度对温度的敏感性降低；掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青规律性与AH-90道路石油沥青规律性相似，但其在120℃～140℃温度区间比AH-90道路石油沥青温度敏感性更高。

选取美国SHRP计划提出的车辙因子G*/sinδ作为评价AH-90道路石油沥青、掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青的高温性能，其在50℃、60℃、70℃和80℃下的车辙因子，结果如图2。

图2 车辙因子随温度的变化

AH-90道路石油沥青、掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青的车辙因子均随温度的升高而降低，二者均在50℃～60℃温度区间降低速度快，表明车辙因子在50℃～60℃温度区间对温度更敏感，AH-90道路石油沥青的车辙因子均大于掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青的车辙因子，且温度升高二者差距减少。50℃时，掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青的车辙因子降低2.1 kPa；60℃时，掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青的车辙因子降低2.6 kPa；70℃时，掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青的车辙因子降低0.6 kPa；80℃时，掺量15%回收沥青的AH-90道路石油沥青的车辙因子降低0.2 kPa，表明掺入回收沥青对较低温度的车辙因子影响较大，随着温度的升高差距逐渐减小。