2022-05-30
 
探究二次老化再生对 SBS 改性沥青性能的影响
2022年05月30日   阅读量:32031

摘要:为探究重复老化再生对SBS改性沥青的影响,并确定合适的再生剂种类和掺量,论文控制再生剂种类、用量及用量增量对改性沥青进行重复老化及再生试验。检测沥青试样的物理性能指标(针入度、软化点、延度),用以评价再生效果。试验结果表明:再生改性沥青的针入度增大、延度增大、软化点降低,A型再生剂再生效果最好,且最佳用量为6%~8%,多次再生改性沥青性能有所下降,推荐多次再生的再生剂用量增量为4%沥青网sinoasphalt.com


关键词:SBS改性沥青;重复老化再生;再生剂;物理性能


 引言

 受温度、紫外线等影响,改性沥青会发生胶结料氧化、轻质组分挥发、物理硬化而产生老化现象。由于老化而降低性能的沥青会导致铺筑的柔性路面产生多种病害。

 

目前,再生剂对于短期和长期老化基质和SBS改性沥青的物理性能的影响,已得到大量相关试验的研究与验证。但重复老化再生对SBS改性沥青的物理性能影响仍值得进一步研究。这些研究将对快速现场再生技术的推广应用奠定理论基石。

 

本文对SBS改性沥青进行二次老化再生试验,通过检测其物理性能,对比老化及再生前后的物理性能的差异,评价分析再生沥青的性能及再生剂的效用,验证多次再生的可行性。

 

1 材料和试验 

1.1 沥青及再生剂 

本研究采用的原样改性沥青为壳牌SBS改性沥青,试验采用A型、B型两种再生剂。

 

1.2 重复老化再生试验设计 

采用室内RTFOT短期老化加PAV长期老化制备一次老化改性沥青。

 

一次老化改性沥青加热融化,加入定量再生剂搅拌30min,接触反应得到一次再生改性沥青。将养生完成后的一次再生改性沥青进行长期老化,制备二次老化改性沥青。向二次老化改性沥青添加一定量的再生剂制备二次再生改性沥青。二次再生的再生剂用量在一次再生用量的基础上分别增加0%、2%、4%、6%。

 

2 试验结果与分析 

检测一次再生改性沥青的基本性能,评价再生剂的再生效果与再生效率和对沥青基本性能的影响,优选出再生剂类型和最佳掺量。

 

2.1 一次再生改性沥青基本性能 

对比分析两种再生剂不同用量一次再生改性沥青基本性能,如图2所示。

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上图可知,再生剂的加入提高了老化改性沥青的针入度和延度,降低了软化点。同时,随着再生剂用量的增加,一次再生改性沥青的物理性能呈现线性增加或减少的趋势。利用线性函数对再生剂用量与一次再生改性沥青的物理性能进行拟合,拟合公式如下所示:

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式中:y —— 一次再生改性沥青的物理性能(针入度、软化点、延度),(0.1mm、℃、cm); 

x —— 再生剂用量,%; 

a —— 拟合参数,表示后续再生效率; 

b —— 拟合参数,表示初始再生效果。

 

一次再生改性沥青的三大指标与两种再生剂的用量的拟合优度(R2)均大于0.90,表明两者有着良好的线性相关性。按照一次再生改性沥青的针入度和延度达到短期老化改性沥青的针入度和延度,一次再生改性沥青的软化点达到短期老化改性沥青的软化点和软化点规范值的均值,利用一次再生改性沥青性能预测公式(1)推导出的再生剂最佳用量计算公式

 

(2),计算不同性能指标下两种再生剂的最佳用量。

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式中:X —— 再生剂最佳用量,%;

 

Y —— 一次再生改性沥青的目标性能(针入度、软化点、延度),(0.01mm、℃、cm);

A —— 不同性能指标下再生剂的后续再生效率; 

B —— 不同性能指标下再生剂的初始再生效果。

 

根据计算所得的再生剂最佳用量结果,可以给出再生剂用量的推荐范围:①A型再生剂:6~8%;②B型再生剂:8~10%。A型再生剂能在较少的用量下达到预期的目标再生性能,因此A型再生剂再生性能最佳。

 

2.2 二次再生改性沥青基本性能  

二次再生相对一次再生更加困难,因此再生剂用量需要在一次再生的基础上递增,再生剂用量增量分为四档(0%、2%、4%、6%)。检测二次再生改性沥青的基本性能指标,进一步探究二次再生剂的最佳用量,如下图2。

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由图2可得: 

(1)二次再生相对以一次再生更加困难,相同效果需加入更多的再生剂。

 (2)较高的初始再生效果往往对应较低的后续再生效率,A型再生剂具有较好的经济性。 

(3)二次再生时将再生剂掺量提高4%可达到一次再生的再生效果,以此推荐二次再生的最佳用量宜为10~12%。

 

3 结束语 

本文对两种再生剂不同用量下所得重复老化再生沥青进行基本性能分析,总结如下:

第一,前后两次再生改性沥青的针入度提升、软化点下降、延度增加,且各项性能指标与再生剂用量有着良好的线性相关性。 

第二,建立再生改性沥青性能预测公式,对比再生剂的再生性能可得,两种再生剂均能达到较好的再生效果,A型再生剂效果更佳,最佳用量推荐为6~8%。 

第三,二次再生具有可行性,为达到相同再生效果,需在一次再生的基础上增加再生剂比例,推荐增加比例为4%。 


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