胶体化学纸
本文主要分析了沥青路面老化的原因以及国内外沥青再生利用的情况。
关键词:沥青老化与再生
1前言我国公路建设发展迅速。到2005年,全国公路里程突破4万公里,居世界第二。主次干道近20万公里,大部分是沥青路面。如何管理和养护好这些高速公路,是目前我国公路部门面临的一个重要课题。高速公路每公里消耗沥青约350 ~ 400吨。到2004年,中国对道路沥青的需求已超过10万吨。
2沥青老化分析“老化”是指沥青从炼油厂提炼出来,在储存、运输、施工和使用过程中,由于长期暴露在空气中,受热、氧、聚合等环境因素,甚至沥青内部结构发生变化,同时性质发生变化,导致路用性能恶化的过程。沥青老化是一个渐进的过程,其速度直接影响路面的使用寿命,是影响沥青路面耐久性的一个丰富而重要的因素。沥青老化过程的本质是沥青中各组分化合物的化学结构发生变化,导致沥青质和软沥青质在沥青中的溶解参数发生变化,导致沥青质和软沥青质的溶解参数差异增大,从而相容性降低,最终导致沥青路面性能下降。
3.1国内外沥青路面再生研究现状1982、交通部将沥青混凝土路面再生作为重点科技项目下达,同济大学负责该课题的研究,山西、湖北、河南、河北等省市参与其中,对沥青混凝土路面再生技术进行了系统的试验研究。自20世纪90年代以来,一些公路养护单位试图简单地回收旧材料,并将其用于低等级公路或道路基层。
路面的回收利用在美国已经成为惯例。目前其回收利用率高达80%,比新型沥青材料制成的路面节约成本10% ~ 30%。西欧国家也非常重视沥青再生技术。前联邦德国是第一个将回收材料用于公路路面养护的国家。1978废弃沥青路面材料全部回收,依法实施。
3.2沥青再生机理沥青路面的再生主要是沥青再生。基于化学组分的迁移,老化后由于组分的迁移,沥青的胶体结构发生了变化。有些成分比其他成分多,有些成分少。各组分之间的对比实例不协调,沥青的路用性能降低。基于旧沥青材料再生沥青胶体结构理论,在旧沥青中加入定量再生剂,使旧沥青中的化学成分重新分布,旧沥青恢复原有性能,其性能满足规范规定的技术指标要求。再生剂的作用是使沥青满足施工和最终道路使用的粘度要求;改善再生沥青混合料,使其达到最佳耐久性,提供足够的沥青结合料包裹额外的新集料,并提供混合料设计所需的结合料。3.3再生器性能分析再生器必须有利于改善IEt沥青化学组分的再分布,并与旧沥青有良好的相容性,具有溶解和分散沥青质的能力,从而改变旧沥青的化学组分和流变性能,达到道路沥青规定的技术指标要求。再生剂有A、B两种,分别以2%、3%、4%、5%、6%的比例添加到旧沥青中。测定了再生沥青的针入度、延度和软化点。沥青的针入度与沥青路面的性能密切相关,是我国选择沥青标号最重要的依据。对于相同油源或温度敏感性的沥青,针入度大的沥青,即较稀的沥青,比沥青厚的沥青劲度模量低,裂缝少。老化针度与沥青路面的抗裂性也有密切关系。分析数据表明,沥青路面的抗裂性和高温稳定性随着再生剂含量的增加和针入度的增加而提高。沥青的延展性是通过在特定的速度和温度下拉伸标准样品的末端直到它们断裂来确定的。延度反映了沥青的温度敏感性,试验结果也反映了沥青组分的内在关系,是决定沥青性能的重要支柱。对于同样穿透力的材料,延展性大的明显使用效果更好。沥青软化点是高温下的一项性能指标,测量方法是环球法。分析数据表明,随着再生剂含量的增加,沥青延度逐渐增大,软化点逐渐降低,说明在老化沥青中加入再生剂对改善沥青性能是有效的。当使用B型再生剂时,沥青的质量分数为5%或
当A型再生剂沥青的质量分数为6%时,旧沥青的针入度、延度、软化点等路用性能指标均有较大提高,基本满足规范要求:
结论世界石油资源是有限的,不会再生,过度开采必然导致资源枯竭。我国的公路建设,尤其是高速公路的大规模建设,经历了十几年的发展,取得了巨大的成就。目前,部分高速公路已进入大中修期。按照沥青路面的设计寿命(1.5-20年)计算,从现在开始,每年有1.2%的沥青路面需要翻新,每年旧沥青的浪费将达到220万吨。如果能加以利用,经济效益将十分可观,沥青再生技术的研究意义深远。
参考文献张。沥青和沥青混合料。北京:人民交通出版社,2001.2丁,范,。道路沥青吸氧老化性能的研究j .石油炼制,1990,21 (5):42~48。3AASHT0。使用加压老化容器加速老化沥青结合料的标准实施规程。道路沥青再生剂的研究j .国外建筑材料科技,200l,22 (4):47~50。5颜廷芳.石油沥青的微观结构〔A〕美国第20届学术会议。华盛顿出版社,1995: 314 ~ 319。沥青48科技创新导报