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浅谈改性沥青混合料再生技术的研究概况

2013-08-15赵国镇

黑龙江交通科技 2013年8期
关键词:路用老化沥青路面

赵国镇

(黑龙江省航道局)

从上世纪90 年代到现在,我国的公路建设取得了很大的进展。截止到2006 年底,我国已经有193 万km 的等级公路,其中高速公路的总里程位于世界第二位,约为4.54 万km。沥青路面的优点是使用性能优越,具有舒适的行车的性能,正因为此,使得沥青路面的比重大大增加,占我国己经建成的高等级公路路面的80%左右。随着公路建设的快速发展,交通量也不断的增大,路面病害也随之出现。例如沥青路面表面松散、路面车辙以及裂缝的出现。在交通量的压力作用下,很多沥青路面很多已经达到了大修周期。根据测算,以后沥青路面每年需要翻修的数量达沥青路面总量的12%左右。刨除旧的沥青路面再在路面上加铺上新的沥青面层是我国目前对沥青路面大修的主要处理措施,这样将产生很多的废弃沥青混合料。220 万吨的旧沥青料将产生。然而这个数字要以每年百分之十五的速率递增,再过十年一千万吨旧料将在每年产生。在道路沥青用量中改性沥青的使用量所占的比例越来越大,以前修建的改性沥青的路面也已经逐渐进入大中修周期。产生非常多的改性沥青的混合料,从而废旧沥青料数量也大大增加。

如果采取抛弃旧沥青混合料的处理方式,不单纯会造成环境污染,还会造成资源的巨大浪费。开采大量的新石料也将造成生态环境的破坏。许多国家大量进行了关于沥青混合料再生利用技术的试验研究工作,取得重要的学术成果。该技术已经成为现代公路建设行业中比较重大科学技术之一。

对沥青的综合改性效果,SBS(苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物)大大好于别的改性剂。SBS 能够有效地提高沥青的抗疲劳及高低温、等路用的性能要求。自二十世纪八十年代中期以后,SBS 在公路工程建设中进行大量的采用,SBS 是目前采用最多的沥青改性剂。据壳牌公司统计,在日本、美国和欧洲1998 年使用SBS 占各种改性沥青使用数量的每一位,并且其所占比重仍然在持续的增大。

1992 年,中国第一次采用了改性沥青技术是在北京机场的高速公路上,1997 年,长安街的改造中采用了改性沥青技术,意味着改性沥青技术开始在高速公路建设中大规模应用。此后迅速增大了改性沥青的需求,1998 年到2002 年,从8 万吨增加到89 万吨,年平均增长率已经达到82.6%,在2005 年达130 万吨消耗量。我国改性沥青与道路沥青消费量之比己经超过了10%,超越了7.5%世界的平均消费水平的。

因为在公路建设中大量采用改性沥青的时间不长,所以还没有进入改性沥青路面的大规模的维修改造阶段。基质沥青是早期是研究沥青路面再生技术的主题,研究改性沥青的再生技术甚少。然而我国应用改性沥青已10 年。现在以前修建的改性沥青路面也已逐渐进入大中修周期。故应该重视改性沥青的再生利用技术的推广应用与研究。

最近几年的时间,国外己着手改性沥青再生利用技术的研究,并且已经应用在了一部分地区。为了研究改性沥青的再生利用技术,Daranga Codrin,Negulescu 等掺加了新的沥青到室内回收沥青和老化沥青中,经过路用性能的测试证明了该方法的可行性。为了给出恰当的施工控制条件,修筑了试验路并进行了观测。通过红外光谱与热分析技术Mohammad,Negulescu 等对改性沥青老化以后的变化进行了研究,分析了回收了旧路面的沥青化学成分和物理性能,测试了掺加了新的改性沥青的再生沥青混合料路用性能。橡胶改性沥青的再生利用技术的研究也成为人们关注的对象。Amirkhanian,Shen Junan 等经过研究认为掺量在15% 的RAP 可以达到路用性能要求,新拌混合料与再生混合料的在路用性能方面基本相同。

我国也逐渐开始了对沥青再生利用技术的探索研究。再生沥青进行改性的可行性被张道义等探讨研究,路孚8000、TPS 等改性剂被添加到短期老化的改性沥青,不同的添加剂所起到的作用通过对再生沥青的基本性能试验得以体现。老化的SBS 改性沥青路面的现场热再生技术成为赵利明的研究对象,经室内试验提出了配合比设计,经过现场试验检验了该成果的正确性,对路面使用的性能进行了综合评定。再生SBS 改性沥青的混合料的抗老化的技术性能被王冲等研究,对新拌沥青与再生沥青拌制的混合料的进行了不同时长的老化,并对混合料的路用性能进行了对比试验,研究了再生沥青混合料老化的规律和抗老化的路用性能。

总体来看,世界各国对于改性沥青的再生利用技术的研究将成为一种趋势,要加深对改性沥青再生机理和老化的研究,并加强再生改性沥青性能的研究和混合料配合比设计以及路用性能评价。所以开展改性沥青再生的理论技术研究和应用推广具有十分重要的意义。

[1] 沈金安.改性沥青与SMA[M].北京:人民交通出版社,2002.

[2] 沈金安.沥青与沥青混合料路用性能[M]. 北京:人民交通出版社,2001.

[3] 张道义,屈言宾,赵永利.对再生沥青进行改性的可行性分析[J].石油沥青,2008,22(1):70-72.

[4] 赵利明.SBS 改性沥青路面现场热再生试验研究[D].大连:大连理工大学,2007.

[5] 王冲,徐世法,季节等.再生SBS 改性沥青混合料再度老化性能的研究[J].北京建筑工程学院学报,2006,22(3):20-23.

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