基于高温模拟蒸馏技术的沥青再生剂组分研究

张青 王艳 魏强

（1甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，甘肃 兰州 730010；

2甘肃畅陇公路养护技术研究院有限公司，甘肃 兰州 730030）

近年来，沥青路面再生技术备受关注，该技术主要是在旧路面铣刨料中掺入一定量的沥青再生剂，使得铣刨料再生后能够恢复原来的技术性能，从而达到节约资源，保护环境，降低成本的目的[1]。

沥青路面再生，其首要条件实际上是沥青的再生。关于沥青再生机理目前主要有两种理论：1）组分调节理论，该理论认为沥青的老化是由于沥青各组分发生转移，引起各组分比例的不协调，通过掺加再生剂，调节沥青组分，从而使旧沥青恢复性能；2）相容性理论，该理论认为沥青老化是由于各组分的相容性降低，化学组成配伍性差引起的，通过掺加再生剂，改善沥青四组分的配伍性，获得较好的再生效果[2-5]。综上所述，沥青再生剂的组分含量对再生效果起着至关重要的作用。根据回收沥青的组分及老化程度，选择合适的再生剂，将沥青各组分调整到适当范围内，使之性能得以较好地恢复。因此，研究再生剂的组分含量在实际工程中具有非常重要的现实意义。

高温气相模拟蒸馏技术是利用气相色谱模拟再生剂从常温到750℃时的蒸馏过程，轻质组分的沸点低，较低温度优先蒸馏出来，而分子量大的重质组分则在较高的温度才能蒸馏出来，从而判断再生剂的组分含量。

1 实验部分

1.1 材料

1）再生剂

分别选取西安国琳、西卡、鞍山双成、鞍山森远共四种品牌。

2）试验试剂

二硫化碳（分析纯）、C5～C100标准样、参考油。

1.2 试件仪器

安捷伦7890A气相色谱仪。

1.3 试验方法

根据表1的色谱柱操作条件来进行数据采集，利用石科院研发的Simdis高温模拟蒸馏数据处理软件进行数据处理。

表1 色谱柱操作条件

设置气相色谱仪运行条件后，运行气相色谱仪及其化学工作站，具体的试验步骤如下：

1）空白分析：检测二硫化碳溶剂，建立空白分析基线；

2）建立矫正曲线：将C5～C100标准样在与空白分析相同的运行条件下测试，即得校正样的沸点校正数据，得到沸点和保留时间（BP-RT）的关系，并将该数据存入气相色谱仪化学工作站中；

3）样品的测定：称取0.04g再生剂样品溶解于2g二硫化碳溶剂中，然后在与空白分析相同的运行条件下进行测定，即得各样品的气相色谱图，并将该数据存入气相色谱仪化学工作站中；

4）数据处理：用高温模拟蒸馏软件处理所述各样品的气相色谱图中的数据。初馏点（IBP）指再生剂回收率为0.5%时对应的沸点。从初馏点开始，每间隔5-10时测定再生剂的回收率，利用分析软件即得再生剂在不同沸程切割区间的回收率。

2 结果与讨论

1）沸程切割区间结果，见表2。

表2 沸程切割区间结果

2）初馏点温度

图1 再生剂沸程切割区间结果图

图2 再生剂初馏点温度

由图1、图2可以看出，双成再生剂在0～540℃沸程区间内回收率最高，其初馏点温度为353.8℃，在四种再生剂中最低，说明其轻质组分含量最大。西卡再生剂的初馏点温度为359.9℃，与国琳再生剂的初馏点温度较为接近，但在0～540℃沸程区间内回收率最低，说明其轻质组分含量最小。森远再生剂在0～540℃沸程区间内回收率为77.9%，其初馏点温度为358.3℃，国琳再生剂在0～540℃沸程区间内回收率为24.8%，其初馏点温度为360.2℃，两者的轻质组分含量处于中间。

3 结语

再生沥青路面在长期使用中容易受到外界各类因素的影响，因此要求再生剂应具有适量的轻质油分、合适的粘度以及优良的抗老化性能。本文利用高温模拟蒸馏技术，对再生剂的轻质组分含量进行研究，并确定了不同再生剂的沸程切割区间及初馏点温度。根据不同的回收沥青组分及老化程度，选择适当的再生剂，为工程实际应用提供了理论参考。