LPIBR与APAO混掺功能再生剂的试验研究

唐梓洺 张晓涛 赵逸凡 鞠滨蓬 刘建波

关键词：沥青路面;沥青再生;功能再生剂;动稳定度

随着时代的改变，我国各个方面也在飞速发展，尤其是经济和道路交通。再生沥青是公路沥青材料重点研究方向。目前，我国高速公路待维修沥青路面逐年攀升，因此，沥青循环再利用仍为热门研究方向。通过分析发现，对于LPIBR和APAO树脂混掺添加的方式来改善SZS型再生剂的性能的研究相对较少，本文在已有研究结论的基础上，针对老化沥青再生后的力学特性进行试验研究，通过LPIBR和APAO树脂混掺添加的方式来改善SZS型再生剂的性能，对最佳沥青用量沥青混合料进行试验，研究分析各种性能为老化沥青循环利用提供可靠的试验依据。

1再生剂再生沥青的性能研究

1.1 SZS型再生剂再生沥青的性能研究

1.1.1试件制备过程

本文所选SZS型再生剂掺量分别为1%、3%、5%、7%和9%。根据相关文献经验，用高速剪切的方法对沥青进行充分融合，这样才能够使再升剂对老化沥青发挥作用，两者充分融合才能够达到再生效果。本试验采用的设备为小型沥青高速剪切乳化机：

（1）先称取经RTFOT法制备的老化沥青，第二步将老化的沥青放入烘箱中进行加热，在140℃环境下让沥青呈现流动的状态即可;

（2）烘箱加热后的流动沥青更容易划分，划分成五分，再每份沥青中分别加入1%、3%、5%、7%、9%的SZS型再生剂;

（3）将加入了再生剂的沥青放入专业的高温乳切搅拌槽中进行搅拌，在低速剪切的情况下，搅拌10分钟，搅拌机的温度控制在140℃，搅拌机的搅拌速度为600r/min;

（4）搅拌机温度再生高20℃充分搅拌30分钟，搅拌速度控制在1500～2000r/min;

（5）最后将融合了再生剂、又充分搅拌过后的老化沥青在120～C环境下恒温发育1h，取出获得再生沥青的样品。

1.1.2试验结果分析

通过对老化沥青添加不同掺量再生剂，然后测定再生后沥青的三大指标。

不同SZS型再生剂掺量下，老化沥青再生后的针入度不断提高。再生剂持续增加1%，针入度增高到了7;再生剂持续增加3%，针入度增高到了9;再生剂持续增加5%，针入度增高到了7;再生剂持续增加7%，针入度增高到了7;最后再生剂持续增加到9%固定时，针入度仅仅增高到了2。再生剂增加的数值逐渐变大，老化沥青的针入度由最开始的指数增长变为了逐渐减小并趋向稳定，由此可以得出SZS型再生剂的最佳掺量应该在5%～7%，而且是接近7%。

采用不同比例的SZS型再生剂对老化沥青再生后。老化后的沥青延度已经降到了24.1cm，这个数值已经超过了规定的范畴。再生剂持续增加1%，延度增涨了14.9cm，变为了39cm;再生剂持續变化为3%、5%、7%、9%时，延度增涨了16cm、15cm、13cm、8cm。从这组增涨数据中可以看出延度的变化逐级增涨的，逐渐变化到了规定范畴之内的数值。这组实验充分证明了老化沥青修复道路的能力还是不足的。

沥青老化现象是避免不了的，但是老化沥青的软化点会随着时间的增长而逐渐变大，导致的结果就是沥青逐渐变硬。在这种变硬的沥青中加入再生剂后，再升剂就充分发挥了他的作用，能够充分将软化点的数值降下来。温度升高到58.7℃时，再生剂的作用是最有效的，这一温度的老化沥青的软化点会恢复到最初的数值。再生剂持续增加1%，软化点的温度会变低1.5℃;再生剂持续增加3%，软化点的温度会变低4.3℃;再生剂持续增加5%，软化点的温度会变低4.5℃;再生剂持续增加7%，软化点的温度会变低2.1℃;再生剂持续增加9%，软化点的温度会变低1.6℃。再生剂的计量值增大，老化沥青软化点也在逐渐变低，老化沥青的性能恢复得越快。

通过不断地试验，SZS型再生剂对老化沥青的各项指标变化还是有一定的成效的。SZS型再生剂测试的范围在1%～7%，实验结果证明，百分比达到7%左右的时候，各项指标处于最理想的状态，因此笔者得出结论，能够使老化沥青恢复软化点的最佳百分比在6.8%。

1.2功能再生剂再生后沥青的性能研究

1.2.1试件制备过程

根据相关文献，为了让再生剂的效果更显著，加入适量的LPIBR树脂和APAO树脂进行更深层次的实验，分别加入4：1、3：2、1：1、2：3、1：4的量，具体步骤如下：

（1）首先提取适量的SZS型再生剂、LPIBR树脂、APAO树脂，将三种物质共同放入160℃烘箱中进行预热;

（2）加热完成后的三种物质分成五份，LPIBR树脂要按照原始材料比例的10%进行混合，需要注意的是，LPIBR树脂和APAO树脂的数量比例是4：1、3：2、1：1、2：3、1：4;

（3）将五种加入了不同含量LPIBR树脂的再生剂放入到高温乳切搅拌机中进行低速、充分的搅拌10分钟，转速要达到600r/min;

（4）将最开始预热好的APAO树脂加入到再生剂中，比例含量以LPIBR树脂和APAO树脂为准，分别为4：1、3：2、1：1、2：3、1：4：

（5）将五种加入了不同含量APAO树脂的再生剂放入到高温乳切搅拌机中进行高速、充分的搅拌30分钟，温度控制在180℃;

（6）最后将所有分部完成搅拌的物质全部融入一起，形成新性能的再生剂。将这种新性能再生剂放在120℃的温度中，持续发育一小时。

1.2.2试验结果分析

老化沥青虽然会变硬，但是加入再生剂后能够恢复一部分性能，尤其是加入6.8%的SZS型再生剂时，三大指标都得到了明显的改善。但是改善后的老化沥青还是不如新沥青，生命虽然得到了延续，但是使用周期还是没有延长非常多。在这种再生剂中掺杂适量的LPIBR树脂和APAO树脂后，再生剂的性能得到了改善，老化沥青的生命周期又延续了很多。

在不同混掺比例情况下，混掺比例的功能再生剂对于老化沥青针入度方面的恢复情况要比SZS型再生剂的恢复情况要好。当LPIBR：APAO=3：2时，再生老化沥青针入度已恢复至91。

在不同混掺比例情况下，SZS型再生剂在添加了适量的LPIBR树脂和APAO树脂之后，再生剂的性能提高了很多，老化沥青的生命周期也得到一定程度的延续，当LPIBR树脂和APAO树脂的比例是3：2的时候，老化沥青的效果已经超过了预期效果，高达121cm。实验证明在3：2的比例下，再生剂的效果是最理想的状态。

2再生沥青混合料的材料组成设计

2.1试件制备过程

（1）根据经验，分别以油石比4.0%、4.5%、5.0%、5.5%和6.0%比例;

（2）把所用矿料提前在105±5℃的烘箱里进行加热至恒重;

（3）第三步，将烘箱里的混合后的材料拿出来再放入到搅拌机之中进行充分搅拌1～1.5min，搅拌后将老化沥青加入到集料中继续搅拌半分钟，最后加入矿粉，充分搅拌;

（4）事先准备好装沥青的磨具。在充分搅拌后的沥青混合材料，用天平称取1200g。将这1200g沥青混合材料倒人事先准备好的模具之中并迅速用工具插刀压实，使其快速定型;

（5）为了继续压实模具中的沥青，可以采用马歇尔仪器进行进一步击打，击打75次最佳;

（6）将定型后的沥青在进行以西烘烤，然后冷却，最终定型。

2.2试验结果分析

再生沥青的最佳沥青用量。可以通过马歇尔实验法对其进行实验，得出沥青最佳使用量的标准。

3结论

（1）再生剂分别填入了不同比例的老化沥青，分别得出了三大指标的不同数据。第一，能够使老化沥青恢复软化点的再生剂添加量的最佳百分比在6.8%。第二，实验证明LPIBR树脂和APAO树脂在3：2的比例下，再生剂的效果是最理想的状态。

（2）再生沥青的最佳沥青用量OAC为5。