不同温拌剂对再生沥青的影响研究

2022-04-18罗婷

交通世界 2022年7期

罗婷

（江西省交通投资集团有限责任公司宜春管理中心，江西宜春 336000）

0 引言

随着我国经济发展进入新常态，交通行业进入了新的阶段，过去的道路建设模式已不符合绿色发展的理念，路面新建或翻修产生的废弃旧料再生利用成为新的趋势，道路建设中的沥青路面回收再生近年来成为研究的热点。沥青路面具有平整度高、噪声低及维修简便等优点，因此在很多道路中采用，但沥青路面的使用寿命有限，当路面破坏时对此类不可再生资源造成的浪费极大，对此，学者们开始对温拌再生沥青技术进行研究，其中李振等人[1-3]对旧料的掺配量进行研究；李唐志等人[4]通过Evo⁃thermTM温拌技术，对拌和料中旧料的掺配率进行研究；郭乃胜等人[5-6]针对掺与不掺旧料情况下的混合材料温拌技术进行研究。

再生沥青是指在旧的沥青中掺入再生剂形成的沥青，而在基质沥青中加入温拌剂主要是为了降低沥青在铺设及碾压时的温度。本文对温拌剂对沥青的温拌机理进行研究，并通过试验研究不同温拌剂对再生沥青的影响。

1 温拌剂概述

沥青是一种复杂的混合材料，主要是由不同的碳氢化合物及非金属元素组成，普通的沥青在拌和时需要将沥青加热至很高的温度，一般在160～180℃，而在摊铺及碾压的时候一般也需要在高温（120℃）下进行，在此高温下不仅会使沥青老化速度加快，还需要消耗大量的能源，且同时还会在高温状态产生有害气体。而温拌剂的使用可以大幅降低普通沥青的加热温度（一般在20～40℃），因此不仅可以节约能源，还能减少有害气体的排出，同时还能使沥青的老化速度减慢。目前添加剂法温拌技术中常采用的温拌剂主要有XT-W1（液体）、XT-W2（固体）、XT-W3（含有结晶水的粉状固体），由于沥青与聚合物改性剂的相容性极差，因此在制备温拌沥青时需要将基质的沥青加热到能够流动的状态下，然后采用低速拌热熟化或高速剪切分散的方法，将沥青与温拌剂融合，避免其出现离析的现象。

2 不同温拌剂的影响分析

本文为研究不同温拌剂对沥青的路面性能影响，分别对上述三种温拌剂加入到基质的沥青中，对形成的温拌沥青的基本性能指标进行试验，具体结果见表1所示。

表1 温拌沥青的主要性能指标结果表

从表1中可以看出，温拌剂W-1加入基质沥青后形成的温拌沥青，其针入度与软化点与没有加入温拌剂的普通沥青相差较小，其黏度在135℃时比普通沥青大，在175℃时比普通的沥青小，温拌剂W-3加入基质沥青后形成的温拌沥青，其针入度与软化点与没有加入温拌剂的普通沥青相差不大，其黏度在135℃时比普通沥青小，在175℃比普通的沥青大，这两类温拌剂均为表面活性剂，加入基质沥青中均能改变基质沥青的性能，温拌剂W-2加入基质沥青后形成的温拌沥青，其针入度增大较为明显，表明该类沥青较软，其低温性能提高较明显，同时其软化点有所降低，但还满足大于42的要求，其黏度变化较小。

3 不同温拌剂对再生沥青的影响分析

本文对某高速公路工程中的旧沥青混合料进行回收，并且通过全自动离心式抽提仪等仪器对旧沥青中的各材料含量进行抽取，具体的结果见表2所示。

表2 旧沥青中材料含量

为研究不同的温拌剂对再生沥青的影响，本文在上述旧料中掺入新的集料及再生剂，形成新的沥青，并掺入不同的温拌剂进行研究。主要包括再生沥青的力学性能中的稳定度、水稳定性及高温性能进行研究。

（1）稳定度

关于沥青混凝土高温稳定性的研究，主要是通过马歇尔稳定度试验仪来进行试验，本文针对不同的温拌再生沥青混凝土的稳定度结果见表3所示。

表3 稳定度结果表

从表3中可知，不论普通的再生沥青混合料还是掺入了不同温拌剂温拌再生沥青混合料，稳定度及流值均满足规范的规定要求，但对比三种不同的温拌剂可以发现，温拌剂W-2掺入后再生沥青混合料的稳定度有所降低，而温拌剂W-1与温拌剂W-3的稳定度均比普通的再生沥青混凝土有所提高，这主要与温拌剂的温拌机理有关。W-2温拌剂是降黏型温拌剂，加入沥青之后，会降低沥青混合料的高温黏度，而W-1与W-3温拌剂是表面活性温拌剂，加入的沥青中对高温黏度的降低效果不明显，此外，还与温拌的拌和工艺有关，W-2温拌剂采用干拌法拌和，该方法在拌和时的温拌效果较差。

（2）水稳定性

沥青材料主要是用于铺设道路，道路所处的环境一般较复杂，且在长期反复车辆荷载的作用下，要求路面材料具有一定的耐久性，尤其是在有水的环境下。本文对不同温拌剂下的沥青混合料进行室内水稳定试验，该试验将试样在60℃水温的条件下水浸泡48h后进行稳定度试验，将浸水前的稳定度与浸水后的稳定度进行对比分析，具体结果见表4所示。

表4 水稳定结果表

从表4中可知，普通再生沥青混合料和掺入了不同温拌剂温拌再生沥青混合料的稳定度及比值均满足规范的规定要求，但对比三种不同的温拌剂可以发现，不同的温拌再生沥青混合料在浸水后的稳定度均出现不同的变化，其中温拌剂W-2的温拌再生沥青混合料其浸水后的稳定度有所提升，与普通的沥青混合料出现相似的变化，温拌剂W-1与W-3的温拌再生沥青混合料浸水后的稳定度均降低，主要与温拌剂的温拌机理有关，W-2温拌剂是降黏型的温拌剂，加入沥青后，会降低沥青混合料的高温黏度，而W-1与W-3温拌剂是表面活性温拌剂，加入沥青中对高温黏度的降低效果不明显，还与温拌的拌和工艺有关，W-2温拌剂是采用干拌法拌和，该方法温拌效果较差。

（3）高温稳定性

在沥青混合料中高温稳定性也是路面使用的一个重要指标，它是指沥青路面在外界荷载的作用下，沥青混合料抵抗流动变形的能力。本文中的高温稳定性结果如表5所示。

表5 高温稳定性结果表

从表5中可以发现，普通的再生沥青混合料和掺入了不同温拌剂温拌再生沥青混合料的动稳定度均满足规范的规定要求，但均比普通再生沥青混合料的动稳定度小，对比三种不同的温拌剂可以发现，不同的温拌再生沥青混合料的动稳定性均有所不同，其中温拌剂W-2的温拌再生沥青混合料的动稳定性最好，温拌剂W-1与W-3的温拌再生沥青混合料的动稳定性均较低，主要与温拌剂的温拌机理有关。