打开文本图片集

摘要： 本文选用基于植物沥青研发的温拌再生剂（WL-3），通过室内模拟老化制备老化沥青，在不同掺量下的（5.5%、7.5%、9.5%、11.5%）对老化沥青进行再生。研究表明，WL-3温拌再生剂的加入都使得老化沥青的性能得以恢复，其中7.5%掺量的WL-3综合性能最佳。

关键词：植物沥青;温拌再生剂;常规性能

传统的热再生方式的高温过程会使沥青组分中的芳香分会挥发，不可避免的产生大量的沥青烟，在沥青混合料的拌和与摊铺过程中也会产生很多有害气体，这不仅损害现场工作人员的身心健康，还会对环境造成严重污染，不符合我国绿色公路的发展理念。温拌技术是指通过物理或化学的方法，降低沥青在拌和与摊铺过程中对加热温度的要求，减少有害气体的排放，节约能源。温拌再生技术不仅能够降低废旧沥青混合料再生过程中RAP的二次老化，还能减少有害气体的排放，节约能源，具有较大的经济、环境效益。在国家碳达峰碳中和的大背景下，低碳环保的温拌技术在道路领域内逐渐得到了到广泛的使用[1-2]。同时相关研究证明将生物质添加作为再生剂的油分对老化沥青进行恢复是一项前景广阔的技术[3-4]。

在再生过程中不可避免的要使用到再生剂，再生剂的选择也会影响到拌和效果、路用性能、施工成本以及拌和过程中对环境的影响等问题。使用石油基类再生剂本身仍是不可再生资源，用一种“不可再生材料”进行再生，本质上仍是不可持续的技术。本文使用植物沥青作为基础油分开发高性能低粘度温拌再生剂WL-3，意在减轻高温带来的环境污染问题，降低石油资源的使用率，实现新材料用于替代或部分替代石油沥青胶结材料，降低对不可再生石油资源的开采，缓解道路工程业发展对石油资源的依赖度研究其对老化沥青的恢复情况，探究植物沥青温拌再生剂的使用价值。

1  实验部分

温拌再生剂WL-3是课题自以植物沥青为基础油分开发的一款高性能低粘度的温拌再生剂，其主要成分为植物沥青、环烷橡胶油、环氧大豆油、油酸二乙醇酰胺。本文选用70#基质沥青，由于老化沥青使用量较大，故老化沥青选用在160℃的条件下70#基质沥青18h烘箱加热进行老化的模拟老化沥青。根据各材料比例：植物沥青、环烷橡胶油、环氧大豆油、油酸二乙醇酰胺的质量比为45：15.2：5.8：34制备温拌再生剂WL-3。在温度50℃、转速1000r/min条件下，对植物沥青进行剪切操作，剪切时间20min;缓慢升温至70℃，将环烷橡胶油、环氧大豆油、油酸二乙醇酰胺依次加入植物沥青中，每加入一种组分搅拌10min，最终得到高性能低粘度的植物沥青温拌再生剂WL-3。本文所使用的实验仪器包括高速剪切机、沥青针入度测定仪、沥青延度测定仪、沥青软化点测定仪。通过三大指标实验试验研究不同掺量的WL-3（5.5%，7.5%，9.5%，11.5%）对老化沥青性能的恢复情况，综合评价WL-3对老化沥青性能的恢复能力。WL-3的60℃粘度为589mPa·s，闪点为270℃，均满足规范要求;实验所用的70#基质沥青25℃针入度为74，软化点为54℃，15℃延度为112cm，而实验所用的室内模拟老化沥青25℃针入度为30，软化点为69.1℃，其在15℃下延度实验发生脆断。

2  结果与讨论

上述数据可知，添加温拌再生剂可以使老化沥青的针入度、延度有所提高，同时针入度和延度与温拌再生剂的掺量呈正相关关系，其随WL-3掺量增加而上升，而软化点则呈负相关关系，随温拌再生剂掺量增加而减少;可以看到，掺入3.5%、5.5%和11.5%的WL-3再生沥青的三大指标不满足规范要求;掺量为9.5%的WL-3温拌再生沥青的软化点和延度基本恢复到基质沥青的水平，但其针入度大于规范要求。当WL-3掺量较高时，温拌再生沥青的延度能够恢复到基质沥青的水平;当掺量分别为9.5%和11.5%时，延度分别恢复到基质沥青的97.3%和114.3%。掺入7.5%WL-3的再生沥青的再生沥青均满足规范要求。随着温拌再生剂掺量的增加，再生沥青的性能呈上升趋势，再生沥青从硬而脆的老化沥青逐步恢复至粘弹性能兼具的基质沥青水平。从图1可以看出，随着温拌再生剂用量的增加，再生沥青的常规性能呈上升趋势，温拌再生沥青从硬而脆的老化沥青逐步恢复至粘弹性能兼具的基质沥青水平。

3  结论

沥青老化的过程就是粘性成分减少，弹性成分相比增加，沥青从粘弹性到硬脆性老化的过程，宏观上，老化沥青的针入度和延度降低，软化点和粘度增加。温拌再生剂的加入都可以有效的改善老化沥青的性能，使老化沥青从硬而脆的状态恢复至粘弹性兼具的状态。WL-3温拌再生剂能有效恢复老化沥青的常规性能，恢复老化沥青的粘弹性能，其中WL-3的掺量为7.5%时其常规性能达到最佳。

参考文献

[1]雷俊安，郑南翔，许新权等.温拌沥青高温流变性能研究[J].建筑材料学报，2020，v.23;No.122（04）：904-911.

[2]洪春峰，王洪国，廖克俭等.再生温拌沥青制备工艺的研究[J].应用化工，2016，45（12）：2266-2268.

[3]洪军，张洪亮，康浩楠，刘彤，王宁.沥青植物油再生剂研究进展[J].应用化工，2020，49（06）：1477-1480+1484.

[4]索智，季节，满琦等.植物油再生沥青的性能研究[J].北京工业大学学报， 2016， 42（7）： 1062-1065.