10.1.1 沥青路面再生途径与再生剂
沥青路面在长期使用过程中,在车辆荷载和气候因素的作用下,其构成材料的质量发生了变化与衰减,主要表现为矿料级配的退化和沥青的老化。根据旧沥青的老化状况,可采用以下三种方式进行再生。
(1)新旧沥青调和再生。新旧沥青调和再生即将标号较高的新沥青与旧沥青掺配混合,使掺配后的沥青达到路用沥青标准。沥青胶体结构理论认为沥青是一种胶体分散体系。研究表明,只有当沥青中各组分的相对比例满足一定的关系时,沥青才具有较好的性质。沥青路面质量劣化的实质是沥青结合料发生老化,即沥青胶结料的组分发生变化,芳香酚减少,胶质和沥青质增加。沥青化学组分的这种变化引起的沥青物理、力学性质的变化,会导致针入度变小、延度降低、软化点和脆点升高,沥青变硬、变脆,延伸性降低。根据组分调节理论,老化沥青中加入其所失去的组分,使组分比例重新协调就能恢复沥青的性能。由于新鲜的软沥青中含有较多的软沥青质成分,通过调和使旧沥青的性能达到一定的水平,从而达到沥青再生的目的。
(2)再生剂再生。再生剂再生即在旧沥青中加入适量的再生添加剂,添加剂既可以调节旧沥青的黏度,又能补充旧沥青所失去的化学组分,恢复原沥青的性能,甚至还能超过原沥青的性能。在选择沥青的再生方法时,应根据旧料中沥青的含量和老化程度来综合确定是否需要使用再生剂。为了尽可能地利用旧料,工程中希望采用较大的旧料掺配率,但如果沥青老化较为严重,若采用新旧沥青调和再生,需要较大的新沥青掺配比例,经济性较差,这时可以考虑采用添加再生剂的沥青再生方法。一般认为,当回收的旧沥青的针入度小于40(0.1 mm)时,宜考虑使用再生剂进行再生。再生剂的一般定义为:用以改善结合料的物理、化学性质而添入沥青之中的材料,或能改善已老化沥青的物理性能的碳氢化合物。再生剂有以下作用。①再生剂可降低旧沥青的黏度,以达到沥青混合料所需的黏度。软化过于脆硬的旧沥青混合料,使其在机械和加热作用下充分分散,以便与新沥青、新集料混合均匀,并保证胶结料具有足够的黏附性。②再生剂渗入旧混合料中,并与旧沥青充分交融,重新溶解、分散那些在老化后凝聚起来的沥青质,调节沥青胶体结构,以达到改善沥青流变性质的目的。(https://www.daowen.com)
根据已有的经验表明,当沥青路面材料中的旧沥青的针入度低于30(0.01 mm)时,应考虑使用低黏度油料作为再生剂。用作再生剂的低黏度油料主要是些石油系列的矿物油,如精制润滑油时产生的抽出油、机油和重油等,有些植物油也可作为再生剂。在工程中还可利用上述油料的废料,以降低成本。再生剂含有大量的轻质成分(主要是芳香酚和饱和酚),将其添加到老化沥青中能调节沥青组分,改善沥青的流动性能。当旧沥青中加入再生剂时,再生剂中缩合度高的芳香烃对老化沥青中的沥青质和胶质的吸附、溶解作用,要远远高于原老化沥青中小分子芳香酚和饱和酚对它们的吸附、溶解作用。因此,旧沥青与再生剂的化学组分的重新分配,将改善沥青四种组分之间的配比关系,形成更为稳定的胶体结构,从而改变沥青的流变性能,使沥青性能满足规范的要求。
(3)混合再生。混合再生即在添加新沥青的同时,加入再生剂加以混合,使再生料获得较好的性能。