废机油残留物再生沥青物理流变性能与组分分析

针对废机油残留物(REOB)无法有效回收利用带来的环境污染与资源浪费的难题,基于相似相容理论与组分调和理论,研究对比室内模拟老化沥青在3种REOB(分别定义为REOB-1,REOB-2和REOB-3)及不同掺量下的物理流变性能,确定出REOB作为沥青再生剂的最佳类型及掺量,并结合性能与组分分析揭示了REOB对老化沥青的再生机理。研究结果表明:REOB-3在7%掺量下对老化沥青的综合再生效果最好,且此时的高温抗车辙性能比原样沥青好,但低温柔韧性及抗裂性还有待改善;添加REOB主要是通过降低老化沥青中沥青质含量及增加胶质含量来实现再生作用。研究成果对废机油再生沥青的应用及改进具有一定的参考价值。     

再生剂对长期路用老化沥青路用性能的影响

通过对沥青混合料、老化沥青混合料,以及经过2种不同再生剂再生处理的老化沥青混合料的高温性能、低温开裂性能、水稳定性能、疲劳性能进行研究,考察了再生剂对长期路用老化沥青及其混合料路用性能的影响规律。对比研究了不同再生剂作用下长期路用老化沥青混合料路用性能的再生修复效果。结果表明,再生剂的加入可使老化沥青混合料的基本路用性能在一定程度上恢复还原;通过2种再生剂对长期路用老化沥青再生效果的研究,可以发现再生剂对老化沥青混合料改善作用具有选择性,即老化沥青对合适的再生剂有着具体的要求。     

渗透性沥青再生剂及再生沥青性能研究

再生剂的渗透能力对废旧沥青混合料(RAP)表层老化沥青的再生程度至关重要。为了提高再生剂的渗透性能,改善老化沥青的再生效果。基于组分调节理论和相容性理论,确定了渗透性沥青再生剂的基本组分,通过设计正交试验分析了渗透性沥青再生剂的基本组分搭配比例和混合温度对老化沥青针入度值和延度的影响,检测了渗透性沥青再生剂的基本性能指标及再生沥青的耐久性,研究了再生剂在老化沥青中的扩散进程、再生沥青胶浆的高温稳定性及再生沥青的低温抗裂性。试验结果表明:渗透性沥青再生剂的基本性能、再生沥青的耐老化性能均能符合现有规范要求;渗透性沥青再生剂作用下的沥青25℃针入度差值更大,其渗透能力优于普通沥青再生剂;通过掺入渗透性沥青再生剂对老化沥青进行再生,制备得到的再生沥青的高温稳定性及低温抗裂性与基质沥青相当。     

热再生施工中SBS改性沥青老化与再生效果评价

采用智能化监测设备获取就地热再生高温加热后的沥青路面温度分布,研究就地热再生施工过程中高温加热对SBS改性沥青的老化与再生效果的影响;采用常规试验和红外光谱分析,对比室内外再生效果的差异。结果表明：沥青经过长期自然老化后低温性能下降,黏性增强,再生剂加入可改善老化沥青的低温延展性能,红外光谱分析表明,再生剂加入有助于调整老化沥青的组分。就地热再生高温加热后沥青路面的表面温度可达230℃,原路面老化改性沥青经过加热机高温加热后发生二次老化,此外,现场再生沥青的性能并没有得到有效改善。综合室内外原路面老化沥青的再生效果,提出需根据原路面老化沥青的现场再生情况,为现场施工质量的保证留出一定的再生剂余量。     

沥青热再生剂路用性能的试验分析

介绍一种新型再生剂对老化沥青的性能改善作用及对再生沥青混合料路用性能的影响,包括:再生沥青的抗老化性能,再生沥青混合料的高温稳定性,低温抗裂性,水稳定性以及耐久性能等。试验结果表明,控制旧料掺配比例在一定范围的情况下,再生剂能有效地改善再生沥青混合料的路用性能。     

轻质油分再生剂掺量对冷再生沥青混合料性能改善研究

冷再生技术是将旧沥青路面铣刨料、新集料以及乳化沥青和水泥按照一定级配曲线拌和形成再生沥青混合料,再经摊铺压实形成新路面。但中国现阶段对旧路面材料的使用仅限于将其作为"黑色集料",其所含有的老化沥青基本未得到利用,是对资源的极大浪费。该文针对轻质油分再生剂对冷再生沥青混合料性能的改善效果展开试验分析,通过对掺入再生剂的再生混合料进行路用性能试验以确定再生剂掺量与改善效果之间的关系。根据试验结果可知再生剂掺加比例较小时,对冷再生混合料性能的改善作用并不明显,而当掺量过多反而会降低路用性能。再生剂对动稳定度的改善效果较为明显,当再生剂掺量为0.6%时,动稳定度达到极值,随着再生剂掺量的继续增加,动稳定度呈下降趋势。     

再生剂在老化沥青中浸润机理及影响因素研究

为了研究再生剂在老化沥青表面浸润的问题,运用悬滴法、躺滴法分别获得再生剂表面张力以及再生剂在老化沥青表面接触角,通过计算得到浸润热力学参数——铺展系数以及动力学参数——润湿初始速度率的方法。研究沥青种类、沥青老化程度、再生剂种类与铺展系数以及润湿速度指数的关系,揭示上述因素对再生剂浸润性能的影响,结果表明:再生剂在50号沥青与70号沥青的短期老化沥青上的浸湿功要大于在长期老化沥青上的浸湿功,这说明随着沥青老化程度的加深,再生剂在老化沥青表面扩散变难。旋转薄膜老化后的50号沥青与70号沥青再经过烘箱老化,再生剂在烘箱老化沥青上的润湿初始速度变小,表明沥青老化程度的加深阻碍了再生剂在老化沥青表面的扩散。通过分析浸湿功方程以及润湿初始速度方程,再生剂表面张力越大,其在老化沥青表面的扩散性能越好。对再生剂在老化沥青表面浸润效果进行评价,研究结果可为沥青再生的工程应用提供理论依据。     

就地热再生老化沥青室内外再生效果差异试验研究

为研究就地热再生老化沥青室内外再生效果的差异,采用动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)对比了室内外老化沥青和再生沥青的高低温流变性能,采用傅里叶红外光谱(FTIR)分析了不同状态沥青的官能团组成,并对就地热再生路面的长期使用性能进行跟踪。结果表明:现场再生利于提升再生路面抵抗高温流变变形能力,新沥青在现场施工时短期老化程度偏大,原路面老化沥青经高温加热后发生了二次老化,具体表现为失效温度升高,羰基指数和亚砜基指数增大,低温抗裂性能下降;加入再生剂后室内外再生沥青的蠕变劲度S分别下降12.24%、9.4%,蠕变速率m分别提高28.57%、24.13%,再生剂对室内老化沥青低温抗裂性能的改善效果优于现场再生;相比于铣刨重铺技术,就地热再生养护路段的车辙深度增长较为缓慢,疲劳裂缝比例上升较快,该现象可从室内外再生沥青流变性能的差异得以解释。     

沥青再生剂性能评价研究

按照SHRP胶结料试验方法,评价了沥青再生剂对老化沥青再生的性能,采用浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验、小梁弯曲试验等比较和评价了再生沥青混合料的性能,并结合沥青路面现场热再生项目,进行了经济性分析。研究表明,沥青再生剂可以将老化沥青再生至新鲜沥青性能水平,各项性能指标均满足SHRP PG64-22要求。同时再生剂可以综合提高和改善老化沥青铣刨料的路用性能,与单纯掺加新鲜沥青混合料的再生方式相比,掺加沥青再生剂的再生混合料体系更加均匀,各项性能指标明显改善。与传统的铣刨、加铺方式相比,现场热再生可以节约39.7%的工程费用。     

一种植物油基再生剂的制备及其对改性沥青的再生效果研究

以回收废弃植物油为主要原料,与基质沥青、石油基轻质油及少量的植物油基增塑剂复配而得一种沥青热再生剂ZS-101。通过分析再生剂的低温区(20℃～40℃)黏度、老化SBS改性沥青再生后的常规指标等指标受再生剂的各组分掺配比例的影响规律,得到再生剂最佳制备工艺。对比测试了自制再生剂与两种不同种类市购再生剂对SBS改性沥青的再生效果、车辙因子G*/sinδ以及多应力蠕变试验指标等,为模拟沥青路面受热高温以及长期和重载服役受损情况,试验用老化基质沥青和SBS改性沥青均经TFOT和PAV两阶段老化。结果显示,相同掺量条件下,自制再生剂对老化SBS改性沥青高低温性能具有更优的改善效果,且自制再生剂主要成分以及增塑剂均为废弃植物油基产品,经济和环保效益非常显著。     

基于老化性能分析的橡胶沥青再生混合料性能研究

为了研究旧路沥青混合料经橡胶沥青再生后的路用性能,采用试验模拟不同程度的老化沥青,选取不同的再生剂和橡胶沥青的掺配比例,分析橡胶沥青的再生效果,确定橡胶沥青再生原材料的技术标准,并将经初步再生达到新沥青标准的沥青与橡胶沥青按一定比例混溶,通过路用性能评价,分析橡胶沥青再生旧路面的性能,研究成果对橡胶沥青再生混合料的应用有一定的参考作用。     

基于人工RAP老化沥青的新旧沥青融合特性研究

高掺量的旧沥青混合料(RAP)用于沥青路面再生具有一定的挑战性和困难性,主要是由于RAP中老化后的沥青劲度较高,在二次使用后变得更硬,对沥青的低温开裂性能不利。具有明显环保优势的生物再生剂可降低RAP的劲度并增加其黏性成分,该再生剂同RAP的结合应用也受到了相关研究者的广泛关注。但是目前尚无研究进行生物再生剂、软沥青以及温拌添加剂对高掺量人工RAP老化沥青再生效果的完全评估和比较。为了解决这一问题,本研究中,使用了生物再生剂和另外两种再生剂,即软沥青和Evotherm-DAT来比较这3种典型再生剂对含有不同比例人工RAP老化沥青的再生效果。通过进行针入度、软化点、旋转黏度、动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)实验,来表征所制备再生样品的基本性能、施工和易性和流变性能。测试结果表明:该生物再生剂在较高掺量RAP沥青中使用时具有较好的再生效果,尽管在低温性能方面的改善不大。此外,Evotherm-DAT对含有30%人工RAP老化沥青的试样具有显着的软化作用。实验结果同时表明,当掺量分别为50%和80%时,Evotherm-DAT和生物再生剂可以分别发挥其优良的再生性能。     

具有不同溶解度参数的再生剂路用性能对比研究

为研究再生剂在废旧沥青混合料中的应用可行性,基于MATLAB建立Hansen溶度参数的三维模型,对坐标系中的可溶溶剂参数点进行球形模拟,以溶剂与试样的相对能量差(RED)为判定指标,计算了不同类型再生剂A、B、C在老化沥青中的溶解能力,最后通过车辙试验、冻融劈裂试验、小梁弯曲试验和动态模量试验验证了不同再生剂沥青混合料的路用性能。结果表明:相对能量差RED可较好地体现再生剂与老化沥青的相容性,得到再生剂对老化沥青的相容性效果为A B C,且与溶解试验结果拟合度良好;再生剂可以改善旧料的低温性能与水稳定性,对高温性能有负面影响,但满足夏炎热区的现行规范要求;利用不同的溶解度参数可以快速选择出合适的再生剂,对比路用性能试验具有更大的优势,为以后道路施工维修选择再生剂提供更便捷的方法。     

改性再生剂对老化沥青的再生效果分析

为了解决老化改性沥青的再生问题,并分析其再生效果,将改性再生剂掺入老化沥青中,分析了老化沥青针入度、延度、软化点和弹性恢复的变化规律,并通过扩散针入度试验分析了改性再生剂的渗透性。结果表明,改性再生剂对老化改性沥青的性能具有一定的再生效果,渗透性很好。研究结果为老化再生沥青的再生提供了依据。     

基于表面润湿理论的再生剂-老化沥青界面扩散行为评价

为研究再生剂-老化沥青界面扩散行为及其影响因素,采用Wilhelmy吊片法测试了不同温度下再生剂的表面张力及其与老化沥青间的接触角,计算得到润湿过程中的热力学参数浸润功和动力学参数润湿速度（润湿时间）,研究了再生剂自身性质、环境温度及沥青老化程度对界面扩散行为的影响。结果表明：环氧大豆油（ESO）的掺入降低了再生剂的接触角,增大了浸润功,加快了润湿速度,缩短了润湿时间,提升了再生剂的润湿性能,促进了再生剂-老化沥青的界面扩散,而十二烷基苯磺酸（DBSA）的掺入则对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响;温度对再生剂-老化沥青界面扩散行为影响显著,随着温度升高,再生剂的黏度降低,接触角减小,润湿速度加快,再生剂在较短时间内即可充分包裹老化沥青表面;再生剂表面张力越大,其在老化沥青表面浸润功越大,界面扩散动力越大,扩散过程更易自发进行;再生剂在老化沥青表面的接触角越小,其在老化沥青表面的润湿速度越快,再生剂液滴更容易形成包裹老化沥青表面的再生剂膜;再生剂的黏度越低,流动性越好,其在老化沥青表面的润湿速度越快,有利于再生剂-老化沥青界面的扩散;沥青的老化对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响,随沥青老化程度的加深,再生剂在其表面的润湿性能下降,界面扩散程度降低。故为保证再生剂对老化沥青的再生效果,在再生剂选择及研发时,应优先选用表面张力更大、黏度更低且与老化沥青间接触角更小的再生剂。     

老化SBS改性沥青再生性能试验研究

为揭示老化SBS改性沥青的再生规律和指导再生沥青设计,分别测试了应用新SBS改性沥青和再生剂再生老化SBS改性沥青的性能,并回归了再生沥青性能与新沥青、再生剂掺量的关系。研究结果表明,再生SBS改性沥青的高温性能好,低温性能不能得到有效地改善,必须采取新SBS改性沥青与再生剂复合再生方式。由于SBS改性剂交联网络结构在老化前后的差异,再生SBS改性沥青软化点随新沥青和再生剂掺量的增加呈现出相反的发展趋势。再生SBS改性沥青的黏度、针入度与新沥青、再生剂掺量之间非线性关系可采用两相液体混溶模型描述,软化点、延度与新沥青或再生剂掺量之间分别具有良好的线性和指数关系。     

老化SBS改性沥青再生性能预估模型研究

为揭示老化SBS改性沥青的再生规律,指导再生沥青设计,文中分别测试了采用新SBS改性沥青和再生剂再生老化SBS改性沥青的性能,并运用两相液体混溶理论对再生沥青性能与新沥青、再生剂掺量的关系进行了研究。结果表明,单一再生剂的再生SBS改性沥青的高温性能好,低温性能不能得到有效改善,必须采取新SBS改性沥青与再生剂复合再生方式;再生SBS改性沥青的粘度、针入度与新沥青、再生剂掺量之间的非线性关系可采用两相液体混溶模型描述,软化点、延度与新沥青或再生剂掺量之间分别具有良好的线性和指数关系。     

不同热再生拌和工艺对混合料再生效果的影响研究

为分析再生拌和工艺对沥青混合料再生效果的影响,设计了3种热再生拌和工艺(再生剂同步添加工艺、再生剂异步添加工艺、再生剂-新沥青预混合工艺),并通过车辙试验、低温弯曲试验、间接拉伸开裂试验、动态模量试验等方法对再生混合料的性能进行试验分析。研究表明:不同热再生拌和工艺对再生沥青混合料的性能具有明显影响,由于再生剂-新沥青预混合工艺能够有效提高再生剂与老化沥青的融合程度,进而提高再生效果,因此,采用该工艺的再生混合料具有较好的抗车辙性能以及动态力学性能,低温抗裂以及综合抗裂性能也有一定程度的改善。     

废油再生沥青二次老化后的性能与组分变化

目前对于回收废油再生沥青的研究热点集中于其是否能使老化沥青的各项性能恢复至原有水平，而对再生沥青二次老化后的性能损失关注较少。基于此，研究采用具有代表性的废食用油（RCOB）、废生物油（RBOB）、废机油（REOB）再生剂对具有13年服役历史的70^#沥青进行再生，并对再生沥青进行RTFOT，PAV20h，PAV40h三阶段的老化模拟，跟踪每阶段老化后再生沥青的基本指标、高温稳定性和低温抗裂性的变化，对各阶段老化后的再生沥青组分变化进行分析，探索其性能改变与组分变化间的深层原因。研究结果表明：3种再生剂都能以提升轻质组分的方式将回收沥青的基本性能恢复至原始水平附近；RCOB以提供饱和分为主，但其会在RTFOT后迅速流失，致使各项性能在该阶段迅速下降，继续老化后，组分状态趋于稳定，性能下降也逐渐缓和；REOB再生沥青由于原料中存在机械金属残渣构成的灰分，其对沥青的氧化和缩聚存在催化作用，导致REOB再生沥青在长期老化后性能迅速下降且没有逐渐稳定的趋势；RBOB再生沥青由于具备相对稳定的胶体结构，且不存在对老化起催化作用的灰分，在3阶段老化中其组分损失过程是最稳定有序的，因此，其性能也表现为阶段性的合理损失；研究基于组分变化提出了新指标"测试沥青与原始沥青各组分间的平均偏差σ"来衡量沥青的老化程度，该指标与针入度，延度，软化点，低温临界开裂温度，135℃高温黏度这5个指标具有显著相关性。研究表明对于再生沥青的评价，不能仅注重再生后与原始沥青的性能差距，应更多地集中到再生沥青二次老化后的性能损失上，以筛选出真正性能优良，抗老化能力显著的再生剂产品。     

沥青再生剂对废旧沥青性能重塑的分析与评价

根据现代胶体化学的经典理论,分析了沥青的老化机理及废旧沥青的再生机理;通过不同老化周期沥青的性能重塑试验,对新型的沥青再生剂重塑废旧沥青混合料性能作出了分析与评价。试验结果表明:新型沥青再生剂有效地再生了老化沥青,重塑了老化沥青的路用性能。