CN104237296B - 一种沥青路面再生剂渗透性评价方法 - Google Patents

一种沥青路面再生剂渗透性评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种沥青路面再生剂渗透性评价方法，其特征在于包括如下步骤：(1)组装圆环，(2)倒入老化沥青，(3)倒入再生剂，(4)养护，(5)获取试样，(6)性能测试。老化沥青与试样软化点差值越大，再生剂的渗透效果越好。本发明提供的试验方法可以有效评价沥青路面热再生用再生剂渗透性。

Description

一种沥青路面再生剂渗透性评价方法
技术领域
本发明涉及一种再生剂性能测试方法，特别是一种沥青路面再生剂渗透性评价方法，尤其是一种较易解决评价再生剂对老化沥青渗透效果的方法，属于公路路面材料性能测试的技术领域。
背景技术
沥青路面的设计使用年限一般为8到15年，从现在算起，每年将有约10％的沥青路面进入养护或重建周期，每年由此产生的废旧沥青路面材料将达到上百万吨。若能把这些废旧沥青路面材料回收后进行再生循环利用，每年将节约至少数亿元的材料费用，而且随着基础设施的不断建设，这个数据还在以每年约15％的速度不断增长。
废旧沥青路面材料热再生技术，是将铣刨的旧料经过破碎回收后，再加入新集料、新沥青重新拌和形成满足工程需要及路用性能的再生沥青混合料的工艺技术。虽然沥青路面的老化程度各不相同，但是只要采用合理的途径进行再生及性能恢复，仍然具有良好的路用性能，因此，我国沥青路面都具有良好的再生利用价值，如果能实现废旧沥青路面材料的循环再生利用，不仅能缓解公路建养***的矛盾，大量节约资源，同时能保护生态环境，与当前可持续发展、构建和谐社会的趋势相符。
对于废旧沥青路面材料的性能恢复通常是借助再生剂来完成的，因此再生剂的好坏对于再生沥青混合料的性能有着至关重要的作用。
国外从七十年代后就开始在道路材料与化工行业的科研人员的密切配合下研制再生剂，再生剂研发的指导思想为相溶性理论和胶体结构理论，其材料大多为树脂类化合物与石油工业合成油分的混合物，实践证明其对废旧沥青混合料的性能恢复效果较好。九十年代后，我国逐渐开始进行再生剂的开发工作，再生剂的主要成分多为富含芳香酚的油分和一些合成树脂。
沥青路面热再生用再生剂除了应具有对老化沥青进行性能恢复的作用外，还应该满足一定的施工要求。《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)中明确提出典型的沥青混合料再生原理是：旧沥青在加热、拌和过程中逐渐从回收沥青路面材料(RAP)旧集料中分离出来，并部分地裹覆到新的集料表面，新加入的沥青在新、旧集料上均匀分布，从而使混合料中的沥青各个组分趋于均匀。然而沥青经过使用或老化后由于油分减少或挥发以及聚合反应等原因，导致老化沥青的“***变粘”，从而失去或大大降低了流动或转移的能力，因此再生剂的作用不仅仅要恢复旧沥青的性能，还要增加旧沥青的流动性、增强其转移能力的责任，这就要求再生剂要具有一定的渗透能力，只有渗透进去才能起到降低沥青的粘度、提高沥青的转移能力的作用。
然而，目前并没有一个统一的试验方法和评价指标来评价再生剂的渗透性。
发明内容
本发明提供了一种沥青路面热再生用再生剂渗透效果的评价方法，可以确定再生剂对老化沥青渗透效果，该方法简单易行，解决了当前无定量评价再生剂渗透效果的试验方法和评价指标的问题。
一种沥青路面再生剂渗透性评价方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)准备一平底座，N个形状相同能上、下摞叠在一起的凹模和顶盖，所述单个或摞叠的凹模能固定于平底座上，所述顶盖能遮盖整个凹模的空腔；
(2)将第一、二……N-1个周边封闭的凹模摞叠且固定于平底座上，倒入老化沥青，沥青液面与凹模上表面齐平，冷却至室温；
(3)摞叠第N个凹模，固定，倒入再生剂，盖上顶盖；
(4)将整套模具放入100℃通风烘箱中养护4h，然后在空气中冷却至室温；
(5)倒出第N个凹模内的再生剂，分别将第一、二……N-1个凹模内的沥青取出标记为试样一、试样二……试样N-1；
(6)将试样一、试样二……试样N-1加热至可流淌，浇软化点试模并进行软化点试验，计算老化沥青与试样一、试样二……试样N-1的软化点差值，记为P1、P2……PN-1；
(7)老化沥青与试样软化点差值越大，再生剂的渗透效果越好。
所述凹模个数N为3个。
所述凹模的截面形状为圆环或正多边形。
所述凹模的截面形状为圆环，其圆环在直径方向上外延有两个突耳，突耳上设有小孔，所述平底座为一圆板，圆板上固定有两个定位柱，所述定位柱穿过小孔并通过螺母固定。
所述步骤(2)中倒入热沥青可略高于凹模上表面，冷却至室温后用刮刀将高出部分刮去。
所述步骤(5)中倒完再生剂，取下第三个凹模后，用刮刀将沥青上表面剩余的再生剂刮去。
所述第一、二个凹模之间，第一、二个凹模内侧，平底座上涂抹少许隔离液，所述隔离液为甘油与矿粉按1:1质量比的混合物。
所述第三个凹模的上、下表面涂抹隔离液。
所述养护过程中应保证整套模具水平。
所述步骤(7)的方法为，P1值越大，再生剂的惨透效果越好；当P1值相同时，P2值越大，再生剂惨透效果好，以此类推。
再生剂渗透性指当再生剂与沥青接触时，单位时间内在垂直于沥青与再生剂的接触面方向上，再生剂可渗入沥青的深度。热再生沥青混合料生产中，再生剂与老化沥青(旧料表面裹覆的沥青)接触时间较短，为了将老化沥青再生，须保证再生剂能迅速渗入到老化沥青中，降低老化沥青黏度，使老化沥青能从旧料表面“转移”，从而达到在再生沥青混合料中新旧沥青分布均匀的目的。当再生剂渗透效果较好时，再生剂可以迅速渗入老化沥青中，渗入深度较大，降低老化沥青黏度，使老化沥青与新沥青混合均匀；当再生剂渗透效果不好时，无法在短时间内渗入到老化沥青中，在老化沥青表面形成软弱夹层，反而影响再生沥青混合料性能。本发明测试距离老化沥青与再生剂接触面不同深度的沥青性能与未渗入再生剂的老化沥青性能差值，可判断再生剂渗透效果。
某一深度的沥青性能与老化沥青性能差值越大，表明渗入的再生剂量越多，即该再生剂渗透效果越好。判断方法为：对于相同的老化沥青，P1越大再生剂渗透效果越好，当P1相等时，P2越大再生剂渗透效果越好。一般情况下，再生剂为轻质油分，因此其分子量越小、黏度越小，渗透效果越好；然而目前随着再生技术的不断进步，再生剂不仅具有软化作用，还具有改性作用，即再生剂中存在软化组分、渗透组分、改性组分，因此并不是分子量越小、黏度越小的再生剂渗透效果越好，即有可能存在如下情况：再生剂1黏度小，渗透深度小；再生剂2黏度大，但渗透深度大。所以，本发明首先以距离接触面较远处沥青与老化沥青性能差值判断再生剂渗透性，再以距离接触面较近处沥青与老化沥青的性能差值判断再生剂的渗透性。
有益效果：本发明提供的沥青路面热再生用再生剂渗透性评价方法，试验数据准确可靠，无论再生剂黏度大小，可定量判断再生剂渗透效果，为沥青路面热再生工程中再生剂的选择提供依据。试验方法较简单，设备要求不高，操作过程容易，利于试验方法推广。
附图说明
图1本发明方法中的平底座示意图，
图2本发明方法中的圆环示意图，
图3本发明方法组合模具外观图。
具体实施方式
实施例1本发明方法的具体操作步骤：
1、(1)如图1所示，放平底座3，将圆环5与圆环6重叠后让圆环两侧圆孔穿过底座3上的定位柱2，旋紧定位柱2的螺母1。
(2)如图3所示，向圆环5、6内倒入沥青，沥青液面略高出圆环5内侧边缘，将沥青冷却至室温，用加热的刮刀将高出部分刮去，使沥青表面与圆环5上表面持平。
(3)如图3所示，将螺母1取下，再将圆环4两侧圆孔穿过定位柱2，并旋紧其上螺母1。向圆环4内倒入一定质量的再生剂，安装上顶盖7。
(4)将模具放入100℃通风烘箱中养护4h，养护过程中应保证整套模具水平。养护结束后在25℃的空气中冷却至室温。将顶盖7打开，倒出模具内再生剂。将螺母1卸下，将圆环4取出，用加热的刮刀沿圆环5上表面刮去剩余的再生剂，再取出圆环5，用加热的刮刀延圆环6上表面刮平，将刮出的沥青放入盛样器皿中，记为试样二。取出圆环6，再取出圆环6内的沥青，放入盛样器皿中，记为试样一。
(6)将试样一、试样二加热至可流淌，浇软化点试模并进行软化点试验，计算老化沥青与试样一、试样二的软化点差值，记为P1、P2。
2、圆环5、6之间，圆环5、6内侧，底座1上应涂抹少许隔离液，隔离液可为甘油与矿粉按1:1质量比的混合物。
3、刮刀宽度应大于圆环4、5、6内直径。
4、圆环4的上、下表面涂抹隔离。不同再生剂渗透效果试验结果如表1所示。
表1 再生剂渗透性试验结果
首先以距离接触面较远处沥青与老化沥青性能差值判断再生剂渗透性，即P1大者渗透性好，如P1相等，再以距离接触面较近处沥青与老化沥青性能差值判断再生剂渗透性，即P2大者渗透性好。由此可知再生剂渗透效果优劣为：再生剂A>再生剂B>再生剂C。

Claims (10)

1.一种沥青路面再生剂渗透性评价方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)准备一平底座，N个形状相同能上、下摞叠在一起的凹模和顶盖，单个或摞叠的凹模能固定于平底座上，所述顶盖能遮盖整个凹模的空腔；
(2)将第一、二……N-1个周边封闭的凹模摞叠且固定于平底座上，倒入老化沥青，沥青液面与凹模上表面齐平，冷却至室温；
(3)摞叠第N个凹模，固定，倒入再生剂，盖上顶盖；
(4)将整套模具放入100℃通风烘箱中养护4h，然后在空气中冷却至室温；
(5)倒出第N个凹模内的再生剂，分别将第一、二……N-1个凹模内的沥青取出标记为试样一、试样二……试样N-1；
(6)将试样一、试样二……试样N-1加热至可流淌，浇软化点试模并进行软化点试验，计算老化沥青与试样一、试样二……试样N-1的软化点差值，记为P1、P2……PN-1；
(7)老化沥青与试样软化点差值越大，再生剂的渗透效果越好。
2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于所述凹模个数N为3个。
3.根据权利要求2所述的评价方法，其特征在于所述凹模的截面形状为圆环或正多边形。
4.根据权利要求3所述的评价方法，其特征在于所述凹模的截面形状为圆环时，其圆环在直径方向上外延有两个突耳，突耳上设有小孔，所述平底座为一圆板，圆板上固定有两个定位柱，所述定位柱穿过小孔并通过螺母固定。
5.根据权利要求4所述的评价方法，其特征在于所述步骤(2)中倒入热沥青略高于凹模上表面，冷却至室温后用刮刀将高出部分刮去。
6.根据权利要求5所述的评价方法，其特征在于所述步骤(5)中倒完再生剂，取下第三个凹模后，用刮刀将沥青上表面剩余的再生剂刮去。
7.按照权利要求2所述的评价方法，其特征在于：所述第一、二个凹模之间、第一、二个凹模内侧、平底座上涂抹少许隔离液，隔离液为甘油与矿粉按1:1质量比的混合物。
8.按照权利要求2所述的评价方法，其特征在于：所述第三个凹模的上、下表面涂抹隔离液。
9.按照权利要求1所述的评价方法，其特征在于所述养护过程中应保证整套模具水平。
10.按照权利要求1所述的评价方法，其特征在于所述步骤(7)的方法为，P1值越大，再生剂的惨透效果越好；当P1值相同时，P2值越大，再生剂惨透效果越好，以此类推。
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