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【摘 要】 通过对不同老化沥青再生理论的分析，对老化沥青的再生机理进行了研究；通过测定再生沥青再生后的粘度、针入度、软化点和延度指标，对再生沥青的性能进行了分析。研究结果表明，老化沥青的再生机理可以通过组分调节原理、相容性原理和橡胶增塑原理进行分析；经过再生后，老化沥青的粘度、针入度、软化点指标可以恢复到新沥青标准，但延度指标难以完全恢复。
【关键词】 道路工程；老化沥青；再生机理；再生性能
随着我国经济社会的发展，沥青路面已经成为我国高等级公路和城市道路的主要形式[1]。但是，作为胶结料的沥青在经受交通荷载和自然因素的反复作用后，将不可避免的发生老化，出现粘度和软化点升高，针入度和延度降低的现象，导致路面出现因沥青胶结能力下降而产生的开裂、坑槽等病害，严重影响了路面的路用性能和使用寿命[2-3]。每年由于公路的重建都将出现大量的废弃沥青材料，这些废弃材料不但占用了宝贵的土地资源，对环境造成了污染，同时也是对废旧沥青材料和石料的一种浪费[4-5]。
沥青路面再生技术是一种通过对破损沥青路面进行铣刨、回收。破碎和筛分而获得回收沥青路面材料（RAP），并通过在RAP中添加高标号沥青、再生剂和新集料，重新用于沥青路面结构中的方法。国外一些国家对于这一技术的研究起步较早，并取得了很多重要的研究成果[6-7]。而我国对于沥青路面回收材料的再生技术则起步较晚。
本文通过对不同老化沥青再生理论进行分析和对比，对老化沥青的再生机理进行了研究；通过测定再生沥青的粘度、针入度、软化点和延度指标，并同新沥青的技术指标进行对比分析，对老化沥青的再生性能进行了研究。
1 老化沥青再生机理
1.1组分调节理论
L.W.Corbett认为，道路石油沥青可以看成是一种胶体分散物，并将其组成部分根据性能特点分为饱和分、芳香分、胶质和沥青质四组分[8]。因此，沥青材料的性能取决于各组分的组成比例，只有在各组分比例在一个适合的范围时，沥青才会获得较好的性能。有研究表明，只有当石油沥青各组分比例在表1所示范围内时，才会具有较好的路用性能。
组分调节理论认为，沥青再生是老化的逆过程。由于沥青在老化过程中发生了轻质组分的挥发和氧化，从组成上表现为芳香分减少，胶质和沥青质增多，饱和分基本不变。因此，沥青的再生即需要补充老化沥青中缺少的轻质组分，使沥青中各组分的比例重新满足要求。
1.2相容性理论
根据高分子溶液理论，沥青可以认为是以沥青质为溶质，以软沥青质为溶剂的高分子浓溶液。这种高分子弄溶液是否稳定取决于溶剂对溶质的溶解能力，即二者的相容性。沥青发生老化后，沥青的组成成分的化学结构发生变化，从而使高分子浓溶液中溶质和溶剂的溶解度参数的差值增大，二者的相容性降低，胶体的结构发生破坏，表现为沥青的路用性能发生变化。
老化沥青的再生即在老化的沥青中添加油料（再生剂），使溶质的含量相对降低，提高溶质在溶剂中的溶解度。同时，添加油料（再生剂）可以提高溶剂（软质沥青）对溶质（沥青质）的溶解能力，以降低沥青质与软质沥青的溶解度参数差值，获得稳定的高分子溶液，宏观上表现为使老化沥青的路用性能得到恢复。
1.3橡胶增塑理论
美国SHRP研究计划将石油沥青分离成酸性分、碱性分、中性分及两性分，以考察各组分与沥青路用性能的关系，并提出了沥青的橡胶溶解理论。该理论认为沥青由两性沥青质型网状分子结构促成，网状分子结构中包含油相。对沥青的路用性能影响最大的是网状结构分子与油相分子的极性作用。根据橡胶增塑沥青，老化沥青的再生是通过在网状结构中加入适量的油分，恢复油分对网络结构大分子的胶溶及润滑作用。研究发现：芳香族油分对沥青质具有优良的溶解作用，芳香分对老化沥青具有较好的渗透性和溶解性，使网络结构中大分子的接触点减少，降低老化沥青的弹性；芳香分良好的溶解性可使沥青大分子发生溶胀，从而有利于分子之间的相互运动，增加沥青的柔韧性，使其路用性能得到恢复。
2 老化沥青再生性能
2.1原材料性能
实验所用RAP为某高速公路面层铣刨料，对RAP进行抽提实验，并采用阿布森法对旧沥青进行回收，新沥青采用SK90#基质沥青，新旧沥青的技术性质如表2。
2.2老化沥青再生性能
分别采用新基质沥青和再生剂对老化沥青进行再生恢复，新旧沥青比为7：3，再生剂掺量为8%，获得两种再生沥青的技术指标如表4。
可以看出，随着新沥青和再生剂掺量的增加，老化沥青的性能得到了恢复，但各项指标的恢复幅度不尽相同，采用新沥青再生和采用再生剂再生的再生效果也不相同。当采用新沥青再生时，老化沥青的各项指标均有所恢复，但都不能恢复到新沥青的技术标准。同时可以看出，当采用再生剂进行再生恢复时，采用较少的再生剂掺量就已经能够使老化沥青的技术性能得到较大程度的恢复，并且除延度指标外，其余指标均能恢复到原沥青的技术指标。
3 結语
（1）老化沥青的再生机理可以通过组分调节理论、相容性理论和橡胶增塑理论进行分析。
（2）老化沥青可以通过添加高标号基质沥青和再生剂进行再生恢复，但再生效果不尽相同。
（3）采用新基质沥青对老化沥青进行再生恢复时，老化沥青各项指标均能得到一定程度的恢复，但都不能恢复到新沥青的技术标准。
（4）当采用再生剂对老化沥青进行再生恢复时，只用较小的再生剂掺量就能够使老化沥青的粘度、针入度和软化点指标恢复到新沥青的技术标准，但延度指标难以恢复到新沥青的技术标准。
参考文献：
[1]姚祖康.对我国沥青路面现行设计指标的评述[J].公路，2003，02：43-49.
[2]芦军，颜可珍.沥青路面自然老化特征分析[J].路基工程，2008，06：11-12.
[3]李乐.沥青路面病害及处治措施[J].交通标准化，2013，16：115-117.
[4]倪小军，陈仕周，凌天清.沥青路面再生利用技术综述[J].重庆交通学院学报，2004，05：39-42+125.
[5]郑南翔，侯月琴，纪小平.老化沥青再生性能的预估分析[J].长安大学学报（自然科学版），2009，03：6-10.
[6] Reclaimed asphalt pavement detection and quantity determination.Practice Periodical on Structural Design and Construction.2006
[7]吕伟民，严家汲.沥青路面再生技术[M].北京：人民交通出版社，1998.
[8] Corbett L.W. Dumbbell Mix for Better Asphalt. Hydrocarbon Process. 1979， 26（4） ： 173—177.
【关键词】 道路工程；老化沥青；再生机理；再生性能
随着我国经济社会的发展，沥青路面已经成为我国高等级公路和城市道路的主要形式[1]。但是，作为胶结料的沥青在经受交通荷载和自然因素的反复作用后，将不可避免的发生老化，出现粘度和软化点升高，针入度和延度降低的现象，导致路面出现因沥青胶结能力下降而产生的开裂、坑槽等病害，严重影响了路面的路用性能和使用寿命[2-3]。每年由于公路的重建都将出现大量的废弃沥青材料，这些废弃材料不但占用了宝贵的土地资源，对环境造成了污染，同时也是对废旧沥青材料和石料的一种浪费[4-5]。
沥青路面再生技术是一种通过对破损沥青路面进行铣刨、回收。破碎和筛分而获得回收沥青路面材料（RAP），并通过在RAP中添加高标号沥青、再生剂和新集料，重新用于沥青路面结构中的方法。国外一些国家对于这一技术的研究起步较早，并取得了很多重要的研究成果[6-7]。而我国对于沥青路面回收材料的再生技术则起步较晚。
本文通过对不同老化沥青再生理论进行分析和对比，对老化沥青的再生机理进行了研究；通过测定再生沥青的粘度、针入度、软化点和延度指标，并同新沥青的技术指标进行对比分析，对老化沥青的再生性能进行了研究。
1 老化沥青再生机理
1.1组分调节理论
L.W.Corbett认为，道路石油沥青可以看成是一种胶体分散物，并将其组成部分根据性能特点分为饱和分、芳香分、胶质和沥青质四组分[8]。因此，沥青材料的性能取决于各组分的组成比例，只有在各组分比例在一个适合的范围时，沥青才会获得较好的性能。有研究表明，只有当石油沥青各组分比例在表1所示范围内时，才会具有较好的路用性能。
组分调节理论认为，沥青再生是老化的逆过程。由于沥青在老化过程中发生了轻质组分的挥发和氧化，从组成上表现为芳香分减少，胶质和沥青质增多，饱和分基本不变。因此，沥青的再生即需要补充老化沥青中缺少的轻质组分，使沥青中各组分的比例重新满足要求。
1.2相容性理论
根据高分子溶液理论，沥青可以认为是以沥青质为溶质，以软沥青质为溶剂的高分子浓溶液。这种高分子弄溶液是否稳定取决于溶剂对溶质的溶解能力，即二者的相容性。沥青发生老化后，沥青的组成成分的化学结构发生变化，从而使高分子浓溶液中溶质和溶剂的溶解度参数的差值增大，二者的相容性降低，胶体的结构发生破坏，表现为沥青的路用性能发生变化。
老化沥青的再生即在老化的沥青中添加油料（再生剂），使溶质的含量相对降低，提高溶质在溶剂中的溶解度。同时，添加油料（再生剂）可以提高溶剂（软质沥青）对溶质（沥青质）的溶解能力，以降低沥青质与软质沥青的溶解度参数差值，获得稳定的高分子溶液，宏观上表现为使老化沥青的路用性能得到恢复。
1.3橡胶增塑理论
美国SHRP研究计划将石油沥青分离成酸性分、碱性分、中性分及两性分，以考察各组分与沥青路用性能的关系，并提出了沥青的橡胶溶解理论。该理论认为沥青由两性沥青质型网状分子结构促成，网状分子结构中包含油相。对沥青的路用性能影响最大的是网状结构分子与油相分子的极性作用。根据橡胶增塑沥青，老化沥青的再生是通过在网状结构中加入适量的油分，恢复油分对网络结构大分子的胶溶及润滑作用。研究发现：芳香族油分对沥青质具有优良的溶解作用，芳香分对老化沥青具有较好的渗透性和溶解性，使网络结构中大分子的接触点减少，降低老化沥青的弹性；芳香分良好的溶解性可使沥青大分子发生溶胀，从而有利于分子之间的相互运动，增加沥青的柔韧性，使其路用性能得到恢复。
2 老化沥青再生性能
2.1原材料性能
实验所用RAP为某高速公路面层铣刨料，对RAP进行抽提实验，并采用阿布森法对旧沥青进行回收，新沥青采用SK90#基质沥青，新旧沥青的技术性质如表2。
2.2老化沥青再生性能
分别采用新基质沥青和再生剂对老化沥青进行再生恢复，新旧沥青比为7：3，再生剂掺量为8%，获得两种再生沥青的技术指标如表4。
可以看出，随着新沥青和再生剂掺量的增加，老化沥青的性能得到了恢复，但各项指标的恢复幅度不尽相同，采用新沥青再生和采用再生剂再生的再生效果也不相同。当采用新沥青再生时，老化沥青的各项指标均有所恢复，但都不能恢复到新沥青的技术标准。同时可以看出，当采用再生剂进行再生恢复时，采用较少的再生剂掺量就已经能够使老化沥青的技术性能得到较大程度的恢复，并且除延度指标外，其余指标均能恢复到原沥青的技术指标。
3 結语
（1）老化沥青的再生机理可以通过组分调节理论、相容性理论和橡胶增塑理论进行分析。
（2）老化沥青可以通过添加高标号基质沥青和再生剂进行再生恢复，但再生效果不尽相同。
（3）采用新基质沥青对老化沥青进行再生恢复时，老化沥青各项指标均能得到一定程度的恢复，但都不能恢复到新沥青的技术标准。
（4）当采用再生剂对老化沥青进行再生恢复时，只用较小的再生剂掺量就能够使老化沥青的粘度、针入度和软化点指标恢复到新沥青的技术标准，但延度指标难以恢复到新沥青的技术标准。
参考文献：
[1]姚祖康.对我国沥青路面现行设计指标的评述[J].公路，2003，02：43-49.
[2]芦军，颜可珍.沥青路面自然老化特征分析[J].路基工程，2008，06：11-12.
[3]李乐.沥青路面病害及处治措施[J].交通标准化，2013，16：115-117.
[4]倪小军，陈仕周，凌天清.沥青路面再生利用技术综述[J].重庆交通学院学报，2004，05：39-42+125.
[5]郑南翔，侯月琴，纪小平.老化沥青再生性能的预估分析[J].长安大学学报（自然科学版），2009，03：6-10.
[6] Reclaimed asphalt pavement detection and quantity determination.Practice Periodical on Structural Design and Construction.2006
[7]吕伟民，严家汲.沥青路面再生技术[M].北京：人民交通出版社，1998.
[8] Corbett L.W. Dumbbell Mix for Better Asphalt. Hydrocarbon Process. 1979， 26（4） ： 173—177.