[發(fā)明專利]現(xiàn)場熱再生實驗用老化瀝青的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010184522.3
• 申請日: 2010-05-27
• 公開（公告）號: CN101819108A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周志剛;劉振興;李炎炎;周文;劉興;袁秀湘
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: G01N1/44
• 分類號: G01N1/44
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;楊斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種瀝青混合材料的制備方法，尤其涉及一種老化瀝青的制備方法。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟和社會的發(fā)展，我國的公路交通事業(yè)也得到了快速的發(fā)展。截止2009年底，全國公路通車總里程達382.82萬公里；其中，高速公路7.5萬公里。隨著公路里程的不斷增大，公路等級也在不斷提高，大量低等級公路得到改建和擴建，公路交通正在國民經(jīng)濟生活中發(fā)揮著越來越大的作用。

我國公路中的高等級公路絕大部分是瀝青路面。瀝青路面在使用過程中，經(jīng)過行車荷載和自然因素的作用，逐漸變硬老化。老化后的瀝青與原瀝青相比，針入度、延度降低，導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫、松散等破壞。隨著公路交通事業(yè)的高速發(fā)展，大量的公路已進入大、中修期，需要對大量的舊路面進行翻挖、銑刨，而這不僅對環(huán)境造成巨大危害，而且在我國瀝青資源極為匱乏的情況下，也造成了大量優(yōu)質(zhì)瀝青的浪費。由于我國目前還沒有完全掌握舊瀝青混合料的再生技術(shù)，舊瀝青廢棄量將達到220萬噸之多，如能加以利用，每年可節(jié)省材料費3億元以上，而且這個數(shù)字在以每年15％的速度遞增。據(jù)此推算，十年后瀝青路面大、中修產(chǎn)生的舊瀝青混合料每年將超過1000千萬噸，屆時如能進行舊瀝青的再生利用，則每年可節(jié)約材料費15億元。

瀝青路面現(xiàn)場熱再生技術(shù)是將舊瀝青路面經(jīng)過表面加熱、翻松銑刨，并摻入一定比例的新骨料、新瀝青及再生劑等，利用大型行走式現(xiàn)場“拌和設(shè)備”進行拌和，直鋪筑成完好的瀝青路面。瀝青路面現(xiàn)場熱再生技術(shù)具備了經(jīng)濟、環(huán)保、節(jié)約能源等顯著優(yōu)點，許多國家已將其作為一項基本的政策。可以預(yù)見，在不久的將來，瀝青路面現(xiàn)場熱再生技術(shù)在我國也必將得到大規(guī)模的應(yīng)用。

然而，隨著瀝青路面現(xiàn)場熱再生技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)場熱再生技術(shù)實驗的次數(shù)、規(guī)模及難度均不斷提高，這使得本領(lǐng)域技術(shù)人員對現(xiàn)場熱再生瀝青的實驗技術(shù)、實驗手段及實驗?zāi)芰σ蔡岢隽嗽絹碓礁叩囊螅渲幸粋€較為突出的矛盾是現(xiàn)場熱再生瀝青實驗所需的老化瀝青用量已經(jīng)越來越難以滿足實驗的要求。現(xiàn)今現(xiàn)場熱再生瀝青混合料實驗所需的老化瀝青主要是通過傳統(tǒng)的抽提回收方法獲得，傳統(tǒng)的抽提回收方法雖然能獲得現(xiàn)場經(jīng)過長期老化后的舊瀝青，但該方法不僅每次回收舊瀝青數(shù)量少、回收時間長，而且回收舊瀝青的操作工序繁瑣復(fù)雜，回收設(shè)備易受到現(xiàn)場條件的限制。更重要的是，在現(xiàn)場熱再生瀝青路面的施工中，加熱設(shè)備對舊瀝青路面進行的加熱具有短時間、加熱強度高等特性，這便會導(dǎo)致舊瀝青的二次短期老化(相對路面建成至使用期間的長期老化)。這種二次短期老化的作用效果主要體現(xiàn)在對路面表層1cm～4cm的舊瀝青混合料的老化影響，其性質(zhì)既不同于瀝青在運輸、貯存、加熱拌和及鋪筑過程中的一次短期老化，更不同于瀝青在路面使用過程中的長期老化，該二次短期老化同樣會影響到現(xiàn)場熱再生技術(shù)中外摻再生劑組分、配比及用量值的準確性。因此，如何既要滿足現(xiàn)場熱再生實驗對老化瀝青用量的要求，同時又要使現(xiàn)場熱再生實驗用到的老化瀝青能夠充分反映真實施工狀態(tài)下的情形，這成為本領(lǐng)域技術(shù)人員需要重點解決的一個技術(shù)問題。

要獲得現(xiàn)場熱再生實驗用的大量的老化瀝青，僅憑現(xiàn)有的方法去抽提自然狀態(tài)下的現(xiàn)場舊瀝青是難以奏效的，因此，通過充分研究瀝青的老化現(xiàn)象并掌握其老化規(guī)律，然后進行室內(nèi)模擬老化以獲得試驗用老化瀝青，是一種可行、高效且容易控制的方法。室內(nèi)模擬老化不僅可以較為精確地控制老化條件、加速老化進程，而且可以借此研究室內(nèi)模擬老化與路面實際自然老化之間的等效關(guān)系，這對于掌握瀝青老化規(guī)律、評價瀝青路面的耐久性都具有重要意義。

目前常用的瀝青室內(nèi)模擬老化方法主要有四種：

1)吸氧量老化法：將瀝青膜樣品置于氧氣密閉容器中，保持一定的溫度，經(jīng)過一定時間，觀察瀝青性質(zhì)的變化情況；

2)反相氣液色譜法：該方法是用甲苯將瀝青溶解后均勻涂漬在擔體表面作為色譜固定液，選擇一系列與瀝青基團相似的分析物質(zhì)為流動相，來檢測瀝青含氧基團和相對極性的變化；

3)薄膜烘箱老化法：薄膜烘箱老化法是目前常用的瀝青老化方法之一，根據(jù)研究目的的不同，又可分膜厚20μm和3mm的兩種薄膜烘箱老化法；1973年，Schmidt提出瀝青旋轉(zhuǎn)薄膜老化方法(RTFOT)，其優(yōu)點是樣品的各個部分可以在同一條件下老化，但由于樣品量少而無法完成性質(zhì)檢測；1989年P(guān)etersen提出了薄膜加速老化方法(TFAAT)，其主要改進之處為試樣量由0.5g增加到4.0g；1993年美國Federal?Highway?Administration又提出了1mm～3mm表面更新薄膜烘箱老化法；