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摘 要：

為研究 Sasobit 溫拌劑對(duì)再生瀝青及再生瀝青混合料性能的影響, 分析其作用機(jī)理。通過(guò)動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)、彎曲梁流變?cè)囼?yàn)測(cè)試了不同溫拌劑摻量下瀝青高、 低溫流變性能。采用馬歇爾試驗(yàn)分析了溫拌劑對(duì)再生瀝青混合料壓實(shí)溫度的影響瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。結(jié)合水敏感性試驗(yàn)、 車轍試驗(yàn)及低溫彎曲試驗(yàn)分析了溫拌劑摻加前后再生瀝青混合料路用性能的變化規(guī)律。采用傅里葉變換紅外光譜分析了溫拌劑在再生瀝青中的作用機(jī)理。結(jié)果表明: Sasobit 溫拌劑摻量增加可以改善再生瀝青抗變形能力以及抗荷載變形程度, 而抗疲勞開裂以及低溫抗裂性則反之, 對(duì)再生瀝青抗永久變形能力影響不明顯; 當(dāng)瀝青混合料回收料 (RAP) 摻量為 40%時(shí), 以 4%為目標(biāo)空隙率添加老化瀝青質(zhì)量 3%的 Sasobit 溫拌劑, 可使熱拌再生瀝青混合料壓實(shí)溫度降低 20 ~ 30 ℃ ; 相同 RAP 摻量下, 使用 Sasobit 溫拌劑的再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性、 低溫抗裂性均低于普通熱拌再生瀝青混合料, 而高溫穩(wěn)定性則反之; Sasobit 溫拌劑的使用不會(huì)改變?cè)偕鸀r青中羰基與亞砜基振動(dòng)幅度, 表明其在再生瀝青中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 對(duì)再生瀝青混合料降溫的效果屬于物理降黏作用; Sasobit 溫拌劑不能恢復(fù)老化瀝青中已經(jīng)降解的 SBS 改性劑性能; Sasobit 溫拌劑能夠影響再生瀝青混合料高、低溫性能以及水穩(wěn)定性, 工程使用中應(yīng)綜合考慮路用性能與壓實(shí)溫度之間的平衡確定合理的溫拌劑摻量。

關(guān)鍵詞：道路工程; 再生瀝青混合料; 流變?cè)囼?yàn); Sasobit 溫拌劑; 路用性能; 機(jī)理

０ 引言

瀝青路面養(yǎng)護(hù)工程會(huì)產(chǎn)生大量瀝青混合料回收料 (Reclaimed Asphalt Pavement, RAP)[1-4]。瀝青路面再生技術(shù)可以充分利用 RAP 中老化瀝青及集料的剩余價(jià)值[5-6], 常用于瀝青路面養(yǎng)護(hù)工程。然而, 瀝青路面再生過(guò)程中由于其較高的加熱與施工溫度,不僅會(huì)消耗能源, 導(dǎo)致 RAP 老化程度加劇, 還會(huì)釋放有害氣體, 影響從業(yè)人員的健康[7]。溫拌技術(shù)可以降低拌和與施工溫度, 一般為 80~150 ℃[8]。較低的拌和與施工溫度使溫拌技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益[9-10]。近年來(lái), 國(guó)內(nèi)外相繼出現(xiàn)了化學(xué)添加劑類、 表面活性劑類、 有機(jī)降黏類等溫拌技術(shù), 且溫拌劑的種類逐漸增多, 其降溫的效果及對(duì)瀝青混合料的影響也有差異[11-12]。張爭(zhēng)奇等[8] 研究不同溫拌劑的適用性, 發(fā)現(xiàn)有機(jī)溫拌劑 Sasobit 能夠很好地改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性, 低溫抗裂性與水穩(wěn)定性較溫拌前也有小幅提升, 適用于高溫重載地區(qū)。

何兆益 等[13] 研 究 了 Sasobit 溫 拌 瀝 青 性 能, 發(fā) 現(xiàn)Sasobit 會(huì)使瀝青在低溫環(huán)境下變脆變硬, 降低瀝青的低溫性能。XU 等[14] 研究了蠟基溫拌劑對(duì)含有50%老化瀝青的混合瀝青黏結(jié)劑流變性能的影響,發(fā)現(xiàn)蠟基溫拌劑可以抵消老化瀝青對(duì)混合瀝青的硬化作用。Roja 等[15]研究了 3 種 Sasobit 摻量下溫拌橡膠改性瀝青流變特性, 發(fā)現(xiàn) Sasobit 可以改善橡膠改性瀝青的模量和抗車轍性能, 且不會(huì)衰減瀝青黏結(jié)劑的抗裂性能。時(shí)敬濤等[16]研究發(fā)現(xiàn) Sasobit 溫拌劑可以明顯降低高黏瀝青黏度, 改善高黏瀝青的抗車轍能力, 但會(huì)降低高黏瀝青的低溫性能。朱得斌等[17]采用布氏黏度儀研究了溫拌瀝青的黏溫特性,發(fā)現(xiàn) Sasobit 溫拌劑可降低溫拌再生瀝青拌和與壓實(shí)溫度約 20 ℃ , 并基于黏溫特性提出了 Sasobit 溫拌劑與最 佳 施 工 溫 度 的 關(guān) 系 模 型。此 外, 研 究 表 明Sasobit 溫拌劑在溫拌瀝青中應(yīng)用最廣泛[16]。綜上,現(xiàn)有研究在分析 Sasobit 溫拌劑在溫拌瀝青及溫拌瀝青混合料 方 面 已 經(jīng) 積 累 較 多 的 研 究 成 果。然 而,Sasobit 溫拌劑對(duì)溫拌再生瀝青及再生瀝青混合料性能影響方面的系統(tǒng)性研究較少。

為此, 本研究依托福建省福銀高速公路三明二期提升改造工程, 考慮 Sasobit 溫拌劑優(yōu)異的高溫流變性能以及抗車轍性能, 結(jié)合養(yǎng)護(hù)路段高溫多雨重載的運(yùn)行條件, 選擇 Sasobit 溫拌劑進(jìn)行溫拌再生瀝青與瀝青混合料性能研究, 探明 Sasobit 溫拌劑的作用機(jī)理。研究成果有望為路面熱再生工程中 Sasobit 溫拌技術(shù)在南方高溫重載區(qū)域的科學(xué)應(yīng)用提供參考。

1 試驗(yàn)與方法

1. 1 原材料

原材料包括 RAP, 粗、 細(xì)石灰?guī)r集料, 礦粉,SBS 改性瀝青, Evoflex8182 再生劑以及 Sasobit 溫拌劑。RAP 來(lái)源于福銀高速將樂(lè)段中面層 AK-16 瀝青混合料, 并采用銑刨、 破碎、 篩分的方法分為 0 ~ 6,6~10, 10~16 mm 這 3 檔, 級(jí)配與瀝青含量見表 1。采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法將老化瀝青與溶劑分離, 測(cè)試?yán)匣癁r青與 RAP 礦料基本性能指標(biāo), 結(jié)果見表 2。采用水洗篩分方法對(duì)粗、 細(xì)石灰?guī)r集料以及礦粉逐級(jí)分檔, 測(cè)試分檔后不同規(guī)格集料的技術(shù)指標(biāo), 結(jié)果見表 3。SBS 改性瀝青、 Evoflex8182 再生劑以及 Sasobit溫拌劑基本性能測(cè)試結(jié)果見表 4。

1. 2 溫拌再生瀝青樣品設(shè)計(jì)與制備

采用 RAP 中回收的老化瀝青, 分別摻加老化瀝青質(zhì)量比 2%, 4%, 6% Evoflex8182 再生劑制備再生瀝青, 測(cè)試其 25 ℃針入度, 結(jié)果如圖 1 所示。由圖1 可見, 當(dāng)再生瀝青 25 ℃ 針入度指標(biāo)恢復(fù)至 SBS 改性瀝青水平時(shí), 最佳再生劑用量為 6%。以最佳再生劑用量為參考, 分別摻加再生瀝青質(zhì)量比 1%, 3%,5% Sasobit 溫拌劑制備溫拌再生瀝青。老化瀝青, 6%再生劑用量的再生瀝青以及 1%, 3%, 5%溫拌劑制備的溫拌再生瀝青分別采用 OA, REOA, REOA + 1%WM, REOA+3%WM, REOA+5%WM 表示。

根據(jù)再生劑、 溫拌劑用量設(shè)計(jì)方案, 制備溫拌再生瀝青, 流程如下: 采用 155 ℃預(yù)熱溫度將 OA 瀝青加熱至熔融狀態(tài), 將 6%再生劑添加至 OA 瀝青,并通過(guò)加熱攪拌器以 155 ℃加熱溫度、 1 500 rad / min攪拌速度攪拌 30 min, 制備 REOA 瀝青; 之后, 將設(shè)計(jì)用量溫拌劑添加至 REOA 瀝青, 并采用加熱攪拌器以 155 ℃ 加熱溫度、 3 000 rad / min 攪拌速度攪拌 20 min, 制備 REOA + 1% WM, REOA + 3% WM,REOA+5%WM 溫拌再生瀝青。

1. 3 溫拌再生瀝青混合料樣品設(shè)計(jì)與制備

設(shè)計(jì) 40% RAP 摻量的 AC-20 再生瀝青混合料,級(jí)配如圖 2 所示。再生瀝青混合料中再生劑用量為老化瀝青質(zhì)量比 6%, 4%空隙率控制目標(biāo)下再生瀝青混合料的最佳瀝青含量為 4. 3%。再生瀝青混合料中 Sasobit 溫拌劑用量為瀝青總質(zhì)量比 3%, 采用120, 140, 160 ℃成型馬歇爾試件, 并以 4%空隙率確定最佳的溫拌再生瀝青混合料壓實(shí)溫度。此外,設(shè)計(jì)普通熱拌再生瀝青混合料作為對(duì)照組用于比較溫拌再生瀝青混合料的性能之間的差異。

溫拌再生瀝青混合料制備過(guò)程如下: 采用電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱預(yù)熱 RAP、 新集料、 SBS 改性瀝青,預(yù)熱溫度分別為 120, 180, 165 ℃ , 預(yù)熱時(shí)間為2 h; 將再生劑與 RAP 添加至瀝青混合料拌和機(jī)中拌和 60 s, 之后添加新集料、 SBS 改性瀝青、 Sasobit 溫拌劑拌和 60 s, 最后添加礦粉拌和 60 s 得到溫拌再生瀝青混合料。

1. 4 試驗(yàn)方法

根據(jù) JTG E20—2011 規(guī)程要求進(jìn)行流變?cè)囼?yàn)、瀝青混合料水敏感性試驗(yàn)、 車轍試驗(yàn)以及低溫彎曲試驗(yàn), 探究溫拌再生瀝青與再生瀝青混合料性能的變化趨勢(shì)。其中, 采用 DHR-1 型動(dòng)態(tài)剪切流變儀測(cè)試再生瀝青高、 低溫流變特性, 并進(jìn)行 25 ℃ 線性振幅掃描試驗(yàn)。通過(guò)不同沖刷溫度 (40, 50, 60 ℃ )或沖刷壓力 ( 176, 276, 376 kPa) 的水敏感性試驗(yàn), 測(cè)試試驗(yàn)前后試件 25 ℃ 劈裂抗拉強(qiáng)度, 評(píng)估溫拌再生瀝青混合料水穩(wěn)定性。采用車轍試驗(yàn)以及瀝青混合料彎曲試驗(yàn)評(píng)價(jià)溫拌再生瀝青混合料高溫抗變形能力以及低溫抗裂性能。

2 結(jié)果分析與討論

2. 1 Sasobit 對(duì)溫拌再生瀝青流變性能的影響

5 種瀝青 OA, REOA, REOA+1%WM, REOA+3%WM, REOA+5%WM 的復(fù)數(shù)剪切模量 (G?) 指標(biāo)、 高溫 車 轍 因 子 ( G?/ sin δ )、 中 溫 疲 勞 因 子(G?sin δ) 測(cè)試結(jié)果分別如圖 3~5 所示。

2. 1. 1 復(fù)數(shù)剪切模量

G?用于表征瀝青在一定條件下抵抗變形的能力,其值越大說(shuō)明瀝青抗變形能力越強(qiáng), 反之越弱。由圖 3 可見, G?均隨測(cè)試溫度的升高而逐漸降低, 降低的速率呈顯著減小的趨勢(shì)。相同測(cè)試溫度情況下,5 種瀝青中 OA 瀝青的 G? 最大, REOA 瀝青的 G? 最小, 說(shuō)明 OA 瀝青的抗變形能力最強(qiáng), 而再生劑的使用將會(huì)顯著降低瀝青的抗變形能力。隨著溫拌劑用量的增加, 溫拌再生瀝青 G? 呈增加的趨勢(shì), 說(shuō)明溫拌劑的使用可以改善再生瀝青的抗變形能力。然而,不同溫拌劑用量的溫拌再生瀝青 G? 增長(zhǎng)速率隨溫拌劑用量增加逐漸降低, 說(shuō)明溫拌劑對(duì)改善再生瀝青的抗變形能力有限。此外, 當(dāng)測(cè)試溫度高于 52 ℃時(shí), 3 種溫拌劑摻量的溫拌再生瀝青 G? 與 REOA 基本一致, 說(shuō)明溫拌劑并不能改善高溫狀況下再生瀝青的抗變形能力, 僅在溫度較低時(shí)有較顯著的改善再生瀝青抗變形的能力, 但是抗變形能力較 OA 瀝青仍較低。因此, 溫拌劑可以改善溫拌再生瀝青中溫抗變形能力, 但對(duì)瀝青高溫抗變形能力基本沒(méi)影響。

2. 1. 2 車轍因子

車轍因子用于評(píng)價(jià)最高路面設(shè)計(jì)溫度下瀝青材料抵抗永久變形能力的參數(shù), 其值越大, 瀝青抗永久變形能力越強(qiáng)。由圖 4 可見, 5 種瀝青的 G?/ sin δ均隨測(cè)試溫度的增加而減小, 說(shuō)明瀝青的抗永久變形能力隨著溫度的增加而降低。相同測(cè)試溫度情況下, OA 瀝青的 G?/ sin δ 高于其他瀝青, 說(shuō)明老化可以改善瀝青的高溫抗車轍能力。相對(duì)于添加溫拌劑,再生劑的添加可以顯著降低老化瀝青的抗永久變形能力。當(dāng)測(cè)試溫度高于 64 ℃ 時(shí), 隨著溫拌劑用量的增加, 溫拌再生瀝青的 G?/ sin δ 值較 REOA 瀝青低,溫拌再生瀝青的抗永久變形能力降低, 增加溫拌劑用量對(duì)再生瀝青抵抗永久變形能力不利。然而, 當(dāng)測(cè)試溫度低于 64 ℃時(shí), 添加溫拌劑可以在一定程度上增加 G?/ sin δ, 但是效果并不明顯?？傮w來(lái)說(shuō),溫拌劑對(duì)溫拌再生瀝青抗永久變形能力較再生劑效果不明顯。此外, 對(duì)于每一種瀝青, 其 G?/ sin δ 值對(duì)數(shù)均與試驗(yàn)溫度呈良好的線性關(guān)系。

2. 1. 3 疲勞因子

疲勞破壞是引起瀝青路面病害的主要因素之一,而疲勞因子可用于評(píng)價(jià)瀝青在反復(fù)荷載作用下抗疲勞開裂的能力, 其值越小, 瀝青抗疲勞開裂的能力越強(qiáng)。由圖 5 可見, 隨著試驗(yàn)溫度的增加, 5 種瀝青的 G?sin δ 逐漸減小。相同測(cè)試溫度下, OA 瀝青的G?sin δ 最大, REOA 最小, 說(shuō)明老化可以降低瀝青抗疲勞開裂的能力, 而再生劑可以顯著改善老化瀝青抗疲勞開裂性能。相同測(cè)試溫度下, 隨著溫拌劑用量的增加, 溫拌再生瀝青 G?sin δ 逐漸增加, 說(shuō)明溫拌劑會(huì)降低再生瀝青的抗疲勞開裂能力, 原因在于溫拌劑的主要成分是有機(jī)蠟, 其具有明顯的脆性,對(duì)瀝青 的 抗 疲 勞 性 能 沒(méi) 有 貢 獻(xiàn) 且 會(huì) 產(chǎn) 生 負(fù) 面 影響[19]?？傮w來(lái)說(shuō), 溫拌劑使用對(duì)再生瀝青抗疲勞開裂的能力不利, 而再生劑可顯著改善老化瀝青抗疲勞開裂能力。

2. 1. 4 LAS 疲勞特性

根據(jù) LAS 試驗(yàn)得到 5 種瀝青剪切應(yīng)力與剪切應(yīng)變變化曲線, 如圖 6 所示。一般, 當(dāng)材料應(yīng)力達(dá)到峰值后, 材料應(yīng)變持續(xù)增加, 而應(yīng)力不斷下降, 材料發(fā)生屈服。材料的屈服應(yīng)力越大時(shí), 表明該材料抗變形能力越強(qiáng), 而材料的屈服應(yīng)變?cè)酱髸r(shí), 表明材料抗荷載變形程度越大, 材料的彈性越好。采用剪切應(yīng)力峰值作為材料的屈服應(yīng)力, 其對(duì)應(yīng)的應(yīng)變?yōu)椴牧系那?yīng)變, 根據(jù)圖 6 中試驗(yàn)結(jié)果, 計(jì)算 5種瀝青的屈服應(yīng)力與屈服應(yīng)變, 結(jié)果如圖 7 所示。

由圖 7 可見, 5 種瀝青屈服應(yīng)力的大小依次為: OA>REOA+ 5% WM > REOA + 3% WM > REOA + 1% WM >REOA; 屈服應(yīng)變的大小排序?yàn)? REOA + 5% WM >REOA+3%WM>REOA+1%WM>REOA≈OA。對(duì)比可知, OA 瀝青的屈服應(yīng)力最大, 屈服應(yīng)變最小, 說(shuō)明OA 瀝青的抗變形能力最強(qiáng), 而抗荷載變形程度最小, 材料的彈性最差。再生劑的使用可以顯著降低老化瀝青的屈服應(yīng)力, 導(dǎo)致老化瀝青抗變形能力降低, 但再生劑的使用對(duì)老化瀝青抗荷載變形程度能力基本無(wú)影響。隨著溫拌劑用量的增加, 再生瀝青屈服應(yīng)力與屈服應(yīng)變?cè)谥饾u增加, 再生瀝青的抗變形能力增強(qiáng), 抗荷載變形程度越大, 材料的彈性能力越好。因此, 溫拌劑的使用可以改善再生瀝青的中溫抗變形能力以及變形程度。

2. 1. 5 低溫流變性能

測(cè)試 5 種瀝青蠕變勁度與蠕變速率評(píng)價(jià)低溫性能, 結(jié)果如圖 8 所示。由圖 8 可見, 測(cè)試溫度越低,瀝青的蠕變勁度模量以及蠕變速率越大。通常, 不同測(cè)試溫度情況下, 瀝青蠕變勁度模量設(shè)計(jì)要求≤300 MPa, 蠕變速率設(shè)計(jì)要求≥0. 3[20]。比較 5 種瀝青蠕變勁度模量與蠕變速率結(jié)果, OA 瀝青-12 ℃ 蠕變勁度模量與蠕變速率均不滿足設(shè)計(jì)要求, 老化瀝青低溫性能較差。隨著再生劑添加進(jìn)老化瀝青后,REOA 瀝青-12 ℃ , -6 ℃ 蠕變勁度模量與蠕變速率均滿足設(shè)計(jì)要求, 說(shuō)明再生劑可以顯著改善老化瀝青低溫性能。隨著溫拌劑添加進(jìn)再生瀝青中, 溫拌再生瀝青-12 ℃ , -6 ℃ 蠕變勁度模量逐漸增大, 蠕變速率則反之, 溫拌劑的添加將劣化再生瀝青的低溫性能。

2. 2 Sasobit 對(duì)溫拌再生瀝青混合料路用性能的影響

2. 2. 1 溫拌再生瀝青混合料成型溫度確定

比較 40%RAP 摻量下溫拌再生瀝青混合料不同壓實(shí)溫度下空隙率變化, 結(jié)果如圖 9 所示?？梢?壓實(shí)溫度與空隙率變化呈負(fù)相關(guān), 且基本呈線性關(guān)系。以 4%目標(biāo)空隙率確定溫拌再生瀝青混合料的壓實(shí)溫度, 得 到 溫 拌 再 生 瀝 青 混 合 料 壓 實(shí) 溫 度 為131. 7 ℃ , 較普通熱拌瀝青混合料壓實(shí)溫度 (150 ~160 ℃ ) 低 20~ 30 ℃ 。在設(shè)計(jì)空隙率以及壓實(shí)溫度條件下, 兩種再生瀝青混合料馬歇爾指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果見表 5, 可知兩種再生瀝青混合料馬歇爾指標(biāo)基本一致, 說(shuō)明 Sasobit 溫拌劑的使用并不會(huì)顯著影響再生瀝青混合料的馬歇爾指標(biāo)。

2. 2. 2 水穩(wěn)定性

不同測(cè)試溫度、 不同沖刷壓力情況下溫拌再生瀝青混合料與普通熱拌再生瀝青混合料水穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果如圖 10~11 所示。由圖 10 可見, 兩種再生瀝青混合料劈裂抗拉強(qiáng)度比均隨沖刷溫度的增加而降低, 說(shuō)明較高的試驗(yàn)溫度可以加劇再生瀝青混合料的內(nèi)部破壞, 降低再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性。相同測(cè)試溫度情況下, 溫拌再生瀝青混合料劈裂抗拉強(qiáng)度比較普通熱拌再生瀝青混合料低。由圖 11 可見, 兩種再生瀝青混合料的劈裂抗拉強(qiáng)度比隨動(dòng)水沖刷壓力的增加而降低, 說(shuō)明較高的沖刷壓力可以促使更多的水分進(jìn)入再生瀝青混合料中, 加劇再生瀝青混合料的內(nèi)部破壞。相同測(cè)試溫度情況下, 溫拌再生瀝青混合料劈裂抗拉強(qiáng)度比較普通熱拌再生瀝青混合料低?？傮w來(lái)說(shuō), 高測(cè)試溫度與高動(dòng)水沖刷壓力可以顯著降低再生瀝青混合料劈裂抗拉強(qiáng)度比, 劣化再生瀝青混合料水穩(wěn)定性。與普通熱拌再生瀝青混合料相比, 添加 Sasobit 溫拌劑可以降低再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性, 這主要是因?yàn)槭褂玫腟asobit 溫拌劑主要成分是有機(jī)蠟, 有機(jī)蠟融入瀝青將會(huì)降低瀝青與集料之間的黏附性, 促使集料與瀝青之間更容易被溫度、 水壓侵蝕[21]。

2. 2. 3 高溫穩(wěn)定性與低溫抗裂性

溫拌再生瀝青混合料與普通熱拌再生瀝青混合料車轍試驗(yàn)以及低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果見表 6。由表 6 可知, 溫拌再生瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果較普通熱拌再生瀝青混合料高, 增幅達(dá)到 14. 5%, 即溫拌再生瀝青混合料高溫抗變形能力優(yōu)于普通熱拌再生瀝青混合料, 原因在于 Sasobit 溫拌劑結(jié)構(gòu)與 SBS 改性瀝青結(jié)構(gòu)相互交織, 形成共同作用, 導(dǎo)致高溫環(huán)境下溫拌再生瀝青的抗變形能力得到顯著提高, 從而改善 了 溫 拌 再 生 瀝 青 混 合 料 的 高 溫 抗 變 形 能力[21]。溫拌再生瀝青混合料最大彎拉應(yīng)變較普通熱拌再生瀝青混合料低, 降幅達(dá)到 7. 2%, 即溫拌再生瀝青混合料低溫抗裂性能劣于普通熱拌再生瀝青混合料。研究表明[22], 在低溫環(huán)境中, 溫拌再生瀝青中 SBS 結(jié)構(gòu)具有良好的彈性, Sasobit 溫拌劑中有機(jī)蠟成分結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)脆性, 溫拌再生瀝青中 SBS 結(jié)構(gòu)與Sasobit 溫拌劑結(jié)構(gòu)交織, 在外力作用下, 交織中的Sasobit 結(jié)構(gòu)脆性限制了 SBS 結(jié)構(gòu)彈性, 導(dǎo)致溫拌再生瀝青低溫性能下降, 降低溫拌再生瀝青混合料的低溫抗裂性。

2. 3 Sasobit 溫拌再生機(jī)理

圖 12 得到 3 種瀝青 OA, REOA, REOA+3%WM的紅外光譜圖, 可見, 3 種瀝青的圖譜結(jié)構(gòu)基本一致, 說(shuō)明再生劑與溫拌劑的摻加并沒(méi)有在瀝青中產(chǎn)生新的組分, 屬于物理過(guò)程。瀝青中的 S = O, C = O在長(zhǎng)期老化中產(chǎn)生, 且特征峰的高度隨著瀝青老化程度的增加而增加。SBS 改性瀝青中 SBS 改性劑引起-C =C-吸收峰的振動(dòng), 可用于表征 SBS 的特征峰。因此, 由圖 12 中 3 種瀝青特征峰伸縮振動(dòng)強(qiáng)度可見, 再生劑添加到 OA 瀝青中可以降低 S = O, C = O處的伸縮振動(dòng), 改善瀝青老化程度, 而溫拌劑的添加并沒(méi)有顯著改善 REOA+3%WM 中 S = O, C = O 處伸縮振動(dòng)。此外, 3 種瀝青 C = C 伸縮振動(dòng)沒(méi)有顯著差異。

綜上所述, 溫拌再生瀝青中, Evoflex8182 再生劑可以改善 SBS 老化瀝青的老化程度, 恢復(fù)老化瀝青性能, 但是不會(huì)產(chǎn)生新的官能團(tuán), 屬于瀝青組分調(diào)和過(guò)程。Sasobit 溫拌劑對(duì)瀝青老化程度的變化無(wú)影響, 且沒(méi)有新的物質(zhì)產(chǎn)生, 表明其與再生瀝青不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。溫拌劑、 再生劑均不會(huì)恢復(fù)已經(jīng)老化降解的 SBS 改性劑。此外, 根據(jù) Sasobit 組成可知,Sasobit 主要成分為有機(jī)蠟, 熔點(diǎn)約為 100 ℃ , 在瀝青較高溫度的作用下, Sasobit 中有機(jī)蠟與再生瀝青相融, 從而降低再生瀝青黏度, 達(dá)到降低施工溫度的效果, 屬于物理降黏作用。

3  結(jié)論

(1) 再生劑可以顯著降低老化瀝青復(fù)數(shù)剪切模量 G?, 車轍因子 G?/ sin δ 以及疲勞因子 G?sin δ,而 Sasobit 溫拌劑對(duì)再生瀝青作用效果則反之。再生劑可以降低老化瀝青的屈服應(yīng)力, 導(dǎo)致老化瀝青抗變形能力降低, 而再生劑對(duì)老化瀝青抗荷載變形程度能力基本無(wú)影響。此外, 再生劑可以降低老化瀝青蠕變勁度, 提高蠕變速率, 而溫拌劑對(duì)再生瀝青作用效果反之。

(2) 4%目標(biāo)空隙率下, 摻加 Sasobit 溫拌劑的再生瀝青混合料壓實(shí)溫度較普通熱拌再生瀝青混合料低 20~30 ℃ 。相同 RAP 摻量情況下, Sasobit 溫拌再生瀝青混合料水穩(wěn)定性與低溫抗裂性較普通熱拌瀝青混合料低, 而高溫穩(wěn)定性則反之。

(3) 老化瀝青中羰基與亞砜基吸收峰的振動(dòng)強(qiáng)度隨再生劑的摻加而降低, 說(shuō)明再生劑會(huì)調(diào)和老化瀝青組分, 恢復(fù)老化瀝青性能。Sasobit 溫拌劑摻加并不改變?cè)偕鸀r青羰基與亞砜基吸收峰的振動(dòng)強(qiáng)度,說(shuō)明溫拌劑不會(huì)改變老化瀝青組分, 屬于物理作用。再生劑與 Sasobit 溫拌劑均不能改善老化瀝青中 C = C伸縮振動(dòng)峰強(qiáng)度, 說(shuō)明再生劑與 Sasobit 溫拌劑均不會(huì)恢復(fù)降解的 SBS 改性劑。

(4) 由于 Sasobit 溫拌劑可以降低再生瀝青混合料的碾壓溫度, 因此, 低溫施工條件下, 可通過(guò)使用 Sasobit 溫拌劑降低再生瀝青混合料壓實(shí)溫度, 保障瀝青路面施工質(zhì)量。

原創(chuàng)作者：仰建崗1, 黃錦化2, 高 杰?1, 姚玉權(quán)3, 羅露花4(1. 華東交通大學(xué) 土木建筑學(xué)院, 江西 南昌 330013; 2. 華東交通大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院, 江西 南昌 330013;3. 長(zhǎng)安大學(xué) 公路學(xué)院, 陜西 西安 710064; 4. 江西省天馳高速科技發(fā)展有限公司, 江西 南昌 330103)。