旧沥青的抽提与回收.doc

1、旧沥青的抽提与回收摘要：基于国内外研究旧沥青混合料的抽提回收方法上，采用自动抽提仪和改进后的阿布森回收仪回收旧沥青。通过分析影响抽提回收的主要因素及空白沥青标定，得出采用自动抽提仪能最大限度的除净残留矿粉，改进后的阿布森回收仪回收旧沥青的持续加热时间为 25min 能最大限度的控制残留三氯乙烯在 1%以内，以减少对旧沥青性能影响及更精确的判断旧沥青的老化程度。 关键词：旧沥青；抽提；回收；影响因素 Abstract: based on the domestic and foreign research on extraction of old asphalt mixture recycling

2、 method, USES the automatic extraction and Roman abramovichs recovery apparatus can improve the recycling old asphalt. Through analyzing the main factors influencing the extraction recovery and blank asphalt calibration, draw using automatic extraction apparatus can remove all residue maximum kuangf

3、en, improved abramovichs recovery apparatus of recycling old asphalt heating duration for 25 min to maximum residual trichloroethylene control within 1%, and to reduce the impact on the performance of old asphalt and old asphalt degree of aging more accurate judgment. Key words: the old asphalt; Ext

4、raction; Recycling; Factors affecting the 中图分类号：U415.52+8 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 目前旧沥青回收最常用的方法为公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ052-2000)中的离心抽提法和阿布森回收法。由于试验条件的不同及人为因素的影响，回收抽提液中不可避免的会含有细小的矿粉颗粒及残留三氯乙烯，再加上试验操作过程中不可避免会使加热温度过高从而导致旧沥青进一步老化。因此，回收的关键是在残留矿粉和三氯乙烯溶剂尽可能全部除去的前提下，防止旧沥青的二次老化，以准确的反映旧沥青性能。 本文通过对比试验分析矿粉及三氯乙

5、烯等主要因素对沥青性能的影响程度及解决残留量的相应措施。提出简洁、合适的旧沥青回收方法，精确的抽提回收旧沥青,有利于准确判断旧沥青混合料的老化程度,为旧沥青路面采取相应措施延长路面使用寿命提供科学依据。 1 旧沥青抽提 (1) 矿粉对沥青性能的影响 按照离心分离法进行抽提时，抽提液中不可避免会含有矿粉颗粒，为了分析矿粉对沥青性能的影响程度，取 5 份 200g 已知性能的 A-70#号沥青加热至 135左右，向其中分别添加沥青含量 0.5%、l%、2%、4%、6%的矿粉搅拌均匀。测试三大指标结果如表 1 所示，根据表 1 试验结果绘图如图 1 所示。 表 1 矿粉对沥青性能的影响规律 由表 1

6、 和图 1 知，当沥青中含有矿粉时，沥青的延度会急剧减小。当矿粉含量为 1%，沥青延度较原沥青降低了 31.82%。随着矿粉含量的增加，延度加剧降低。试验结果表明矿粉对沥青的延度影响很大，微少含量的矿粉也会降低沥青的延度。因为，矿粉分散在沥青中,导致了其内部不均匀，因而沥青极易在最薄弱处发生断裂。但是少量的矿粉对 25针入度和软化点的影响较小，基本可以忽略不计。 (2) 残留矿粉的解决办法 通过提高离心杯的转速或延长分离时间可以尽可能减少残留矿粉甚至是除净矿粉。因此，试验中采用德国进口的 Infratest20-1120 型沥青自动抽提仪。该设备密封性能好，可有效地防止溶剂漏液和挥发，减少对人

7、体的伤害。溶剂等材料使用非常少，节约试验成本。其离心杯旋转速度为 12000 r/min，完成一次抽提时间为 35 40min，节约试验时间。同时，不需要用含压力的过滤器过滤回收液中的矿粉，能最大限度地去除抽提液中残留矿粉。 图 1 矿粉对延度的影响规律 2 旧沥青回收 (1) 三氯乙烯对沥青性能的影响 采用传统的阿布森法回收旧沥青时，回收液中不可避免会含有残留三氯乙烯,为了分析三氯乙烯对沥青性能的影响程度，取 5 份 200g 已知性能的 A-70#号沥青加热至 135左右，向其中分别添加沥青含量0.5%、l%、2%、4%、6%的三氯乙烯搅拌均匀，测试三大指标结果如表 2所示。为了直观的分析

8、表 2 的试验结果，分别对针入度、延度、软化点进行绘图如图 24 所示。 表 2 三氯乙烯对沥青性能的影响规律 图 2 三氯乙烯对针入度的影响规律图 3 三氯乙烯对延度的影响规律 图 4 三氯乙烯对软化点的影响规律图 5 持续加热时间对针入度的影响规律 由表 2 及图 24 知，即使是少量的三氯乙烯也对沥青的三大指标产生影响。当三氯乙烯的含量为 1%时，沥青延度较原沥青增加了 1 倍，针入度增长了 26.12%，即随着沥青中三氯乙烯含量的增加，延度和针入度急剧增长，表明三氯乙烯对沥青的延度和针入度影响极大。随着三氯乙烯含量的增加，沥青软化点值呈下降趋势，降低了 1.45%，表明三氯乙烯的含量会

9、使沥青软化点降低，但是影响没有针入度和延度大。因此,在旧沥青回收过程中,应尽可能除净残留三氯乙烯,以减少对旧沥青性能的影响。 (2)残留三氯乙烯的解决办法 为了保证抽提液中的溶剂尽可能完全回收且不使沥青二次老化，对阿布森法进行改进，采用自动控温电热保温套进行加热。取 6 份 200gA-70#号沥青加热至 135左右，向其中添加三氯乙烯搅拌均匀充分溶解至相当浓度后，通过采取不同的持续加热时间回收沥青，直到回收沥青针入度在原沥青针入度2(0.1mm)时为止，此时的持续加热时间为回收的合理持续加热时间。不同持续加热时间下回收沥青的针入度测试结果如表 3 所示，根据表 3 绘图如图 5 所示。 表

10、3 不同持续加热时间的回收沥青针入度测试结果 由表 3 和图 5 可知，通入 CO2 气体后至加热的持续时间是影响试验结果的关键因素。当加热时间持续 20min 以内时，针入度均超过70(0.1mm)，较原沥青增加了 9.70%，表明加热时间过短，溶剂回收不完全。当加热时间超过 35min 后，针入度降低了 3.73%，表明加热时间过长，回收沥青出现老化。根据试验结果，回收沥青的持续加热时间控制在25min30min 之间时，回收沥青的针入度控制在原沥青针入度2(0.1mm)范围内，满足规范的规定要求。同时发现采用改进后的自动控温电热保温套持续加热，即使加热时间稍长，对沥青老化的影响也不大。因

11、此，确定回收沥青的最佳持续加热时间为 25min。 为了进一步验证 25min 加热时间的合理性，对原沥青进行了多次空白标定试验，并进行了三大指标的测试，相应的测试结果如表 4 所示。表 4 空白沥青标定试验结果 从表 4 三大指标试验结果可知，回收沥青的针入度均在2(0.1mm)以内，且延度和软化点变化不大，表明 25min 的持续加热时间是合理的。为此，后续回收沥青的持续加热时间均取为 25min。 根据上述试验方法对 RAP 材料进行抽提回收，多次测试 RAP 材料中的沥青含量，取平均值，混合料油石比为 3.74%。从抽提试验结果可以看出，旧沥青混合料中沥青含量偏少，一方面由于测量仪器的

12、精度及人为因素的误差造成取料的不均匀性。另一方面旧沥青混合料在长期的交通荷载自然环境因素影响作用下，沥青中的部分轻组分已经氧化挥发掉。对抽提回收的旧沥青进行常规性能测试结果如表 5 所示。 表 5 旧沥青性能指标 由表 5 可知，旧沥青老化的程度相当严重，老化后的沥青表现为粘度增大，针入度下降，说明旧沥青的稠度大，流变系数小。软化点反映沥青对温度的敏感性，旧沥青的软化点高，说明旧沥青的粘度大，温度稳定性高，这也是老化的一个主要表现。延度反映沥青的柔韧性，旧沥青的延度降低至脆断，说明旧沥青的低温抗裂性能差。一般来说，这些表现越明显，沥青的老化程度就越深。但至今为止，国内外对沥青老化情况仅凭经验判

13、断，还未进行具体量化的评定。 3 结论 基于国内外分析旧沥青混合料的抽提回收方法上，通过对比试验分析矿粉和三氯乙烯对沥青性能的影响程度及采取相关的解决措施，得出以下主要结论： (1) 少量矿粉的存在对沥青的延度影响较大,只有当矿粉含量不大于 1%时,才能基本上保证沥青的性能不受影响。 (2) 采用自动抽提仪可以最大限度的除净抽提液中残留矿粉颗粒。 (3) 即使含有少量的残留三氯乙烯对沥青性能影响也较大，尤其是对针入度和软化点的影响较大。 (4) 改进后的阿布森仪采用自动控温电热保温套进行加热，持续加热时间为 25min，在防止回收沥青二次老化的前提下能最大限度的控制残留三氯乙烯在 1%以下，减

14、少对旧沥青性能影响以更精确的判定旧沥青的老化程度。 参考文献： JTJ052-2000. 公路工程沥青及沥青混合料试验规程S. 北京: 人民交通出版社, 2000. 黄晓明. 沥青及沥青混合料M. 南京: 东南大学出版社, 2002. 沈金安. 沥青及沥青混合料路用性能M. 北京: 人民交通出版社, 2000. Rebecca S. McDaniel, Hamid Soleiman, R. Michael Anderson, etc. Recommended Use of Reclaimed Asphalt Pavement in the Superpave Mix Design Method

15、 R. NCHRP Web Document 30( Project D9-12): Contractors Final Report. October 2000. 胡旭东. 旧沥青路面材料的回收与再生研究硕士学位论文D. 长沙: 长沙理工大学, 2007. 熊出华, 张永兴, 凌天清, 等. 一种新的沥青回收方法探讨J. 中外公路, 2006, 26(2): 203-205. 魏荣梅. 道路沥青的老化与再生研究硕士学位论文 D. 武汉: 武汉理工大学，2006. 周文. 海南沥青路面现场热再生沥青混合料性能研究硕士学位论文D. 长沙: 长沙理工大学, 2009. 蔡诚秀.再生剂选择及再生沥青性能分析硕士学位论文D. 长沙: 长沙理工大学, 2011.