废旧沥青再生剂组分复配的分子模拟研究文献综述

 2022-10-08 11:10

文献综述(或调研报告):

摘要:道路沥青材料在使用和服役过程中存在老化现象,引起沥青路面产生松散、开裂和水损害等破坏。通过沥青再生剂对废旧沥青的修复和再生作用,使得老化沥青性能得到恢复,从而起到节约经济、保护环境的作用。本研究利用分子模拟技术,通过对再生剂不同功能组分的渗透作用及修复作用开展分析,评价沥青再生剂对废旧沥青的修复效果,为沥青修复剂组分复配优化提供建议。近年来,已经有许多学者开始了分子层面的微观研究,利用分子模拟对再生剂的修复作用以及扩散作用进行了评价,并取得了丰硕的成果。本文在对这些成果进行系统总结的基础上,简要评析了总体研究现状,以期为下一步研究的开展提供参考。

关键词:废旧沥青,沥青再生剂,分子模拟技术

1.前言

我国从“七五”开始,公路建设进入了高等级公路建设的新阶段,公路建设的历史开始谱写最光辉灿烂的一页。迄今为止,我国高速公路总里程已经超过 8.5 万公里,由于沥青路面行车舒适性好、使用性能优异、建设速度快以及维修方便,所以 90%以上都是采用沥青路面[1]。到现在,已经有相当数量的沥青路面达到了使用寿命,面临着大规模养护维修乃至重建。维修后产生的大量路面废料如果不能合理利用,不仅会造成环境污染及生态环境的破坏,而且对于石油沥青这种不可再生资源而言是一种极大的浪费。再生利用沥青混合料可减少新沥青、新集料的使用,能够极大地降低建设成本、节约资源。

废旧沥青混合料的再生利用是指通过化学、物理手段将老化的沥青进行性能还原。再生技术与老化机理息息相关。老化常常导致沥青针入度下降,软化点升高,粘度升高,延度降低等性能指标的变化,对沥青的路用性能产生了严重的影响。

重塑废旧沥青混合料性能采取的技术措施主要分为2个方面:通过添加再生剂,重塑废旧沥青混合料中老化沥青的路用性能;调整废旧沥青混合料的级配,其中老化沥青的性能重塑是实现废旧沥青混合料再生利用的关键。[7]但是沥青的老化过程在常温常态下往往是不可逆的,因此通过还原沥青老化产物的方法进行再生往往存在较大的困难。所以当前的再生思路往往是通过补充沥青中的轻质组分从而使得沥青中的化学组分重新达到平衡,以达到“再生”的目的。本文将以再生剂为研究对象,分析再生剂对废旧沥青的修复作用。

2.再生剂的评价标准

沥青再生剂可以使废旧沥青过高的黏度得以降低,达到常用沥青的黏度,进而提高沥青的针入度、延度,降低软化点;再生剂与老化沥青充分交融,使凝聚起来的沥青质溶解而分散在油分中,达到调节沥青的胶体结构、改善沥青的流变性质、提高和改善再生沥青的功能。再生剂与老化沥青进行修复作用可分为两个阶段,渗透阶段和修复阶段。对再生剂的评价也主要从渗透效率较和修复能力两个方面进行。

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