基于生物结合料的废旧沥青再生剂制备研究文献综述

 2022-11-01 02:11
  1. 文献综述(或调研报告):

我国沥青混合料再生利用技术研究的发展过程大体可以划分为两个大的阶段,第一个阶段为20世纪80年代末之前;第二个阶段为20世纪90年代以后。第一阶段中再生剂主要使用轻油再生剂,由于轻油易挥发,再生之后的沥青抗老化效果差,因此此时再生路面技术未得到很好的发展,在第二阶段中,由于受到外国再生路面技术的推进作用,我国再生技术得到很大发展,市面上出现了越来越多种类的再生剂,包括美国的AE再生剂,日本的RF再生剂,极大地促进了再生路面在我国的发展[6-14,16,22-23]。目前,我国也自主研制出了新的再生剂,如江苏科研院新技术产品—ARA沥青再生剂[15]。ARA 沥青再生剂是一种以重质石油馏分、芳香族石油溶剂为主要组分,并经过高分子聚合物改性而成的粘稠油状黑色液体。在沥青路面现场热再生或热厂拌再生过程中掺入 ARA 沥青再生剂到沥青回收材料中与之混和,可以补充沥青由于老化而失去的芳香分和胶质组分,恢复老化沥青化学组分平衡,有效改善老化沥青的路用性能。重庆市乐德公司的 ZS 型再生剂,即在低粘度塑化剂(芳香分达 80%)基础上,加入粘附剂,使塑化剂与粘附剂混溶形成一种高温稳定的大分子溶液,再加入增延剂以提高旧沥青的延度,加入防老化助剂来改善再生沥青对紫外线、热、氧的老化影响。将低粘度的强力塑化剂与粘附剂、增延剂、防老化助剂在一定温度条件下搅拌共混,即得到沥青再生剂[18,19]。重庆交通大学凌天值教授自主研发YT型再生剂[17],其是通过在矿物油中加入增塑剂而得到的路面沥青再生剂。山西省交通建设质量安全监督局也自主研发了JX型再生剂[7],它是以增黏树脂为基础,通过添加轻油表面活性剂及抗老化剂,开发出的一种用于沥青路面预防性养护的沥青再生剂。武汉理工大学及东南大学教授均研究了废弃植物油作为沥青再生剂再生路面沥青,取得一定的成果,从以上及大量资料分析,可以归纳得到,我国再生剂类型分为以下几类[1,20,21]

  1. 抽出油、废油类

随着沥青老化深度的增加,沥青粘度逐渐增大。从单纯降低旧沥青粘度方面讲,较为有效的方法是向其中加入低粘度的油分,也就是将脱蜡抽出油等炼油厂废料以及废机油、废润滑油等直接作为再生剂。我国在上世纪 80 年代使用的旧沥青再生剂通常是废旧轻质油如润滑油、柴油、机油、减五油或它们的混合物。

  1. 树脂油分合成类

从轻质油分与旧沥青组分具有互补性,以及轻质油分挥发性大,与旧沥青相容性差的特点出发,将轻质油分用共聚树脂进行混溶、增粘后作为再生剂,是一个必然的考虑。通过对轻质油分的增粘、共聚,能够较为有效地解决强挥发性以及再生中轻重质组分相容差的问题。国外采用的再生剂大多也是树脂与石油工业生产低粘度油分的混合物,实践证明此类再生剂再生效果比较理想,再生沥青混合料性能比较稳定。东南大学将轻质油分和共聚树脂混溶和增粘而研制了A型和B型两种再生剂,并研究了其对老化沥青性能的影响,结果表明A型或B型再生剂能将老化沥青性能恢复到初始水平。显然,增粘树脂与轻质油分的合成需要专门的设备与工艺,成本相对要高一些。

  1. 复合类再生剂

利用上述两种再生剂在化学组成上存在的互补性,将二者按一定比例混合制备复合再生剂。

再生剂就是一种能够改善老化沥青组分、流变性能及其它性能的添加剂。有研究表明,含有芳香族油类的再生剂,更容易恢复老化沥青的性能。因为分子量小的芳香族油分具有优良的溶解性,可以将大分子链隔断,从而使老化沥青的刚度降低;并且可使凝胶状态的沥青的大分子运动更加剧烈,改善老化沥青的柔顺性。再生剂的功能主要为:(1)调节老化沥青的化学组分,使沥青各组分相互匹配。(2)调节老化沥青的粘度,使其能够达到再生沥青所需粘度。(3)能与老化沥青充分融合,并能溶解和分散过多的沥青质,从而调节老化沥青的流变性能[1,20-21]

沥青再生剂的技术指标主要包含以下几点:(1)再生剂应具有很强的亲和能力和渗透能力,因其一般是喷洒或者添加到废旧沥青或沥青混合料中的。(2)再生剂应具有合适粘度。如果再生剂的粘度太低,则其在与沥青混合料拌和加热中就会迅速挥发;如果再生剂的粘度太过粘稠,则其和老化沥青不能充分融合。(3)再生剂必须具有良好的耐热性,因为混合料的热拌再生时要进行高温加热。(4)再生剂中必须含有合适比例的芳香油分,因为芳香分能溶解和分散沥青质,从而降低沥青质的百分含量。(5)再生剂也要具有良好的流变性能[16]

参考文献:

  1. 冷滨滨. 废食用植物油对老化沥青物理化学及流变性能的影响[D].武汉理工大学,2014.
  2. 陈美祝,吴少鹏,万路,肖飞鹏,冷滨滨,洪晶. 利用废食用油配制的沥青再生剂及其制备工艺[P]. 湖北:CN102585529A,2012-07-18.
  3. 仇银吉. 沥青路面再生技术的研究与应用[D].山东大学,2013.
  4. 冷滨滨,陈美祝,吴少鹏. 废食用油用于沥青再生的应用前景分析[J]. 石油沥青,2013,05:49-53.
  5. 李文娟,邹桂莲. 再生剂掺量与老化沥青的再生性能研究[J]. 低温建筑技术,2014,04:32-34.
  6. 辜丽萍. PE改性沥青的老化与再生性能研究[D].长沙理工大学,2012.
  7. 胡旭东. JX型沥青再生剂的研究及应用[J]. 山西交通科技,2013,06:1-3.
  8. Sun Z, Yi J, Huang Y, et al. Investigation of the potential application of biodiesel by-product as asphalt modifier [J]. Road Materials and Pavement Design, 2015: 1-16.
  9. Zargar M, Ahmadinia E, Asli H, et al. Investigation of the possibility of using waste cooking oil as a rejuvenating agent for aged bitumen[J]. Journal of hazardous materials, 2012, 233: 254-258.

[11] Chen M, Xiao F, Putman B, et al. High temperature properties of rejuvenating recovered binder with rejuvenator, waste cooking and cotton seed oils[J]. Construction and Building Materials, 2014, 59: 10-16.

[12] 况栋梁,余剑英,蔡正文,宋献东. 再生剂对不同老化程度沥青再生性能的影响[J]. 公路,2011,05:153-157.

[13] 李振海,王国峰,魏建明. 再生剂制备技术及再生沥青的评价[J]. 中国石油大学学报(自然科学版),2011,05:152-156.

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