改性沥青老化机理及再生剂的研究.pdf

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1、2011年6月石油沥青PETROLEUMASPHALT第25卷第3期改性沥青老化机理及再生剂的研究徐静，一，洪锦祥，赵永利，刘加平，刘至飞'(I．高性能土木工程材料国家重点实验室江苏省建筑科学研究院有限公司，南京210008)；(2．江苏博特新材料有限公司，南京210008)；(3．东南大学交通学院，南京210096)摘要：基于改性沥青的老化机理基础上，试配了相应的再生剂，并进行系统的试验研究。研究认为，在改性沥青的老化过程中，基质沥青发生了挥发、氧化、聚合等物理化学反应，改性剂发生了氧化、裂解等反应，并最终导致改性沥青的路用性能大大降低。对再生

2、剂的性能研究表明，以轻质油和重质油为主要成分的再生剂已不能满足改性沥青再生的要求，而添加交联组分、改性组分和渗透组分的新型再生剂，不仅与沥青的相容性好，而且大大提高了再生沥青的高、低温性能。关键词：改性沥青老化机理再生剂再生沥青混合料改性沥青由于具有优良的高温稳定性、低温一般认为，基质沥青在老化过程中发生了挥延展性、抗裂性和抗水害性能，并且显著提高沥发、被吸收、氧化、团聚、聚合等反应，而改性青路面的行车舒适度伽而倍受高速公路研究剂发生氧化、裂解等反应。者和施工者的青睐。首先，在高温条件下，轻质组分容易挥发，但是，改性沥青和普通沥青一样都存在老化同

3、时由于沥青混合料中集料与沥青发生较为亲密问题，为此本研究简要叙述了改性沥青的老化机的接触，因此容易被集料吸收或吸附，因此导致理，并针对改性沥青路面的再生问题，系统开展芳香分比例减少，而沥青质等相对增加。了再生剂的研究。其次，基质沥青发生氧化反应，但是由于老1改性沥青的老化机理化条件不同，可发生“脱氢”和“吸氧”两种改性沥青主要是指SBS改性沥青，SBS改性类型的氧化反应，研究者认为在热老化时，沥青由基质沥青和改性剂SBS复合而成，SBS改沥青容易发生“脱氢”型氧化反应，生产“C=性沥青指所有具有优良的路用性能主要取决于c”双键，这也是沥青发生聚合

4、反应的前提，其SBS的分子结构，SBS即苯乙烯一丁二烯一苯乙次，在光热和压力共同作用下，沥青也会发生烯嵌段共聚，SBS中聚苯乙烯(S)的玻璃化转“吸氧型”氧化反应，生产羰基C：O和亚砜基变温度()为100c【=，聚丁二烯(B)的S=O。为一108℃，在低温下，虽然S交联点有交联作再次，发生聚合和团聚反应，诸多研究学用，但因B的较低，此时仍具有较好的变形者【1采用凝胶渗透色谱(GPC)等测试方法能力，在高温下，由于S的较高，又保持一研究沥青老化前后的分子量分布情况，结果发现定的稳定性¨。沥青老化后大分子量物质比例增多且分子量增改性沥青在生产、储运、

5、施工和使用过程中，由于长时间暴露大气中，在风、雨、紫外线收稿日期：2011—02—22。等作用下，不仅基质沥青会老化，改性剂也会发作者简介：徐静(1984一)。女，硕士，工程师，建筑材料方向，xujin418372@163．conl。生一系列的物理化学反应，导致改性沥青降低甚基金项目：西部交通减少科技项目一改性沥青及SMA路面至丧失其原本应有的作用。性能恢复及再利用技术研究。石油沥青2011年第25卷大，而且MengLiu-】采用组分分析法和GPC研2再生剂的研究究了沥青老化前后的沥青质、极性芳香分、环烷从再生剂的发展历程看，第一阶段主要包括芳香

6、分的含量及分子量变化情况，发现环烷芳烃柴油、机油、二环、三环和四环的芳烃物质等，含量下降，而沥青质含量上升，而且新增的极性这类再生剂分子量小、粘度低、软化和渗透性芳烃和沥青质的分子量都比原沥青中这些组分的好，但是闪点低施工安全性差，且极易挥发，再分子量小，并认为新增的沥青质是由芳烃分经聚生后的沥青耐老化能力差；第二阶段主要是重质合而形成的，因此聚合和团聚反应使得沥青质含矿物油类，这也是目前市场常用再生剂，该类再量增多。生剂闪点高，但是前两类再生剂再生的沥青路面最后，改性剂SBS发生了氧化和裂解反应，高温性能均较差，易出现车辙，这主要因为该两很多研

7、究者¨”曾采用红外光谱试验检验了改类再生剂仅仅考虑到降粘，而未考虑增强。性沥青老化前后的基团变化，发现改性沥青除了鉴于前两类再生剂存在的缺陷，以及改性沥和基质沥青一样，在老化后出现了大量的羰基青的老化机理，从再生的角度考虑，因改性沥青C=0和亚砜基S=0外，还出现了羟基O—H，老化本质在于芳香分减少、沥青质增加且团聚、这说明是改性剂发生的氧化。同时，还有许多学改性剂裂解，针对于此，再生剂必须在组成上具者采用低温延度试验、动态剪切流变试验DSR、有能够调节改性沥青的组分(芳香分和沥青质)凝胶色谱GPC和红外试验研究SBS分子链发生比例、溶解大沥青质

8、团、修复或添加改性剂等特的变化，发现改性沥青老化后，低温延度大大降点，在性能上达到降低老化沥青粘度、恢复低温低、高温易流动、改性剂分子量