论文部分内容阅读
旧沥青混合料(RAP)的再生利用具有较高的经济和环保效益,当旧料掺量较高或旧沥青老化严重时,需要掺加沥青再生剂才能保证再生沥青的路用性能。传统矿物油再生剂主要成分是芳烃油,含有致癌的稠环芳烃类物质,且矿物油不可再生。近年,绿色、无毒、可再生的生物油开始用于再生沥青混合料,尝试取代传统芳烃类沥青再生剂。生物油的来源广泛、种类繁多,不同生物油物化特性存在较大差异。针对目前生物油再生剂研究种类单一,且以沥青胶结料性能分析为主的现状。本文选用三种植物油和一种矿物油为再生剂,对比研究了不同再生剂再生沥青的胶结料性能和混合料路用性能。再生剂原材料选择来源广、成本低的煎炸大豆油(J)和生物柴油副产物(S)为研究对象,同时选择新鲜大豆油(S)和矿物油(K)作对比研究。X、J、S和K四种油的物化特性分析发现:三种生物油的闪点高于矿物油;四种油施工安全性均满足规范要求;三种生物油的粘度低于矿物油,可以更好地软化老化沥青;四种油耐老化性能均满足规范要求,其中以X为最佳;红外光谱分析发现矿物油与生物油羰基(C=O)、苯环(C6H5)基团的组成差异明显,生物油不含有致癌的稠环芳烃类物质;热重结果表明不同再生剂热分解存在差异。X、J、S和K再生沥青胶结料性能分析发现:随着再生剂掺量的增加,再生沥青的针入度、延度线性增加,软化点线性下降,以再生沥青的三大指标恢复至原样沥青水平为标准,X、J、S和K的最佳掺量分别为4.5%、6.0%、6.5%、7.0%;粘温曲线表明再生剂改善了老化沥青施工和易性;再生剂可部分恢复老化沥青的粘弹组分和频率特性,但不能恢复至原样水平;掺加再生剂会降低老化沥青抗车辙性能,但仍可满足规范要求;红外光谱试验表明K中含有较少的羰基与亚砜基基团,X、J、S含有较少的羰基和较多的亚砜基基团,通过物理混合改善老化沥青性能。采用X、J、S和K分别再生30%和50%RAP掺量再生沥青混合料,其路用性能结果表明,路面行车荷载和机械铣刨使得RAP中的集料发生细化,调整再生沥青混合料级配至规范中值附近,确定30%、50%RAP掺量再生沥青混合料最佳油石比分别为4.8%和4.7%;X、J、S、K对老化沥青混合料高温性能有不利影响,但仍满足规范要求;当RAP掺量为30%时,X、J、S、K等四种再生沥青混合料的最大弯拉应变比老化沥青混合料的最大弯拉应变分别提高了30.00%、35.00%、42.50%、45.00%;X、J、S、K再生沥青混合料的TSR比老化沥青混合料的TSR分别提高了5.95%、6.48%、7.29%、9.19%,表明X、J、S、K显著提高了老化沥青混合料低温抗裂性和水稳定性能,然而当RAP掺量为50%时,再生沥青混合料水稳定性不满足规范要求;三种生物油X、J、S再生沥青混合料性能以S最佳。