呂 健
(浙江交工高等級(jí)公路養(yǎng)護(hù)有限公司,310051)
瀝青路面由于自然環(huán)境的影響,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)變化,從而出現(xiàn)瀝青老化的現(xiàn)象。傳統(tǒng)的路面養(yǎng)護(hù)比較被動(dòng)化,造成了資源浪費(fèi)以及環(huán)境污染等問(wèn)題,因此具有預(yù)防性的瀝青再生劑的應(yīng)用是未來(lái)路面養(yǎng)護(hù)的發(fā)展方向。
對(duì)于瀝青再生的機(jī)理目前主要有兩種理論:一種理論是“相容性理論”,該理論主要是從瀝青內(nèi)部結(jié)構(gòu)的化學(xué)能對(duì)其再生進(jìn)行解釋。認(rèn)為瀝青是一種以高分子量的瀝青質(zhì)為溶質(zhì),以低分子量的軟瀝青質(zhì)為溶劑的高分子溶液,而瀝青能否形成穩(wěn)定的溶液,則取決于瀝青質(zhì)在軟瀝青質(zhì)中的溶解度和軟瀝青質(zhì)對(duì)瀝青質(zhì)的溶解能力。一種由 L.W.Corbett 提出的“組分調(diào)節(jié)理論”,該理論主要是從宏觀(guān)化學(xué)組成量來(lái)解釋瀝青再生。認(rèn)為由于組分的遷移,瀝青老化后,某些組分偏多,而某些組分偏少,各組分間比例不協(xié)調(diào),所以導(dǎo)致瀝青路用性能降低,要使老化瀝青恢復(fù)原有性能,可對(duì)老化瀝青和原樣瀝青進(jìn)行組分比較,然后向老化瀝青中加入所缺少的組分以達(dá)到重新協(xié)調(diào)的目的。我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定分為三組分法和四組分法。從實(shí)質(zhì)上來(lái)說(shuō)這兩個(gè)理論是一致的。但是由于瀝青的化學(xué)結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜,而從工藝上合成某種固定組分的再生劑也相當(dāng)困難,所以通過(guò)組分調(diào)節(jié)方法來(lái)再生瀝青缺乏可行的技術(shù)支持。
再生瀝青是通過(guò)控制瀝青再生后的粘度和其他物理力學(xué)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行的,因此再生劑是一種添加到老化瀝青中能調(diào)節(jié)其組分,改善其流動(dòng)性能的低粘度制劑。再生劑的作用可歸納為以下幾點(diǎn):
(1)調(diào)節(jié)老化瀝青的組分,使瀝青各組分匹配。
(2)調(diào)節(jié)老化瀝青的粘度,使其過(guò)高的粘度到達(dá)所需再生瀝青的粘度。
(3)與老化瀝青充分融合,溶解、分散過(guò)多的瀝青質(zhì),從而調(diào)節(jié)瀝青的流變行為。
再生劑的功能決定了對(duì)再生劑的某些技術(shù)要求,主要有以下幾個(gè)方面:
(1)富含芳香分而貧飽和分—老化導(dǎo)致瀝青組分的重質(zhì)化,因此,再生劑應(yīng)具有足夠溶解和分散瀝青質(zhì)的能力。芳香分對(duì)瀝青質(zhì)有較好的溶解和分散的能力,而飽和分則相反,是瀝青質(zhì)的促凝劑。
(2)適當(dāng)?shù)恼扯取獙?shí)際工程中,一般都是將再生劑噴灑到舊瀝青混合料中,使之滲透,與舊瀝青融合,因此,再生劑必須具有很強(qiáng)的滲透、親和能力。
(3)有一定的耐熱性和耐候性—同瀝青材料一樣,再生劑也要經(jīng)過(guò)拌制過(guò)程的短期老化以及使用過(guò)程的長(zhǎng)期老化。因而再生劑本身的抗老化能力對(duì)再生瀝青的抗老化能力影響也很大,這就要求再生劑具有良好的抗老化能力,可以采用的是薄膜烘箱試驗(yàn)前后的粘度比和重量損失率來(lái)衡量。
(4)不含有損瀝青路面其它路用性能的有害物質(zhì)—再生劑中的油分上要是芳香族和飽和族,有些油分含有較多的飽和分(包括有蠟質(zhì)及非蠟質(zhì)的飽和物),加入到老化瀝青中后對(duì)瀝青的性能產(chǎn)生不利的影響,具體說(shuō)就是蠟質(zhì)含量過(guò)大使瀝青的高溫和低溫性能變差,嚴(yán)重影響到路面的使用品質(zhì)
(5)施工安全性。從施工安全的角度考慮,再生劑應(yīng)具有較高的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。在施工噴灑和加熱拌和過(guò)程中,不產(chǎn)生閃火或煙霧現(xiàn)象,也不產(chǎn)生對(duì)人體有害的物質(zhì)。再生劑還必須具有良好的流變性,也就是不含或含很少瀝青質(zhì),接近牛頓液體性質(zhì),其流變指數(shù)接近1。
瀝青路面的保養(yǎng)過(guò)程中,瀝青再生劑的再生利用,可以降低成本、延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命,具體應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面:
(1)瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)
利用瀝青再生劑進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)與在高溫季節(jié)利用熱拌瀝青混凝土進(jìn)行路面修補(bǔ)這兩種方法相比較,瀝青再生劑的使用范圍較為廣泛,并且在養(yǎng)護(hù)量相等的情況下,養(yǎng)護(hù)者利用瀝青再生劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作比利用熱拌瀝青進(jìn)行補(bǔ)修來(lái)得輕松。
(2)瀝青路面的離析缺陷處理
采用瀝青再生劑對(duì)路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)可以解決瀝青路面的離析缺陷問(wèn)題。同時(shí),瀝青再生劑的噴灑方法相當(dāng)于在處理部位增加一層粘層油,不僅可以恢復(fù)骨料的粘結(jié)性,而且可以消除由于滲水系數(shù)大而導(dǎo)致的缺陷。
(3)瀝青路面的裂縫修補(bǔ)
瀝青再生劑原液是稠度較低的一種液體、流動(dòng)性好、滲透性強(qiáng),通過(guò)滲入裂縫,可以密封裂縫,并有封水作用。在較為嚴(yán)重的裂縫中涂刷原液之后,再將原液和砂石攪拌成的混合物充填到裂縫中,這樣不僅能減少瀝青再生劑的使用量而且能使裂縫中混合物和路面充分地結(jié)合,形成一個(gè)有機(jī)整體共同作用,達(dá)到從根本上治理裂縫的目的。
(4)廢舊瀝青的冷混合回收
瀝青再生劑可以用于瀝青路面的冷回收利用。往往碾壓后瀝青混合料的最大粒徑應(yīng)小于 19 mm,兌水后的瀝青再生劑通過(guò)攪拌設(shè)備或平地機(jī)與碾塊進(jìn)行均勻混合,由此產(chǎn)生的冷混合料可作為新路面的面層。并且,冷混合料的壓實(shí)度應(yīng)到達(dá)95%以上,養(yǎng)護(hù)時(shí)間也不能少于4 h。更重要的是,冷回收路面的穩(wěn)定性與熱拌瀝青混凝土新路面的穩(wěn)定性差不多。
無(wú)論是通過(guò)加入新瀝青還是加入再生劑或者是其它外參劑使瀝青再生,最終目的是使再生瀝青恢復(fù)較好的性能,那么瀝青是否獲得了再生或者說(shuō)達(dá)到了良好的性能與否,這需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)此標(biāo)準(zhǔn)去評(píng)價(jià)瀝青的再生效果,對(duì)于瀝青再生效果的評(píng)價(jià)方法目前主要有兩種:
(1)宏觀(guān)評(píng)價(jià)方法
宏觀(guān)評(píng)價(jià)方法,即對(duì)再生后的瀝青進(jìn)行路用性能評(píng)價(jià),其評(píng)價(jià)指標(biāo)為軟化點(diǎn)、針入度、粘度以及延度等。一般來(lái)說(shuō),通過(guò)加入再生劑后瀝青的針入度會(huì)增大、延度會(huì)變大、軟化點(diǎn)會(huì)下降,粘度也會(huì)下降,即能有效地改善老化瀝青的路用性能。
(2)微觀(guān)評(píng)價(jià)方法
微觀(guān)評(píng)價(jià)方法,即對(duì)再生瀝青的組分進(jìn)行分析,分析再生后的瀝青各組分含量如何變化,是否能恢復(fù)到原樣瀝青的組分含量,根據(jù)組分含量的恢復(fù)情況對(duì)再生劑的再生效果進(jìn)行評(píng)價(jià),其評(píng)價(jià)指標(biāo)為各組分的相對(duì)含量,一般來(lái)講,瀝青老化后其化學(xué)組分發(fā)生了變化,飽和分變化不大,瀝青質(zhì)的含量升高,而膠質(zhì)、芳香分含量有所下降。所以,通過(guò)加入再生劑,我們希望重新調(diào)整老化瀝青的化學(xué)組分,添加較高含量芳香分、低含量瀝青質(zhì)的再生劑,使其化學(xué)組分盡量與原瀝青相差不大。
綜上所述,瀝青再生劑在路面養(yǎng)護(hù)的應(yīng)用對(duì)于實(shí)現(xiàn)路面的預(yù)防性維護(hù)具有著重要作用。同時(shí),瀝青再生劑的應(yīng)用,是改進(jìn)傳統(tǒng)路面養(yǎng)護(hù)存在的缺陷,實(shí)現(xiàn)路面養(yǎng)護(hù)的科學(xué)化發(fā)展的重要舉措。
[1] 任玲.瀝青再生劑在烏奎高速公路上的應(yīng)用[J].中國(guó)公路.2011.10(19): 88-89.
[2] 陳海珊.瀝青再生劑 PDC在路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用試驗(yàn)[J].廣東公路交通.2010.12(4):13-15.