阿布森法沥青回收试验探讨

[收稿日期]2005—06—13

[作者简介]何文峰(1976—),男,广东梅州人,工程师,主要从事公路工程施工与管理。

阿布森法沥青回收试验探讨

何文峰,王　欣,刘先淼

(广东冠粤路桥有限公司,广东广州　510850)

[摘　要]结合广佛高速公路大修沥青再生课题沥青回收的大量试验,对阿布森试验方法进行了分析、总结,取得了较好的效果。

[关键词]阿布森法;试验;标定;对比

[中图分类号]U 416.26 [文献标识码]B [文章编号]1002—1205(2005)03—0162—03

Discussion on Asphalt Recovery Test Using Abson Method

HE Wenfeng ,WANG Xin ,LIU Xianmiao

(Guanyue Highway and Bridge Corporation Limited ,Guangzhou ,Guangdong 510850,China )

[Key words ]Abson method ;test ;calibration ;comparison 我国从20世纪80年代末开始修建高速公路,

1998年后得到迅速发展。随着经济的持续高速发展,主要干线高速公路存在车流量大,重载车多的现象,因此,部分高速公路现已逐渐进入中、大维修阶段。我国沥青路面比例较大,路面维修将会产生大量的废旧沥青混合料,如果不加以再利用,不但占用大量宝贵的土地资源,也将会污染环境,同时会造成沥青和碎石资源的浪费,给新资源造成压力。本着国家可持续发展,资源再利用、再循环的原则,广东冠粤路桥有限公司沥青再生课题小组开展技术研究开发,并在广佛高速公路路面大修的大粒径沥青碎石基层和沥青下面层成功地应用了厂拌热再生技术。沥青再生必须先调查分析回收料(RAP )的沥青和集料路用性能,以确定RAP 的再生适用性,而对沥青进行分离和回收试验的可靠性是成功应用沥青再生技术的重要基础。从沥青混合料中回收沥青的方法主要有阿布森法和旋转蒸发器法。考虑到经济性和可靠性我们选用阿布森法进行沥青回收试验。现行《沥青和沥青混合料试验规程》JTJ 052—

2000对阿布森法试验虽然有明确的规定,我们在实践中遇

到了一系列的技术问题,对试验过程和相关问题进行了探讨,提出了完善阿布森法沥青回收试验的各项措施。

1　主要设备配置及溶剂的选择

1.1　离心式沥青混合料抽提仪

离心式沥青混合料抽提仪的任务就是把沥青从混合料中分离出来,分离的越彻底,回收的沥青纯度就越高,技术参数的测定就越准确,用于工程的可靠性也就越高。因此对提取仪有较高的要求。目前市场上抽提仪的种类较多,质量参差不齐,根据我们的实践经验,建议在试验中要配置性能良好的大功率、大容量且高转速(3000r min 以上)的抽提仪。以保证试验质量。

1.2　低速大容量多管离心机

离心机是将沥青抽提液进一步分离,使矿粉彻底分离,离心力应不小于770倍重力加速度(770G )。由于沥青溶液中沥青含量低,回收沥青工作量很大,为提高回收沥青效率,离心机宜采用4个管以上且每个离心管的容量在250ml 以上。

1.3　蒸馏装置

蒸馏装置在《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T0726～1993中介绍的比较详细,可参照采用。通常可在玻璃器皿商店购置。如果缺乏密封性良好的软木塞,可采用橡胶瓶塞,密封效果更佳。1.4　恒温油浴加热器

由于电热保温套惯性加热时间较长,而且加热容易不均匀,经常会出现沥青温度与加热套的设定温度有较大出入的情况,特别是回收沥青溶液在三氯乙烯溶液蒸馏后期阶段,温度控制难度很大,经常出现温度上升很快,导致回收沥青的二次老化,或者担心沥青再次老化而导致三氯乙烯溶剂未蒸馏干

第30卷,第3期2005年9月

中南公路工程Central South Highway Engineering

Vol .30,No .3Sep .,2005

净。因此,我们采用恒温油浴加热器,设定温度与实际的沥青温度在回收后期只有5℃左右的误差,而且受热均匀,很快使沥青达到与设定温度的平衡,减轻回收沥青二次老化或残余三氯乙烯的不良影响。

1.5　减压过滤器

减压过滤器,是将经离心机分离过的抽提液进行过滤,检测滤纸上还有没有矿粉等细小颗粒,检验离心机清除细微集料是否干净。如果试验室没有配置减压过滤器,可采用马沸炉等高温加热器,把抽提液进行高温加热,并对燃烧后的灰烬进行称重检测,来检查仪器清除矿粉等细集料是否干净。

1.6　回收溶剂的选择

阿布森法回收沥青的溶剂有几种,除常用的三氯乙烯(工业用),还有甲苯、甲苯与乙醇混合溶液(乙醇20%)等,经华南理工大学道路研究所的研究发现,沥青更易溶于三氯乙烯,而溶于甲苯、甲苯与乙醇混合溶液相对较慢,另外,比较而言,蒸发过程中三氯乙烯更容易被脱去,而甲苯、甲苯与乙醇混合溶液则速度较慢,并且更易残留,对试验结果影响较大。

需要强调的是,使用化学纯的三氯乙烯时,因无稳定剂,容易与空气氧化生成过氧化物,继而生成多种化合物,而且,其价格较高,使试验费用大幅提高。因此,加有稳定剂的工业用三氯乙烯是较合适的试验材料。

2　阿布森法沥青回收试验操作方法

2.1　试样准备

取有代表性的沥青混合料,如果混合料直接从路面钻芯或铣刨回来,则应该将其晾晒干燥,并把它置于100℃恒温干燥箱内加热30min,使混合料成松散状态,以利于混合料易溶于三氯乙烯溶剂中。按照试验操作经验,沥青3大指标试验所需的沥青用量为80～90g,但由于回收沥青时有一部分沥青粘附于烧瓶内壁,大约为30g,所以,取沥青混合料时,必须先估算回收120g沥青所需沥青混合料的重量。

然后将其置于容器内用三氯乙烯溶剂浸泡30～60min(为确保试验的准确性,必须使重复性试验过程中回收沥青混合料与三氯乙烯溶剂的质量比大体保持一致)。

由于三氯乙烯溶剂易挥发,且对人体有毒害作用,所以,阿布森法整套试验必须在通风良好的室内进行,操作人员也要配备必要的防护用品,如橡皮手套和防护面罩等。2.2　沥青溶液的抽提和分离

a.按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T0722～1993用上述选择的离心式沥青混合料抽提仪抽提沥青溶液。

b.将全部沥青抽提液分别装入离心管中,用大容量、高速离心机分离抽提液中的细微颗粒的矿粉部分,施加离心力不小于770倍重力加速度(770g)以上,离心分离的时间不少于30min。

c.将干净的抽提液取出一部分置减压过滤器的滤纸上过滤,一边抽气一边向滤纸上加新的三氯乙烯溶剂洗净。仔细观察滤纸上还有没有矿粉颗粒,检验高速离心分离机清除矿粉是否干净。如果采用上述的马沸炉等高温加热器,把抽提液进行高温加热,并对燃烧后的灰烬进行称重,从而检测分离机清除矿粉等细微颗粒集料是否干净。如不干净,则重复b的步骤延长分离时间,直至确认抽提液中没有矿粉为止。

2.3　蒸馏和回收

a.将约300ml抽提液倒入一个洁净的500ml 蒸馏烧瓶中。

在此需要特别说明的是:按试验规程的做法是“将抽提液全部(350～400ml)倒入一个洁净的500 ml蒸馏烧瓶中”。经多次试验发现,倒入350～400 ml抽提液很容易在蒸馏过程中发生溶液爆沸进入冷凝管并进入回收三氯乙烯的锥形瓶中,且较易发生溶液沸腾冲出烧瓶,烫伤试验人员或损坏玻璃器皿的操作事故。因此在实际操作中做了一定的改进。

b.加热开始后,就应往烧瓶溶液中注入CO2气体,气流量以能使溶液在烧瓶中缓慢翻腾为宜,以免溶液突然沸腾。

不采用掺加沸石或玻璃毛细管的做法是避免回收沥青内掺加杂质,同时由于每次回收沥青数量有限,从而减少粘附沥青的数量。

c.由于油浴加热均匀,后期控温效果好,而且三氯乙烯在80℃～85℃之间开始被蒸馏出来,根据大量的试验操作,发现一般恒温油浴槽的设定温度从始至终可设定在165℃～180℃之间,视回收沥青三氯乙烯溶液中的温度计所显示的温度而定,该温度计显示温度应控制在160℃～165℃之间。

d.待溶液温度达到设定温度后,C O2气体流量增加到1400±50ml min。三氯乙烯蒸馏完毕后,继续通入C O2气体,达到25min(下称后续加热时间,试验规程为15min)时停止加热和通气,并及时向试

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