沥青老化与再生机理
沥青路面冷再生技术在施工中的应用
沥青路面冷再生技术在施工中的应用沥青路面冷再生技术是指在路面维护和修复过程中，利用特殊设备和工艺将老化、损坏的沥青路面材料进行再生利用，以实现节约资源、降低成本、减少环境污染等目的的一种先进技术。
随着交通运输业的快速发展和城市化进程的加快，道路建设和养护越来越受到人们关注，沥青路面冷再生技术因其独特的优势在道路养护领域得到了广泛应用。
本文将就沥青路面冷再生技术在施工中的应用进行详细介绍和探讨。
一、冷再生技术的基本原理沥青路面冷再生技术是指利用冷搅拌、冷铣刨、再生混合料等设备将老化、破损的路面材料进行回收和再利用，实现对路面的维护和修复。
该技术的基本原理是将现场回收的老化路面料进行再生混合料的制备，再结合冷铣刨和冷搅拌等工艺，重新进行路面施工，形成新的路面结构。
冷再生技术相对于传统的热法施工来说，具有环保、节能、低成本等显著优势，因此受到了广泛的关注和应用。
二、冷再生技术的施工流程1.路面评估与准备在进行冷再生施工之前，首先需要对路面进行全面评估，确定路面的老化程度、损坏情况、结构特点等，并据此确定施工方案以及所需设备和材料。
然后对路面进行清扫和预处理，清除杂物、灰尘等，确保施工区域的清洁和平整。
2.冷铣刨冷铣刨是冷再生施工过程中的关键环节，主要通过专用设备对老化、损坏的路面进行铣刨，将路面材料进行回收、破碎和混合，形成再生混合料。
冷铣刨设备能够精确控制铣刨深度和铣刨质量，确保回收的路面料质量。
3.再生混合料制备在冷再生设备中，将回收的路面料与添加剂、沥青混合，经过搅拌、均匀混合，形成再生混合料。
再生混合料的制备过程需要严格控制各项参数，确保其质量满足施工要求。
4.均匀铺铺再生混合料经过制备的再生混合料，需通过铺铺设备将其均匀覆盖在路面上，然后通过压路机对再生混合料进行压实，确保其牢固粘结在路基上，形成新的路面结构。
5.养护与验收经过再生混合料施工后，需要进行养护，确保路面料的充分固化和粘结。
同时还需要进行施工质量验收，检测路面的平整度、密实度、质量等，确保冷再生施工的质量和效果。
沥青路面老化机理及诱因分析
沥青路面老化机理及诱因分析摘要：老化是沥青路面性能劣化的主要原因，本文基于已有实践探究了沥青路面老化机理，以紫外线照射的方式设置加速老化试验，并将其与自然光老化做对比，以针入度、延度及软化点等参数为依据分析老化规律。
研究发现，自然光照射下的沥青老化进程较室内试验更为强烈。
关键词：沥青路面；老化机理；诱因分析1沥青路面光老化1.1沥青路面光老化原理研究发现沥青在紫外线照射下的老化速度较暗处要更快，这一特性也被称为光老化。
当沥青油膜厚度较大时，紫外线在沥青老化中产生的影响主要集中于表面10μm范围内，在更深范围内的沥青老化则受到结构破坏后氧化作用的影响，老化速度相对较慢。
根据自由基理论，沥青光老化速度与氧化产物初始反应速度存在密切关系，在辐射能的刺激下沥青分子将生成自由基，其反应过程如下：其中，为产生初始自由基的速度，影响着光老化速度，并受到紫外线强度的影响。
按照自由基理论进行分析时，沥青老化速度、辐射光强之间不存在正相关性。
这主要是由于沥青厚度差异引起样品辐射吸收能力不同导致的。
沥青材料具有较大辐射能吸收系数，因此经由沥青薄层辐射得到的分布梯度也较大。
根据已有研究，沥青的光老化速度可按照以下经验式确定：其中，x为反应生成的氧化产物量；、n常数；I s为太阳辐射光强。
按照上式也可解释为何太阳辐射光强差异较小，但对应光老化速度相差较大。
1.2沥青路面光老化试验结合我国沥青道路实际运营条件，分别选择室外光老化条件与室内紫外线条件设置试验。
其中室外试验将沥青以均匀摊铺的方式分布铁板上，并固定于房顶，以室外自然光条件照射1年后回收至实验室测定材料性能。
室内试验按照室外自然光试验数据，选择老化当量年时间制定紫外光加速辐射方案，并对老化后材料测定性能。
2光老化后沥青试验性能2.1针入度沥青试样在室内、室外老化试验处理后，不同环境温度下测得针入度指标，当量软化点、针入度指数、A值、K值及脆点。
光老化后的沥青混合料呈现出针入度指数及当量软化点上升、针入度及低温抗裂性下降的变化趋势。
浅谈沥青路面的老化机理
一
９ ２
广东建材２１ 年第 １ 期 ０１ １
锚 雌
研究与探讨
色 方法 化 的原 因各 国 学 者 对 其 机 理 做 了大 量 的研 究 。Ｋ ｆ ｈ ｄｑ ｉ ｅ ａ ｉｕ 在凝 胶 渗透糕求—峰 的基 础 上 结合 核磁 共振 法对 最 Ｍｈ ｍ ａ ［认 为 沥 青 的 老 化 是氧 化和 轻 质 组 分 的挥 发 老化 沥青 的芳 烃和沥 青质 研究 ， 终发现 老 化后 的芳烃 ｕ ａｍ ｄ 造 成 的 ，并 认 为氧 化 作 用 存在 于沥 青 的整 个 使 用 过程 减少 、 沥青 质增 多 。 再综合 其他 学者 的研究 ， 学者 普遍认 中。Ｍ ｎ ｕｓ 为 沥青 的所有 物 理 化 学变 化 都源 于沥 为沥 青在 老化 过程 中有聚 合和 团聚 反应 。 ｅｇ ｌ 认 Ｅ 青 的氧 化 作用 。Ｔａ ｌｒ。 为沥 青 老化 的主 要原 因是 １ 光老化 ｒ ｘｅ 认 Ｅ ． ４ 轻 质 组 分 挥 发 、 化 、 部 结构 变 化 、 聚 合 、 缩 聚 。 氧 内 光 热 光线 中 的紫外线 能量 比较 高 ， 它可 以切 断高聚 物 的 Ｍ ｈ ｍ ｄＡ ｉＤ ａａ ｎ ｏａ ｅ １ ｈ ｌａ ［认为 沥 青 的老 化主 要 是 因为氧 分子 链或 者引起 发光 化 学反应 ， 但光 化 学一般 是在 材料 化、 轻质 组分 的挥 发 以及 熟矿料 对 沥青 中化 学 组分 的选 的表 面进行 。 据 Ｍ ｒ ｉ 根 ａ ｔｎ的研 究报 告结果 ， 光波 中 的紫 择性 吸 附和 吸收 而 引起 的 。综 合起 来 ， 当前 研 究者 认 为 外线对 沥 青老化 的影 响只 会发 生在 沥青表 层 ｉｍ以内， ｍ 沥青 老化 主 要有 以下 几个 原 因： 因此 路 面表 层 沥 青 老化 的发 展 比面层 内部 的沥 青 要迅
浅谈沥青老化与再生机理
论 出 发 ，研 究 沥 青 在 老 化 过 程 中 其 性 质 的变 化 规 律 ，从 而 为 老 化 沥青 的再 生找 到适 宜 的途 径 和 方 法 。 ２ 沥 青再 生 的胶 体 理 论
性 质 ，这 类 沥 青 一 般 为凝 胶 型 沥 青 。除 沥 青 质 的 相对 浓 度 外 ， 沥 青 质 的性 质 或组 成 对 沥 青 的 胶 体 状 态 也 有 很 大 的影 响 。
而 为 老 化 沥 青 的 再 生 找 到 适 宜的 途 径 和 方 法 ，最 后 对 回收 沥青 过 程 进 行 了评 价 。 【 关键 词 】 沥 青路 面 ；沥 青 再 生 ； 沥青 老 化 ；再 生机 理 ；胶 体 理 论
【 图 分 类 号 】 Ｕ １ 中 ４６ 【 献标识码 】 Ａ 文 【 章编号 】 １７—９３（００ ５０５—２ 文 ６ ４ ４ ９ ２ １ ）０ — １ １０
［ ｅ ｏ ｄ 】ａ ｐ ａ ｔｐ ｖ ｍ ｎ Ｋ ｙ ｗ ｒ ｓ ｓ ｈ ｌ ａ ｅ ｅ ｔ：ａ ｐ ａｌ ｅ ｙ ｌ ｎ ｓ ｈ ｔ ｒ ｃ ｃ ｉ ｇ：ａ ｐ ａ ｔ ａ ｉ ｇ：ｒ ｇ ｎ ｒ ｔ ｏ ｅ ｈ ｎ ｓ ｓ ｈ ｌ ｇ ｎ ｅ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｍ ｃ ａ ｉ ｍ：ｃ ｌ ｏ ｄ ｌ ｏ ｌ ｉａ
Ａ ｐｐｌ ａ ｉ ｎ ｆＡ ｓ ｈａｌ ｇ ｎｇ ａ ｉ ｔｏ ｏ ｐ ｃ ｔａ ｉ ｎｄ ｅ ｅ ｒ ｔｏ ｍ ｅ ｈａｎ ｓ ｒ ｇ ｎｅ ａ ｉ ｎ ｃ ｉｍ
沥青路面再生利用技术
沥青路面再生利用技术摘要：如何处置在沥青路面养护、维修和改造过程中产生的大量废弃材料，通过再生加以利用是当代公路建设中一项具有战略意义的问题。
由于沥青价格连年上涨，养护经费增长有限，因此加强沥青路面再生利用，对降低沥青路面养护成本具有一定的现实意义。
本文分析了沥青路面再生原理，并简述了沥青再生利用的效益以及施工工艺，仅供参考。
关键词：沥青再生，施工方法Abstract: how to disposal on asphalt pavement maintenance, repair and reform produces in the process of the waste material, through the regeneration use contemporary highway construction is a strategic problem. Due to the price rise in successive years asphalt, maintenance funds growth is limited, so to strengthen the asphalt pavement recycled, reduce the cost of asphalt pavement maintenance has certain practical significance. This paper analyzes the regeneration principles of asphalt pavement, and introduces the asphalt recycling benefits and the construction technology, is only for reference.Keywords: asphalt reclamation, the construction methods随着我国公路建设的快速发展，公路养护与维修任务也日益繁重。
再生
摘要：伴随着我国高等级公路大量进入维修养护期，全行业对沥青路面再生应用技术的呼声和需求高涨；同时沥青路面再生利用问题也日益突出。
文章从沥青再生原理、沥青再生技术分类及特点、国内外应用概况、亟待解决的问题等方面，对沥青路面再生应用技术进行了分析。
1 前言目前我国的公路建设飞速发展，每年投资规模已经超过2000亿元。
在90年代以后陆续建成的高速公路已进入大、中修期，大量的翻挖、铣刨沥青混合料被废弃，一方面造成环境污染，另一方面对于我国这种优质沥青极为匮乏国家来说是一种资源的浪费，而且大量的使用新石料，开采石料会导致森林植被减少，水土流失等严重的生态环境破坏。
按照沥青路面的设计寿命（15－20年），从现在起，每年有12%的沥青路面需要翻修，旧沥青废弃量将达到每年220万吨之巨，如能加以利用，每年可节省材料费3.5亿人民币，而这个数字是以每年15%的速度增长的。
10年以后，沥青路面的大、中修产生的旧沥青混合料将达到1000万吨，届时通过再生利用每年可节约材料费15亿元。
因此，沥青路面再生技术的研究，对保护生态环境以及对我们国家的公路建设都有极大的意义。
2 旧沥青路面再生原理旧沥青路面的再生利用，就是将旧沥青路面经过路面再生专用设备的翻挖、回收、加热、破碎、筛分后，与再生剂、新沥青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，满足一定的路用性能并重新铺筑于路面的一整套工艺。
旧沥青路面在车轮荷载与自然力作用下，沥青混合料会发生老化现象。
沥青的针入度、延度及软化点也会发生有规律的变化，同时导致沥青性能下降。
旧沥青再生的机理研究目前有两种理论，一种理论是“相容性理论”，认为沥青产生老化的原因是沥青胶质物系中各组分相容性降低，导致组分间溶度参数差增大，认为掺入一定的再生剂使其溶度参数差减小，沥青即能恢复到(甚至超过)原来性质。
另一理论是“组分调节理论”，认为由于组分的移行，沥青老化后，各组分间比例不协调导致沥青路用性能降低，认为通过掺加再生剂调节其组分，可使沥青恢复原来的性质。
沥青混凝土路面现场热再生施工工艺详细解析
沥青混凝土路面现场热再生施工工艺详细解析一、概况介绍目前我国的公路建设飞速发展，每年投资规模已超过2000亿元。
在20世纪90年代以后陆续建成的高速公路已进入大、中修期，大量的翻挖、铣刨沥青混合料被废弃，一方面造成环境污染，另一方面对于我国这种优质沥青极为缺乏的国家来说是一种资源的浪费，而且大量的使用新石料、开采石矿会导致森林植被减少、水土流失等严重的生态环境破坏。
就地热再生：这种再生法就是利用沥青路面热再生联合机组来就地完成沥青路面的热再生修复。
原有路面材料100％地利用，不需要搬运废料及废弃物堆放场地，可减少环境污染；能够改变个别的混合料成分，以便给定沥青混合料的最佳配比；可以快速就地再生，并随着工程进度开放道路交通，对交通干扰最小，现在国外应用很广。
沥青路面的现场热再生就是原有沥青路面再生100％在现场完成，先加热软化原沥青路面以便于耙松，然后将耙松的沥青路面充分拌和，随后进行摊铺碾压。
沥青路面的老化主要是其沥青中轻质组分减少，石料的少量损失，沥青路面就地热再生通过添加再生剂调节旧沥青路面中老化沥青的化学组分，来恢复老化沥青的性能，同时补充少量新拌沥青混合料来调整原有沥青混合料级配，以达到沥青路面再生效果。
新沥青混合料和再生剂按需要比例加入。
通常新沥青混合料控制在再生混合料质量的30％以内。
各种材料的添加率根据原沥青路面性能分析及其实验室配合比设计，并符合相应的混合料规范而确定。
依据所使用的工艺可将现场热再生细分为三种，即耙松整形再生、重铺再生和复拌再生。
1、耙松整形再生：先用加热设备把沥青路面烤热软化，然后用设备本身自带的耙松装置将路面耙松整形，同时添加再生剂，然后用压路机碾实。
2、重铺再生：先用加热设备把沥青路面烤热软化，接着铣刨旧沥青层，不同的是将铣刨下来的沥青料直接进行摊铺，紧接着在其上面再摊铺一层新的沥青混合料，然后用压路机碾实。
3、复拌再生：先用加热设备把沥青路面烤热软化，再用铣刨机铣刨旧沥青层，然后按一定比例添加再生剂再添加用来调整集配的新料，搅拌后将混合料收集排放到摊铺机上进行摊铺，最后用压路机碾实。
沥青路面的老化与再生应用
制润滑油时的抽出油 、润滑油 、机油及重油等 , 有些 植物油也可作为再生剂 。
我国目前还没有统一再生剂技术标准 , 将几种再 生剂的实测技术指标值汇表如表 1所示 。
表 1 几种再生剂的实测技术指标值汇总
材料 粘度 /25℃ /pags
流变指数 /25℃
芳香烃含量 表面张力 /25℃ 薄膜烘箱试验
张 强 1 , 王 鹏 2 (11山东省ห้องสมุดไป่ตู้营市公路管理局监理中心 , 山东 东营 257091; 21山东省市公路局监理中心 , 山东 东营 257091 )
摘要 : 分析沥青路面的老化机理 , 沥青老化的原因以及沥青路面的再生应用 。针对沥青路面 老化机理加入再生剂改变沥青的物理和化学性质 。
沥青路面的再生主要是沥青的再生 , 沥青再生的 机理目前有两种理论 , 一种理论是 “相容性理论 ”, 该理论从化学热力学出发 , 认为沥青产生老化的原因 是沥青胶体物系中各组分相容性的降低 , 导致组分间 溶度参数差增大 。如能掺入一定的再生剂使其溶度参 数差减小 , 则沥青即能恢复到 (甚至超过 ) 原来的 性质 。另一种理论是 “组分调节理论 ”。该理论是从 化学组分移行出发 , 认为由于组分的移行 , 沥青老化 后 , 某些组分偏多 , 而某些组分偏少 , 各组分间比例 不协调 , 所以导致沥青路用性能降低 , 如能通过掺加 再生剂调节其组分 , 则沥青将恢复原来的性质 。实际 上 , 这两个理论是一致的 , 前者是从沥青内部结构的 化学能来解释 , 后者是从宏观化学组成量来解释 。 312 再生剂的利用
参考文献
[ 1 ] 周安娜 , 朱静 1道路沥青老化过程中沥青组成与分子量分布的变 化 [ J ] 1安徽工业大学学报 , 2001, 101
沥青路面材料的再生
沥青路面材料的再生应用一、再生目的与意义(一)机理(1)再生沥青比旧沥青复合流动度有较大提高，流变性质大为改善。
采用工业废渣时应进行环保评价，避免污染自然环境。
沥青路面材料的再生，关键在于沥青的再生。
沥青的再生是沥青老化的逆过程。
在已老化的旧沥青中，加人某种组分的低粘度油料(即再生剂)，或者加入适当稠度的沥青材料，经过科学合理的工艺，调配出具有适宜粘度并符合路用性能要求的再生沥青。
(2)沥青路面材料在沥青混合料拌制、运输、施工和沥青路面使用过程中，由于加热和各种自然因素的作用，沥青逐渐老化，胶体结构改变，导致沥青针入度减小、粘度增大，延度降低，反映沥青流变性质的复合流动度降低，沥青的非牛顿性质更为显著。
沥青的老化削弱了沥青与集料颗粒的粘结力，造成沥青路面的硬化，进而使路面粒料脱落、松散，降低了道路耐久性。
3)旧沥青路面现场热再生是用组合加热机械将原有老化路面的沥青混凝土熔化，再用加热的耙松机械将其粑松，掺人定量的再生剂和新沥青料，并用摊铺机重新摊铺、碗压，使旧路变成新路面。
该工艺在施工过程中应注意控制温度、耙松厚度、掺料均匀性可及井周处理、压实度及周边绿化保护。
(二)再生技术沥青路面材料再生技术是将需要翻修或者废弃的旧沥青混凝土路面，经过翻挖、回收、破碎、筛分，再添加适量的新集料、新沥青，重新拌合成为具有良好路用性能的再生沥青混合料，用于铺筑路面面层或基层的整套工艺技术。
(三)再生意义沥青路面材料再生利用，能够节约大量的沥青和砂石材料，节省工程投资，同时，有利于处理废料，节约能源，保护环境，因而具有显著的经济效益和社会效益。
二、再生剂要求与选择(一)再生剂(1)当沥青路面中的旧沥青的粘度高于106Pa·s或针入度小于40(0.1mm)时，应在旧沥青中加入低粘度的胶结料--再生剂，调节过高的粘度并使脆硬的旧沥青混合料软化、便于充分分散，和新料均匀混合。
再生剂主要采用低粘度石油系的矿物油，如精制润滑油时的抽出油、润滑油、机油和重油等，为节省成本，工程上可用上述各种油料的废料。
关于对旧沥青路面热再生机理的探讨
形成 目前流行 的四组分理论 。由于沥青质与油相 之间不相容 ， 两 经过调配混合而成 的一种沥青材料 。试验和研究 表明 ， 再生沥青 者无法形 成稳定 的液体体 系 ，而沥青 质和胶 体具有 良好 的相 容 的流变行为与旧油 、 新沥青以及再 生剂 的流变行为有密切关系 。 性， 在沥青 中胶体包 围着沥青质 ， 从而形成胶团。胶 团可 以稳定地 ３ 沥青再生的相容性 悬浮 在油相 中 ， 形成 沥青胶体 溶液 ， 这是沥青 结构研 究 中较早 提 ３ ． １ 普通沥青 。 相容性是指溶质（ 沥青质 ） 在溶 剂（ 软沥青质 ） 中的 出的沥青胶体结构 理论 。按 照沥青胶体结构理 论 ， 由于沥青化学 溶解 度和溶 剂对溶质 的溶 解能力 。一 种沥青 能否形 成稳定 的溶 组分 的不 同 ， 形成 不同的肢体 结构 ， 在宏观 上表现 为不 同的流变 液 ， 不决 定于溶质粒 径 的大小 ， 而 决定于沥青 质在软 沥青质 中的
性质 。 １ 沥青 的流 变 性 质
溶解能力 。希尔布兰德 曾提 出溶质的溶解度参 数与溶剂 的溶解度 参数 的差值小于某一定值时 ， 就能形成不同的温度条件 下表现为不 同的 ３ ． ２ 老化沥青 的相容性 。沥青是一种极其 复杂的高分子浓溶液 ， 物理性质 。在高温 条件下 ， 沥青呈流 动状 液体 ； 在低温条件下 ， 沥 它 是由几千种乃 至上万种化合 物组成的混合物 ， 要将其 分离成纯 青表 现为 固体 ， 具 有弹性 和类 似玻璃 的脆性 ； 在一 定的温 度范 围 单体 ， 在 目前 的技 术水平上存 在一定 的困难 ， 在工 程应用 上也没
流变性质也 随之发生变化。 为了研究沥青材料在老化过程中的流变 坏了它们在沥青 中的相容性 ， 因而引起沥青路用性能的降低。 规律 ， 将沥青材料在薄膜烘箱 中进行加速老化试验 ， 观察在不同加 因此沥青老化过程的实质 为 ： 沥青 中各组 分化合物化学 结构 热时间后 的流变性质和物理性质 ，沥青材料随着老化时间的延长 ， 的变化 ， 引起 沥青 中沥青质与软 沥青质溶度参 数 的变化 ， 导 致沥 老化不断加深。 其物理性质表现为密度增加 ， 线收缩系数减小 。 加热 青质与 软沥青质溶 度参数差值 增大 ， 因而相 容性 降低 ， 最终 表现 超过 ５ ｈ以后 ， 加热损失量不再 明显增加， 这说明沥青 的老化不仅 由 为沥青路用性能降低 。 于轻质油分挥发所致 ， 还是氧化和缩合作用 的结果。 从化学 角度来看 ， 沥青 再生就 是沥青老 化 的逆 过程 ， 是 使沥
旧沥青混合料的老化性能对再生利用的影响
骨料很易散失 、 剥落 ， 造成路用性能下 降。
二、 旧沥青混合料的性能检验
青 及 沥青 混 合 料 试 验 规 程 》（ＴＯ２ ２０ ） 中 的 ＪＪ５ —００
Ｔ ７ ２ １９ ０ ２ — ９ ３方法测定 。 通过试 验结果可 以看 出 ， 旧沥青
鉴于以上因素 ， 旧沥青混合料 的品质是再生利用 的
一 攫Ｉ ０ 鞫 拦 囝
路 桥 建 设
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一
、
旧集料的性质分 析
基础， 应首先对其进行 检验评价 ， 检验评价的 内容包括 ： 沥青含量 、 回收沥青 的物理性能指标 （ 针入度 、 延度 、 软 化 点等 ） 和集料的级配。本 文选用 的是许 昌至漯河高速 公路路 面专项工程翻挖 的面层 旧沥青混合料 。 对收集来 的旧沥青混合料 的沥青含量 、 矿料级 配及 回收沥青 的相 应 指标进行 了检验 ， 验方法是将 旧料 破碎 、 试 用三氯 乙 烯 抽提 、 高速离心去矿 粉 、 回收等 工序后 ， 得到 日沥青 ，
２隶属度 的确定 。 ．
对 应列为行与列 的一项 。 如需 比较第 ｉ 与第 个因素时， 可按评 分办法打分 。如认为两个因素 同等重要时 ， 则在 第 行 第 列处打上 ２分 ； 同时在 第 行 第 ｉ 列处也打 ２ 分。如认 为第 ｉ 因素较第 个因素重要 ， 个 可在第 ｉ 行第 列处打 ３分 ，而在第 Ｊ 行第 ｉ 列处打 １ 。如认为第 ｉ 分 个 因素比第， 因素重要 的多时 ，可在第 ｉ 第 列处 个 行
行、 适应性广而又比较合理的方法 。 （ ）４评分法 。将所有指标一对一地进行 比较 ， １０ 常
打 ４分 ， 而在第 行 第 ｉ 列处打 ０ 分。这样 ， 若将第 ｉ 行
SBS改性沥青的老化与再生研究进展
0引言沥青胶结料在SBS 聚合物的改性作用下，高温抗车辙能力及低温抗裂性能得到明显提升[1-5]。
但是SBS 改性沥青易受热氧环境影响，发生老化反应，导致使用性能的下降。
其中，SBS 在路面建设过程中也会发生显著的热氧降解，当经受长期老化后基本上失去了其原有的改性效果[6-12]。
SBS 改性沥青的老化机理通过物理与流变性能测试及微观表征等方法得到了深入探究，SBS 聚合物中的丁二烯碳碳双键与其相连的氢键易发生老化反应，最终生成含氧官能团[13，14]。
基于SBS 的分离技术，SBS 改性剂可以从SBS 改性沥青中分离出来，这为进一步研究SBS 改性沥青老化行为提供了可靠方法[15,16]。
老化SBS 改性沥青的性能恢复可以通过增加新沥青、富含芳香分化合物以及黏度低的油类等物质来实现，但这些再生剂难以再生已经热降解的SBS [17-27]。
采用化学反应的方式连接SBS 降解分子，重新形成聚合物网状结构的再生方法可以实现SBS 改性沥青的整体再生[28-32]。
本文主要从SBS 改性沥青改性机理、老化行为、分离技术以及再生理论与方法等方面进行详细总结，并作出了一些思考。
1SBS 改性沥青改性机理SBS 是由丁二烯和苯乙烯单体共聚而成的三嵌段聚合物，属于热塑性材料。
其中，聚丁二烯（PB ）段和聚苯乙烯（PS ）段发挥着不同的作用，前者赋予SBS 一定的弹性，后者提供一定的强度并具有较大的内聚能，进而相互交联形成互锁结构，两者的共同作用使SBS 聚合物拥有橡胶弹性，如图1所示[1]。
SBS 聚合物作为改性剂在高温环境下掺入沥青胶结料中时，发生变形流动，均匀分散，最终橡胶三维结构布于沥青，赋予其良好的高温稳定性及低温抗裂能力。
在改性过程中，PB 段会吸收胶结料中的轻组分，发生溶胀，形成与沥青质类似的胶团，使基质沥青的微观特性与使用性能发生较大的变化[2]。
当SBS 改性剂掺量小于3%时，并不会形成明显的网络结构，因此沥青改性前后的软化点变化较小。
沥青老化机理分析
的老化样 和 改性沥 青 的老化样进 行对 比，两个样
在 老 化 相 同 的 时 间 后 ，Ｓ Ｓ老 化 样 在 波 数 为 Ｂ ３４２ ５ ｍ 处 并 没有 出现 特 征 峰 值 ，并 且 在 ６ ． １ｃ
波数 为 １ ３ ．４ ｃ 的 地方 也 没 有 出现 太 明显 ４０ ｍ ０ 的峰值 ，从这 两个 地方可 以看 出 ，沥青 经过 改性 以后 的抗 热氧老 化 能力得 到提高 ，聚合物 的加 人 在老 化过 程阻止 了羰基 和 亚砜 基 的生成 。
有关 键 性 的意义 。
Ｒ Ｏ Ｏ Ｈ越来 越 多 ，它 会分 解成 新 的游离 基 参
与 反应 ，发 生所 谓 的支 化 反应 ：
Ｒ Ｏ Ｏ Ｈ Ｒ Ｏ・＋Ｈ ・ Ｏ （） ３
沥 青 的老化 是一 个缓 慢 的 自氧化 过程 ，它 属 于游 离基 链式 反应 ，沥青 在 温度或 光 的作用 下 沥 青分 子 中活性 基 团裂解 产 生 自由基 ，该 活性 自由
２ Ｏ Ｈ— Ｒ Ｏ
Ｒ ・＋Ｒ ０ ・＋Ｈ ０ Ｏ Ｏ ２
（） ４
基与 氧反 应进 一 步转化 成 氢 过 氧 化物 中间体 （ Ｒ
一
试验 证 明反应 （ ） （ ） 的活 化 能很低 ，很 １ ２
０—０一Ｈ） 。一方 面氢 过 氧 化 物 中 间体 不 稳定
容 易进行 ，但 是过 氢化 物分 解反 应 （ ） （ ） 的 ３ ４ 活化 能较 高 ，所 以沥青 的氧 化老 化氧 化 的速度 由 他们决 定 。 （ ） （ ） 式 中 的 Ｒ ・，Ｈ ・ ３ ４ Ｏ Ｏ 以及
１ ２ 试 样 制备 ．
度 和形状 等 参数 ，可 推断试 样 物质 中存在 哪些 基 团 ，确定 其分 子结 构 。将 以上 各试样 分别 溶 于二
沥青路面的再生技术
沥青路面的再生技术沥青路面的再生技术及为将破旧的沥青路面经过破碎与筛分后将新沥青的材料以及再生剂混和后按照一定的比例重新搅拌成混合料；能够重新铺筑路面。
而沥青路面材料的再生利用可以有效的节约施工成本，降低集料和胶结料的使用，而且可以非常有效的保护环境节约能源。
而由于沥青路面的再生技术能够大量的节约沥青和砂石材料并且节省能源和保护环境，大大的降低施工成本，有利于处治废料。
因此具有非常显著的经济效益以及社会和环境效益。
1 国内外沥青再生技术的现状在上世纪世界各大国家十分重视沥青再生技术，沥青再生技术从材料到工艺技术和设备也得到蓬勃的发展。
在美国，上个世纪七十年代的早期由于石油危机的爆发和1975 年大规模的冷刨设备的发展和使用，让人们对于沥青再次重视起来。
从那以后，沥青再生技术迅猛发展。
从1980年25个州，共铺筑热拌再生沥青混合料达200万余吨，而到了1985年几年间猛增到2 亿吨，共占沥青混合料总量的百分之五十。
而眼下已经成为很常规的技术手段。
然而在欧洲，德国等国家在上世纪七十年代中期，路面的废料全部都得到重新使用。
而法国的高速公路部门也极力推广和使用沥青再生技术。
然而我国从上世纪九十年代才开始大量修筑沥青路面，尤其在国道以及高速公路和一些高级公路上广泛使用沥青路面。
这些道路经过将近二十载的使用已经普遍地进入了大中修养护阶段，而且小修小补并不能满足需要。
而作为沥青路面的主要原材料，沥青的资源特点和材料特点显得很突出。
但由于石油世界性的紧缺性，沥青材料也随之成为紧缺资源，这一方面在我国这个石油资源短缺的国家尤为明显。
我国每年沥青用量达到惊人的六七百万吨，其中大约进口将近二百万吨。
而在另一方面，沥青材料在施工以及使用的过程中，对环境带来很大的污染影响。
而在我国经过长达三十年的高速发展，改善资源和环境的压力非常急迫，而环境友好型和建设资源节型社会是我国的下一步发展的战略性方向。
因此，如何合理地利用沥青材料成为今后发展沥青路面建设和养护中的重要议题。
沥青路面再生技术
厂拌热再生
缺点
➢回收旳沥青混合料（RAP）用量较少，一般为 混合料总量旳10～30%，连续式拌和楼RAP最 高用量能够超出50%
➢混合料生产效率低、工期长 ➢施工对交通旳干扰较大、运送费用较高 ➢出料温度略低，再生混合料比热拌混合料硬，
可供碾压旳时间略有降低
厂拌热再生
合用性分析
➢ 可用于处理表面缺陷、变形、荷载与非荷载引起旳 开裂以及养护补丁
➢ 对交通旳影响较小，合用于交通量大、封闭时间不 能过长旳路段
➢ 需要一定旳养护期，然后再摊铺上面旳构造层 ➢ 可用于下面层、基层或底基层
全深再生
概念
➢ 一种特殊旳冷再生技术 ➢ 将全部旳沥青面层和设定厚度旳下卧层进行再
生处理 ➢ 形成稳定基层
全深式就地再生示意图
全深就地式再生
化学稳定 水泥、石灰、粉煤灰
上次课关键知识点回忆
➢沥青路面再生技术分类 ➢限制厂拌热再生旧料掺量旳主要影响原因 ➢就地热再生经典旳优缺陷
再生混合料设计
再生混合料设计示意图
回搜集料
新添集料
RAP
新添沥 老化沥青 青或再
生剂
再生沥青混合料 搅拌
再生混合料设计环节
➢原路面调查与分析 ➢原材料检测与评价 ➢混合料设计
原路面调查与分析
原材料检测与评价
1、乳化沥青 厂拌冷再生：慢裂型 就地冷再生：中裂或慢裂型
试验项目
单位
质量要求 试验措施
破乳速度
慢裂或中裂
T 0658
粒子电荷
筛上残留物(1.18mm筛) 不不小于
%
粘度 蒸发残留物
恩格拉粘度计法E25
25℃赛波特粘度Vs
残留分含量 不不不小于 溶解度 不不不小于
沥青老化的原因及特征
沥青老化的原因及特征1．沥青老化的机理沥青“老化”是指沥青从炼油厂被炼制出来后，在储存、运输、施工及使用过程中，由于长时间暴露在空气中，在环境因素如受热、氧气、阳光和水的作用下，会发生一系列的挥发、氧化、聚合，乃至沥青内部结构发生变化，同时发生性质变化，导致路用性能劣化的过程。
沥青老化是一个逐渐发生的过程，它的速率直接影响路面的使用寿命，因而是影响沥青路面耐久性的主要因素。
2．运输、储存、加热过程中的老化沥青自从炼油厂炼制出来以后，直至拌制沥青混合料之前，一直装在保温的沥青罐内，沥青的热态储存、热态运输、在储油罐内预热、配油釜内调配等过程，往往经历很长的时间。
由于温度升高加速分子的运动，除引起沥青蒸发外，还能引起沥青发生某些物理化学变化。
在这个时期，沥青老化的机理主要是：①由于受热使沥青中的轻质油分不断挥发，使沥青变硬变脆，降低粘结性：②储罐表面的沥青与空气接触，与空气中的氧气会发生一些聚合反应，沥青也会发生一定程度的老化；③沥青在管道内不断运行并由储罐顶处洒落到罐内时，沥青的表面积增大，沥青将发生氧化反应。
由于这段时间内沥青还储存在储油罐中，沥青的数量多、深度大，接触加热源及空气的面积较小，所以老化并不会很严重。
试验证明，如果沥青是被密闭封存的，并且不再加热，以冷态储存，可以储存许多年也不会有明显的老化。
沥青从炼油厂到拌和厂的加热温度一般在170℃左右。
由于油罐封闭，接触宅气面积小，所以这一阶段沥青的技术性能几乎没有变化，因此在运输过程中沥青几乎不发生老化。
3、加热拌和及铺筑中的老化沥青最主要也是最常规的使用方式，是采用热拌沥青混合料的施工方式，此时沥青将经历一个比储存过程严重得多的老化过程。
拌和过程中的老化是最重要的，通常称之为热老化。
沥青在拌和机内与热矿料混合，矿料温度一般高达160一180℃，直接影响到沥青的氧化和组分挥发。
除了加热温度影响外，拌和时间、沥青用量也会影响拌和过程中沥青的老化。
沥青混凝土路面热再生技术
沥青混凝土路面热再生技术白红英1 白洪岭1 卢铁瑞1（交通部公路科学研究院，北京，100088）摘要：本文介绍了沥青混凝土路面热再生工艺、机理、特点以及在国内外的应用情况，沥青路面现场热再生技术主要用于解决高等级沥青路面修复问题，能实现沥青路面快速、机械化维修，具有广阔的应用前景。
关键词：沥青混凝土；热再生；工艺；机理；应用1、沥青路面再生的意义沥青再生是将旧沥青经过一系列过程处理后，如翻挖、回收、破碎、筛分等，与再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例重新拌和混合料，使其重新恢复性能，让之能够达到重新使用标准的一种工艺技术。
沥青再生技术的研究与发展不仅对促进环保、改善环境，同时对于资源的再生利用和可持续发展都具有十分重要的意义。
2、国内外沥青路面热再生利用的情况2.1国外沥青路面热再生利用的情况热再生技术在国外已相当成熟[1]，在上世纪70年代，欧美国家如德国、美国、意大利等已经开发出一种现场表面热再生技术，并研究制造了表面再生机械，从而形成了一种专业性很强，技术含量较高的高等级道路沥青路面再生养护技术。
现在这一技术已经在世界许多国家地区得到广泛应用。
在美国道路建设中，50%采用沥青混凝土再生料，平均直接建设成本下降20%以上，对能源和环保等产生的间接社会效益更大。
2.2国内沥青路面热再生利用的情况我国公路沥青路面就地热再生起步较晚[2]，70年代开始渣油路面再生利用试验研究，80年代对沥青路面再生进行试验研究，90年代对世界上沥青路面再生设备进行考察和引进，但均为技术研究。
直到2002年华北高速才引进一套设备正式用于路面再生生产。
到目前，已有北京、上海、江苏、河北、湖北、吉林等地相继引进了就地热再生设备。
热再生工艺已在沪宁高速公路、京津塘高速公路、广佛高速公路等路面改造中应用[4]-[6]，积累了一些理论和施工实践经验。
3、沥青路面热再生概念沥青路面热再生包括：厂拌热再生和现场热再生厂拌热再生技术先将旧沥青混凝土路面铣刨后运回工厂，通过破损、筛分，并根据旧料中的沥青含量、老化程度、碎石级配和性能指标，掺入一定量的新集料、沥青、再生剂（必要时）进行拌和，使混合料达到规范规定的各项指标，按照与新沥青混凝土路面完全相同的方法重新铺筑。
对沥青路面养护中就地热再生技术再
对沥青路面养护中就地热再生技术的再探讨摘要：就地热再生技术具有经济环保施工方便等优点，在路面维修工程中具有广阔的应用前景，研究了沥青老化及再生机理，进行了就地热再生混合料设计，并依托实际工程进行了研究成果应用，研究应用表明，地热再生技术在高速公路养护中的应用效果比较理想。
关键词：就地热再生；混合料设计；施工工艺abstract:this paper takes the hir mix design for the hot in-place recycling technology has the advantages of convenient construction, economy and environmental protection, in the pavement repair engineering and has broad application prospects of the asphalt aging and regeneration mechanism,and the application of research results of application show that based on the actualengineering,application of hot in-place recycling technology in expressway maintenance the idealkey words:hot in-place recycling;mix design;construction technology中图分类号：u4180 引言改革开放以来，我国的公路建设飞速发展，在20世纪90年代以后陆续建成的高速公路已进入大中修期，大量的翻挖铣刨沥青混合料被废弃，一方面造成环境污染；另一方面新材料大量的使用，会导致严重的生态环境破坏。
沥青路面就地热再生技术由于具有节约大量材料，有利于处理废料保护环境等优点被广泛关注。
道路路面工程——高速公路旧沥青路面现场热再生施工技术总结汇报
▪ 1978年，联邦德国沥青路面旧料回收利用率已接近100。 ▪ 在芬兰，几乎所有的城镇都组织进行旧路面材料的收集和储
存工作。 ▪ 法国也已开始在高速公路和一些重交通道路的路面修复工程
中推广应用再生技术。 ▪ 欧洲沥青路面协会（EAPA）已通过互联网宣布，其成员国
的旧沥青路面材料100％通过再生进行重复利用。
国内：
▪ 70年代初期，山西、湖北等省的公路养护部门，将开挖的旧沥青面 层用于维修改造时的基层。湖南省公路部门将乳化沥青加入旧渣油 表处面层材料，并分别用拌和法和层铺法修筑了再生试验路。
2、旧矿粉的转移模拟试验
表2.2 矿粉转移试验数据
再生条件
拌和时间
转移总量 （g）
矿粉质量 (g)
沥青质量 (g)
矿粉：沥 青
温度
1分钟
1.02
0.163
0.857
0.19
不掺加
较低
Байду номын сангаас
3分钟
1.61
0.363
1.247
0.29
再生剂
温度
1分钟
2.15
0.517
1.633
0.32
较高
3分钟
2.52
0.790
平均值 1200.3 1147.225 27.525
4.4 4.6
表3.2 旧路混合料筛分结果
位置
K573＋500 级配范围
中值
19.0 100 100.0 100
16.0 97.3 90-100 95.0
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沥青老化与再生机理
【摘要】沥青在施工与长期使用过程中，因受外界环境影响会逐渐老化，本文从沥青组分和胶体结构的变化来分析沥青的老化机理。
沥青再生是沥青老化的逆过程，本文分别从组分调节理论和相容性理论来解释沥青的再生机理。
【关键词】化学组分；沥青老化；胶体结构；沥青再生
引言
由于沥青老化影响到沥青路面的耐久性，所以沥青老化问题一直是国内外道路工作者研究的重点。
特别是在50年代后期，美国、加拿大、日本、北欧等国家和地区的学者对沥青老化进行了深入研究，探讨了沥青老化原因及老化模拟方法，并开发了相应的沥青老化仪器设备。
近年来，随着我国公路事业的发展，我国许多学者也积极加入到沥青老化研究的行列，并取得了丰硕的成果。
沥青路面的再生利用最早可回溯到1915年的美国，当时研究成果或经验极少。
直到20世纪70年代石油危机后，国外发达国家开始大规模地进行沥青再生技术的研究，现已形成了一套比较完善的沥青再生技术。
而我国对于沥青再生技术的研究起步较晚，相应的技术标准和工艺规程不够完善，严重滞后于道路建设与社会发展的需要。
为应对那些十几年前甚至几十年前铺筑的已超期服役、严重老化的沥青路面，以及随时可能爆发的新一轮石油危机等问题，如何处理和利用好废旧沥青混合料变得越来越紧迫.。
为了解沥青材料的老化机理和再生机理，首先需要知道沥青的化学组成。
一、沥青的化学组分
鉴于沥青组成结构的复杂性以及目前分析技术的限制，要将沥青分离为纯粹的单体，存在许多困难，因此许多研究者致力于沥青组分的研究。
当前我国最为常用的是四组分分析，即将沥青分为饱和分、芳香分、胶质和沥青质。
一般认为，沥青的化学组分与沥青的物理、力学性质以及路用性能有着密切的关系。
其中饱和分对沥青起润滑和软化作用；芳香分是沥青质的分散介质，与饱和分共同赋予沥青流动性；胶质对沥青的粘结力、可塑性、延度有很大的影响；沥青质是沥青液态组分的增稠剂，其含量的多少影响到沥青的粘滞性及温度稳定性。
根据当前对沥青的认识，研究者普遍认可沥青的胶体结构理论，该理论认为沥青之所以能成为稳定的胶体系统，是因为沥青质分子对极性强的胶质具有很强的吸附力，形成了以沥青为核心的胶团，而极性相当的胶质吸附在沥青质周围形成中间相。
由于胶团的胶溶作用，使胶团弥散并溶解于分子量较低、极性较弱的芳香分和饱和分组成的分散介质中，形成稳定的胶体。
在沥青胶体结构中，从沥青质到胶质，乃至芳香分和饱和分，它们的极性是逐步递变的，没有明显的分界线。
所以，只有在各组分的化学组成和相对含量相匹配时，才能形成稳定的胶体。
根据沥青中各组分的化学组成和相对含量的不同可以形成不同的胶体结构。
沥青
的胶体结构可分为溶胶型、溶一凝胶型以及凝胶型三种胶体结构。
二、沥青的老化机理
（一）沥青化学组分变化
一般认为，沥青老化过程中，其饱和组分是比较稳定的，在整个老化过程中变化不大，芳香分较易发生氧化聚合反应，胶质中含极性官能团的组分通过分子间的聚合与缩和作用转变为沥青质。
即，沥青组分大致按芳香分一胶质一沥青质的路线向重质化的方向转化。
因此，沥青老化的过程可以认为是沥青化学组分移行的结果，由此引起沥青物理、力学性质的变化，通常表现为针入度变小、延度降低、软化点和脆点升高，沥青变硬、变脆、延伸性降低。
（二）胶体结构变化
随着沥青路面使用年限的延长，沥青质的浓度相对增大，老化加重，沥青材料各组分之间配伍失调，其胶体结构发生了变化。
根据胶体结构理论，沥青老化之后其结构从溶胶型逐渐向溶一凝胶转变，若继续老化将会向凝胶型转化。
凝胶型沥青中沥青质含量很多，并有相当数量芳香度较高的胶质来形成胶团，他们之间的相互吸引力增强，使胶团靠得很近，形成空间网状结构，此时，油分分散在网络空间中，导致沥青流动性和塑性降低。
同样根据相容性理论，作为溶剂的软沥青质和作为溶质的沥青质的溶度参数也发生变化，这就破坏了它们之间的兼容性，造成沥青性质的变化。
老化严重的沥青结合料和性能优良的初始沥青结合料相比，在常规路面性能上的差距主要体现在两方面：一是粘性过高；二是柔韧性不足。
其中，柔韧性不足是沥青结合料路用性能不良的主要原因。
综上所述，沥青的老化过程发生了一系列化学反应，这些反应破坏了原有沥青组成和结构的平衡，特别是使得芳香分和胶质向沥青质转化，沥青体系中芳香分和胶质减少，沥青质含量增加，破坏了沥青的胶体结构，沥青胶体对沥青质胶溶能力下降，使得沥青的相对分子质量增加，粘度、软化点上升，延度衰减显著，各种性质均发生变化，最终表现为沥青路用性能衰降。
三、沥青的再生机理
从化学组分的角度来看，沥青再生就是老化的逆过程。
旧沥青再生的机理研究目前有两种理论，这是基于对沥青溶液有两种不同的认识。
一种观点认为,沥青溶液表现出一系列的胶体性质，沥青溶液中存在着三种成分；即憎液的沥青质颗粒；包围着憎液颗粒避免其发生聚合的亲液的胶质颗粒，胶质包围着沥青质形成胶团；悬浮胶团的油相。
当它们的相对含量和性质相配伍时，就形成了相对稳定的胶体溶液。
另一种观点则认为，沥青是以沥青质为溶质，而以软沥青质（沥青中除沥青质以外组分的总称）为溶剂的高分子浓溶液。
但对于沥青再生，这两种理论并没有冲突，而是相互补充的。
组分调节理论是从化学组分出发，认为如将老化沥青和原沥青的化学组分进行比较，向老化沥青中加入所失去的组分(沥青再生剂)，使组分重新协调，就能恢复沥青的原有性能。
这一过程是根据石油工业中生产调和沥青的工艺原理，所以再生沥青实际上是一种调合沥青。
尽管从理论上讲调节组分是再生的基本途径，然而根据旧沥青组分，对照优质沥青的组分，来确定旧沥青应该补充的组分及其数量，以获得品质优良的再生沥青的生产工艺却难以实现，并且最佳组分比例事实上也难于确定。
相容性理论从化学热力学出发，认为如能掺入一定的再生剂使沥青组分间溶度参数差减小，则沥青就可实现再生。
这一由希尔布兰德提出的“溶度参数理论”也常被作为沥青再生的理论依据。
这种理论认为，当溶质的溶度参数与溶剂（由胶质、油分构成的软沥青质)的溶度参数的差值小于某一定值时，沥青即能形成稳定的溶液。
由于相容性理论所采用的溶度参数指标与沥青的宏观物理性能（如流变参数指标等）有较好的相关性，前者从沥青化学结构的角度来阐述再生的机理，物理化学意义明确；后者从沥青力学行为的角度来描述再生的机理，在实际应用中可操作性强。
所以，采用相容性理论作为老化沥青再生的指导理论具有很高的研究和应用价值。
四、结语
沥青老化与再生原理关系到新建沥青路面的养护与废旧沥青路面的再生，特别是沥青再生在实际工程中的有效应用对我国沥青路面的可持续发展有重要的现实意义。
【参考文献】
吕伟民.沥青路面再生技术[M].北京:人民交通出版社,1989.
申爱琴.道路工程材料[M].北京：人民交通出版社，2009.
栗培龙. 道路沥青老化行为与机理研究[D].西安：长安大学，2007
耿九光. 沥青老化机理及再生技术研究[D].西安：长安大学，2009
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黄煜镔,周小平，吕伟民. 沥青路面再生技术的原理与应用[J]. 重庆建筑大学学报，2004，26(6)
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【作者简介】石伟（1988—），男，长安大学公路学院硕士研究生，道路与铁道工程专业。