改性沥青老化再生机理研究综述

改性沥青老化再生机理研究综述

摘要：近年来，沥青再生技术的研究已成为道路学科专家的重点研究对象。为

了掌握老化沥青的再生技术，制备性能更好的再生剂，必须先研究老化沥青的再

生机理。因此，许多专家学者研究了改性沥青的老化和再生机理。沥青的老化分

为水老化，热氧老化和轻质老化，并按其老化机理进行了科学的论述。SBS改性

沥青老化后的再生机理如下：通过添加再生剂和SBS高性能改性沥青，可以补充

老化的SBS改性沥青中缺失的轻油和SBS改性剂，以调节沥青的组成。本文将总

结国内外的研究现状和结论，并提出存在的问题和展望。

关键词：改性沥青研究；老化机理；再生机理

0 引言

随着我国重载车辆的逐渐增多，我国很多公路按照设计规范要求，已经达到了其使用寿命，需要改建或翻修。这种大规模的养护维修必然会产生很多沥青废料，这些废料如果处理

不当就会造成浪费，这不仅是对可再生资源的低效处理，而且还污染了自然环境。若我们能

够将这些废旧沥青混合料很好地利用起来，不但能够减少污染，而且还能节省大量石料、土地、人力成本，提高公路养护维修的经济和社会效益。[1]

SBS改性沥青由于其优于其他类型改性沥青的性质而被广泛应用。实践证明，废旧改性

沥青混合料只要处理得当仍具有较好的路用性能，因此对改性沥青的老化再生机理研究成为

了国内外公路养护单位的重要研究课题。[2]

1 SBS沥青老化机理的研究

沥青的老化是指沥青在制备完成后，经过贮存、运输、施工以及使用过程中，由于长期

与空气接触，在环境中受到水、阳光、空气等自然环境的作用下，发生一系列性质、结构变化，最终导致路用性能大打折扣。一般情况下，研究沥青的老化，通常是从分析导致沥青老

化的几大因素：包括热老化、水老化、紫外光老化，在室内通过模拟室外的自然条件来模拟

沥青的老化过程，进而得出影响沥青老化的因素。[3]

1.1水老化作用

杨小莉提出：水的PH值对沥青中的沥青质、酸性分的油-水界面张力影响很大，水是造

成沥青老化的重要因素之一。[4]吕伟民认为在雨水的作用下，沥青中的可溶性物质被冲洗掉，会造成沥青的老化变质。[5]李海军、黄晓明提出了在室内沥青长期老化模拟试验中，应该考

虑水分条件来提高对沥青老化模拟的准确度。从对沥青SHRP高温性能指标的影响程度来讲，水分的加入可以缩短沥青压力老化试验时间5h以上。[6]

综上所述，SBS改性沥青的老化机理具有以下特点：

在热氧，紫外线和水的作用下，发生SBS改性沥青的老化反应，其特征是轻组分挥发，

小分子量物质发生聚合反应，导致大分子含量增加，软化点的增加，渗透率的降低和伸长率

的降低。

氧气，紫外线和水都会导致SBS改性沥青老化。研究表明，紫外线辐射比热氧具有更明

显的老化作用。目前，关于水对沥青的老化作用的研究很少，相关学者需要引起更多的重视。

2关于老化SBS改性沥青再生的研究

老化SBS改性沥青的再生机理为：通过添加再生剂与SBS类高性能改性沥青，补充老化SBS改性沥青中所缺失的轻质油分和SBS改性剂，以调节沥青的组分构成，同时恢复SBS颗

粒在沥青相中的均匀分布状态，实现老化SBS改性沥青粘稠度、延展性以及韧性的改善。[7]沥青老化的实质是小分子量化合物向大分子量化合物的转化，高活性和高能量级组分向

低活性和低能量级组分的转化，导致了四种组分之间比例失调，导致沥青使用性能降低。组

分调节理论的核心就是向旧沥青中添加缺少的组分，使得沥青各组分仍保持协调，使沥青恢

复到原有路用性能，满足使用要求。根据组分调节理论，仿照生产调和沥青的原理，通过向

旧沥青中添加适当稠度的再生剂或沥青结合料，混合后的再生沥青可以具有适当的粘度和铺

装性能以满足使用要求。根据组分调节理论，再生沥青的实质是调和沥青。

通过添加再生剂和基质沥青对老化SBS进行再生时，再生沥青中的SBS仍处于絮凝和分

布状态，沥青的韧性无法恢复。而当再生剂+ SBS改性沥青或RST高粘度改性对天然沥青进行再生时，SBS老化改性沥青中掺量是补充的。SBS均匀分布于沥青相中，恢复了沥青的韧性，显著提高了老化SBS改性沥青的韧性。其中，RST沥青混合改性再生沥青的韧性可达到甚至

超过原SBS改性沥青。

有机蒙脱土层压板可以有效地阻止氧气在沥青中的渗透，并减慢沥青和SBS改性剂的老化。[8]

3再生剂的再生效果

为了分析改性沥青再生剂的再生效果，有学者在老化沥青中加入改性再生剂，分析老化

沥青的渗透、延伸率和软化点。

通过扩散针渗透测试再生，得出以下结论：

1）改性再生剂对老化的SBS改性沥青具有一定的性能改善效果。添加改性的再生剂后，老化的SBS改性沥青的渗透性，软化点，伸长率和弹性恢复率将发生显着变化。

2）改性再生剂未能将老化 SBS 改性沥青的延度和弹性恢复改善到使用要求，改性再生剂在改善老化沥青性能上存在不足。

3）改性再生剂具有良好的渗透性，随着再生剂使用温度的升高，其渗透性增强，应保

证再生剂的使用温度，以提高改性再生剂的扩散效果。[9]

4热再生技术经济及社会效益

沥青路面就地热再生技术的社会效益主要体现在以下几个方面：

1）实现废旧沥青路面材料100%的回收利用。加热和软化过程可以降低沥青路面材料之

间的粘结性，最大限度地减少在碾磨和回收过程中对骨料级配的破坏。建筑产生的振动和噪

声小，减少了二氧化碳的排放，有利于环境保护。

2）对公路通行能力影响不大，建成后1-2小时即可通车。

3））新老路面层间连接及施工道路宽度连接均为热连接，可完全避免道路接缝产生纵

向裂缝。[10]

5 结语