廢舊瀝青混合料抽提方法包括離心分離法、回流抽提法和真空抽提法等,其中離心抽提應用最為廣泛。離心分離法得到的瀝青回收溶液中會殘留少量礦粉,改變瀝青的物理性質,造成試驗結果不穩定。阿布森法和旋轉蒸發器法這2種從瀝青溶液中回收瀝青的方法,但2種方法均存在回收參數適應不強、瀝青中殘留三氯乙烯、軟化回收瀝青的問題。美國NCHRP(國家公路合作研究計劃)研究表明,0.5%的殘余溶劑會導致瀝青黏度下降50%。因此,研究者對礦粉、三氯乙烯等殘留物的影響以及2種回收方法進行了大量基礎性研究工作,本文將對老化瀝青抽提回收近年來的研究進展進行闡述。
1 抽提方法
美國ASTM D2172試驗規程中規定了4種瀝青混合料抽提方法(方法A~D):方法A為離心抽提,方法B為回流抽提,方法C是真空抽提,方法D是回收抽提的變法。其中離心抽提法和回流抽提法最為常用,且離心抽提法采用冷溶劑操作,避免了加熱導致瀝青的二
次老化,優于采用熱溶劑的回流方法。中國規范主要是參照ASTM和日本道路協會鋪裝試驗方法,只規定了離心抽提法,且研究數據較少。離心抽提法設備相對簡單經濟,在中國的工地實驗室中被大規模采用,但由于采用冷溶劑,導致瀝青無法完全從集料中抽提出來,降低了瀝青質量分數(0.1%~0.5%)。殘留的瀝青(即被集料所吸收的瀝青部分)會使回收瀝青性質發生顯著變化,影響程度依賴于殘留瀝青的黏度。此外,采用離心抽提法通常會在瀝青回收溶液中殘留少量的礦粉,進而影響回收瀝青的性能。因此,對廢舊混合料抽提方法尚需進行系統的對比分析研究,提出適合中國國情的試驗方法。
2 旋轉蒸發器法
旋轉蒸發器(上海亞榮生化儀器廠)法通過真空減壓,使整個回收系統形成負壓,降低三氯乙烯的沸點,可在較低溫度下最大限度地去除三氯乙烯,縮短高溫蒸餾時間,容易控制且數據穩定。從20世紀70年代開始,該方法逐漸被各實驗室所采用,如圖3所示;但由于應用時間較短,加熱溫度、真空條件、蒸餾時間、轉速和空氣流速等回收參數尚未形成統一的標準,仍存在回收瀝青老化嚴重或回收不凈的現象。
目前,對于普通瀝青回收,各試驗積累了較多的空白回收數據,其中現象時間控制法具有較好的適用性,通過了不同來源、不同老化程度瀝青的驗證;但瀝青使用環境復雜,且缺乏路面新建時瀝青性能數據,回收參數的適用性仍需繼續研究。此外,對于SBS改性瀝青回收,國內外尚沒有較好的解決方法,這是中國近年新修建道路將面臨的再生技術瓶頸。
3 結語
(1)國內規范只給出了瀝青回收的離心法,相關規定基本上參照國外,缺乏對老化瀝青混合料抽提方法適用性的研究,導致抽提方法單一,難以滿足復雜使用環境下再生技術的需求。
(2)對礦粉、三氯乙烯殘留物對回收瀝青性能影響的研究獲得了豐碩的成果,但大多針對單一品牌的原樣瀝青,舊路面回收材料瀝青來源多樣、老化程度不一,目前研究成果不能有效指導老化瀝青的抽提回收,需要進行相關研究。
(3)阿布森法操作難度大,旋轉蒸發器法回收參數多,目前研究主要針對空白瀝青回收試驗,達到了預期效果,但缺乏實際工程的驗證,且對SBS改性瀝青回收缺乏有效手段,是亟待攻克的技術難題。