桐油和废食用油再生沥青及其混合料性能对比研究

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沥青路面在进行养护和改建时会产生大量废旧沥青混合料(RAP),使用再生剂是使其性能得以恢复的有效方法。近年来绿色环保意识的增强使人们开展了对植物油类再生剂的探索,不同植物油的性能各异,需要分别进行研究。因桐油原产于中国,其出油率高、绿色环保、可再生、与沥青的相容性好,因此本文选用桐油(T)作再生剂,对老化后的70号基质沥青(70a)和SBS改性沥青(SBSa)进行再生,重点研究了桐油再生沥青及其混合料的使用性能,并与废食用油(W)的再生效果进行对比。本文主要内容如下:
  首先,对添加不同掺量的T和W的70a和SBSa进行常规性能及流变性能试验。结果表明,老化沥青中添加T和W后,针入度和延度上升,软化点和黏度下降,且随掺量的增多前述变化越显著,70a+6T(W)和SBSa+4T(W)的各指标基本恢复;T和W的添加显著改善了老化沥青的低温性能及PG(Performance Grading)分级的温度范围,但会削弱沥青的高温稳定性,然而零剪切黏度拟合值等表明控制T和W掺量可保障其高温性能与原样沥青水平相当。综合考虑T和W的再生效果,推荐T和W对于70a的最佳掺量为6%,对SBSa的最佳掺量为4%。
  随后,利用傅里叶红外光谱仪对比分析原样、老化、再生沥青及T和W的官能团组成及微观结构,探究T和W与沥青的再生机理。结果表明,沥青发生老化后IC=O和IS=O强度指数增大,T和W可稀释70a中二者的含量,但并未对SBSa有同样影响;再生沥青在1745cm-1处产生了新峰,是由于T和W中含大量羧酸。同时发现T比W中具备更多的芳香族化合物和塑性物质,T与沥青的相容性更好,改善沥青韧性和塑性变形的能力更强。
  最后,以最佳掺量的再生沥青:70a+6T(W)和SBSa+4T(W)制备混合料为试验组,以70号沥青及SBS改性沥青混合料为对照组,对比分析其各项性能。结果表明,试验组的性能与对照组相比无明显差异,且前者大部分性能更优,此外,发现同掺量下,桐油再生沥青混合料的高、低温性能、水稳定性及抗老化性能都优于废食用油再生沥青混合料,不过疲劳性能还需要进一步改善。
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