废油/树脂/己二酸二辛酯复合再生剂制备及温拌剂对沥青拌合老化保护效果评价

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.05.018

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (5): 100-106.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.05.018

废油/树脂/己二酸二辛酯复合再生剂制备及温拌剂对沥青拌合老化保护效果评价

孙吉书¹(), 彭俊博¹(), 张民², 郭艳芳³

^1.河北工业大学土木与交通学院，天津 300401
^2.天津市公路工程设计研究院，天津 300161
^3.河北水利电力学院，河北沧州 061001

收稿日期:2023-10-23 出版日期:2024-05-26 发布日期:2024-05-20
通讯作者: 彭俊博（1998—），男，硕士研究生，从事道路沥青材料研究，528578478@qq.com
E-mail:sunjishu76@qq.com;528578478@qq.com
作者简介:孙吉书（1976—），男，副教授，从事道路工程材料方面的教学与科研工作，sunjishu76@qq.com
第一联系人：地址：北京市海淀区阜成路11号《中国塑料》杂志社广告部
邮编：100048
基金资助:
天津市交通运输科技发展计划项目(2023?36)

Preparation of waste oil/resin/dioctyl adipate composite regenerant and evaluation of protective effect of warm mixing agent on asphalt mixing aging

SUN Jishu¹(), PENG Junbo¹(), ZHANG Min², GUO Yanfang³

^1.School of Civil and Transportation Engineering，Hebei University of Technology，Tianjin 300401，China
^2.Tianjin Highway Engineering Design and Research Institute，Tianjin 300161，China
^3.Hebei Institute of Water Resources and Electric Power，Cangzhou 061001，China

Received:2023-10-23 Online:2024-05-26 Published:2024-05-20
Contact: PENG Junbo E-mail:sunjishu76@qq.com;528578478@qq.com

摘要/Abstract

摘要：

为验证废油对老化沥青性能恢复的适用性，借助响应面法使用废油、C₉石油树脂、己二酸二辛酯配制了一种复合废油再生剂。为避免再生沥青拌合过程中轻质组分的挥发及老化，研究引入温拌剂降低拌合温度进而实现对再生沥青的性能保护。同时，测定了再生剂对老化沥青的再生效果以及温拌剂的保护效应。研究发现，老化沥青低温延展性不良的缺陷得到恢复，再生沥青高温抗变形能力优于基质沥青；再生沥青经温拌后，黏性成分更多，进而低温流变表现占优。再生剂有效补充了老化沥青的芳香族化合物；温拌再生沥青小分子油分物质得到了保护，二次老化中大分子物质基团的生成得到了控制。

关键词: 道路工程, 再生沥青, 温拌剂, 二次老化, 性能损失

Abstract:

To verify the applicability of waste oil for the recovery of asphalt aging performance， a composite waste oil regeneration agent was prepared by means of a response surface method using waste oil， C₉ petroleum resin， and dioctyl adipate as raw materials. To avoid the volatilization and aging of lightweight components during the mixing process of recycled asphalt， a warm mixing agent was introduced to reduce the mixing temperature and obtain performance protection of recycled asphalt. At the same time， the regeneration effect of the recycled agent on the aged asphalt and the protective effectiveness of the warm mixed agent were investigated. The results indicated that the defects of poor low⁃temperature ductility of aged asphalt were recovered. The recycled asphalt exhibited a better resistance to high⁃temperature deformation than base asphalt. After warm mixing， there were more viscous components in the recycled asphalt. This resulted in superior low⁃temperature rheological performance. The regenerant supplemented the aromatic compounds of the aged asphalt effectively. The small molecular oil substances in the warm mixed recycled asphalt were well protected， and the generation of large molecular matter groups during the secondary aging was controlled.

Key words: road engineering, recycled asphalt, warm mixing agent, secondary aging, performance loss

中图分类号:

TQ321

孙吉书, 彭俊博, 张民, 郭艳芳. 废油/树脂/己二酸二辛酯复合再生剂制备及温拌剂对沥青拌合老化保护效果评价[J]. 中国塑料, 2024, 38(5): 100-106.

SUN Jishu, PENG Junbo, ZHANG Min, GUO Yanfang. Preparation of waste oil/resin/dioctyl adipate composite regenerant and evaluation of protective effect of warm mixing agent on asphalt mixing aging[J]. China Plastics, 2024, 38(5): 100-106.

图/表 18

沥青

种类

针入度（25 ℃）/

0.1 mm

表1 基质及老化沥青技术指标

Tab.1 Technical indicators of the base and aged asphalt

闪点/

℃

表2 废机油和废食用油性能指标

Tab.2 Performance indicators of the waste engine oil and waste edible oil

外观	相对密度	凝固点/℃	闪点/℃	黏度/MPa·s
无色油状液体	0.93	-67	196	14

表3 己二酸二辛酯性能指标

Tab.3 Performance indicators of the dioctyl adipate

软化点/℃	闪点/℃	酸值/mg KOH·g^-1	比重/g·cm^-3
115	255	>1.4	1.08

表4 C9石油树脂性能指标

Tab.4 Performance indicators of the C9 petroleum resin

形态	密度/g·cm^-3	黏度（20℃）/MPa·s
棕褐色液体	0.9~0.96	520

表5 表面活性剂DWMA⁃1的性能指标

Tab.5 Performance indicators of the surfactant DWMA⁃1

控制变量	名称	单位	低水平	高水平
A	基础油分	质量分数（%）	70	80
B	增塑剂	质量分数（%）	18	21
C	增黏树脂	质量分数（%）	5	9

表6 试验因素与水平

Tab.6 Experimental factors and levels

序号	A/%	B/%	C/%	软化点/ ℃	针入度/ 0.1 mm	延度/ cm
1	70	19.5	9	51.4	71.2	31.8
2	80	21.0	7	50.1	67.3	67.7
3	70	21.0	7	50.5	75.2	22.0
4	70	18.0	7	50.5	85.7	36.7
5	75	19.5	7	50.3	82.4	46.1
6	80	19.5	5	48.4	80.8	35.4
7	70	19.5	5	49.5	67.5	27.9
8	80	19.5	9	50.9	66.4	52.3
9	75	21.0	9	50.8	72.1	43.4
10	75	21.0	5	48.8	77.1	45.0
11	75	19.5	7	50.3	82.6	46.1
12	75	19.5	7	50.4	81.4	47.1
13	75	19.5	7	50.3	82.4	46.1
14	80	18.0	7	50.2	72.2	30.2
15	75	18.0	9	51.1	69.5	58.0
16	75	19.5	7	50.3	82.4	46.1
17	75	18.0	5	49.7	89.1	38.5

表7 响应面法试验设计

Tab.7 Design of the response surface method test

模型	F值	P	$决定调整系数 (R 2)$	变异系数/%
针入度	3.68	0.049 7	0.825 7	5.850 0
软化点	44.16	<0.000 1	0.910 6	0.503 9
延度	10.87	0.002 4	0.933 2	9.500 0

模型	F值	P	$决定调整系数 (R 2)$	变异系数/%
针入度	3.68	0.049 7	0.825 7	5.850 0
软化点	44.16	<0.000 1	0.910 6	0.503 9
延度	10.87	0.002 4	0.933 2	9.500 0

表8 回归模型方差分析

Tab.8 Analysis of variance of the regression model

表8 回归模型方差分析

Tab.8 Analysis of variance of the regression model

图1 （a）针入度实际值与预测值比较；（b）软化点实际值与预测值比较；（c）延度预测值与实际值比较

Fig.1 （a）Comparison of actual and predicted values of penetration，（b）comparison of actual and predicted values of softening point，（c）comparison of actual and predicted values of ductility

图2 针入度响应面关系

Fig.2 Response surface relationship of the penetration

图3 软化点响应面关系

Fig.3 Response surface relationship of the softening point

图4 延度响应面关系

Fig.4 Response surface relationship of the ductility

图5 黏温曲线

Fig.5 Viscosity⁃temperature curves

图6 样品的G*和δ

Fig.6 G* and δ of the samples

图7 样品的（a）劲度模量和（b）蠕变速率

Fig.7 （a） Stiffness modulus and （b） creep rate of the samples

图8 样品（a） 58 ℃及（b） 64 ℃下的剪切应变

Fig.8 Shear strain of the samples at （a）58 ℃ and （b） 64 ℃

图9 样品的FTIR谱图

Fig.9 FTIR spectra of the samples

沥青种类	I_C=O	I_S=O
OA	0.023 6	0.017 1
AA	0.045 3	0.038 2
RA	0.024 5	0.021 1
WMRA	0.028 3	0.023 7
HMRA	0.031 1	0.024 5

表9 样品的IC=O和IS=O

Tab.9 IC=O and IS=O of the samples

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废油/树脂/己二酸二辛酯复合再生剂制备及温拌剂对沥青拌合老化保护效果评价

Preparation of waste oil/resin/dioctyl adipate composite regenerant and evaluation of protective effect of warm mixing agent on asphalt mixing aging

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