CN111241713B - 一种确定沥青再生剂用量的方法 - Google Patents
一种确定沥青再生剂用量的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种确定沥青再生剂用量的方法，包括：获取原样沥青的车辙因子临界值对应的临界温度；获取老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度；在N份原样沥青中分别加入再生剂，得到第一预混物至第N预混物；分别获取第一预混物至第N预混物的车辙因子临界值对应的临界温度；分别获取老化的第一预混物至老化的第N预混物的疲劳因子临界值对应的临界温度；依据第一预混物至第N预混物中再生剂的含量以及第一预混物至第N预混物的临界温度，得到第一拟合模型；依据第一预混物至第N预混物中再生剂的含量以及老化的第一预混物至老化的第N预混物的临界温度，得到第二拟合模型；确定再生剂的用量。本发明能提高再生沥青的综合路用性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种确定沥青再生剂用量的方法，特别是涉及一种确定基于流变特性的沥青再生剂用量的方法，属于道路工程沥青路面循环利用技术领域。
背景技术
路面再生技术即是一项可以解决上述问题的技术手段。路面再生技术是利用铣刨下来的沥青路面，加入一定比例的新集料、新沥青、再生剂重新拌和后，使其达到路用性能标准并可重新铺建的一项路面技术。路面再生的关键在于沥青混合料中老化沥青的再生，即使老化沥青恢复到一个合适的性能水平，这就需要加入适量的再生剂。
SBS改性剂是由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段聚合物构成的一种热塑性弹性体，其具有弹性良好、高温时不发生软化、低温时不发生脆断等优良特性。因此，利用SBS改性剂的这些特性，将其按照一定比例加入到基质沥青当中，通过剪切、搅拌等方式使其分散均匀，再加入一定比例的稳定剂，即形成了SBS改性沥青，并成为当今我国高等级路面中使用量最大的改性沥青。虽然SBS改性沥青具有一系列的优势，但是随着我国沥青路面进入了大规模的维修养护期，早期修建的SBS改性沥青路面同样面临着大中修的问题。如何有效利用由此产生的大量SBS改性沥青混合料，成为制约路面技术发展、生态环境保护、路用资源有效利用的一个重要问题。
目前，关于沥青再生剂的用量基本上是参照针入度指标，按照原有沥青的标准进行确定。具体为：将再生剂按照一定间隔的等差数列比例掺入到老化沥青当中，测定再生沥青的针入度，并进行再生剂比例与针入度结果的数据拟合，然后根据新沥青的针入度带入拟合公式确定再生剂的用量。该方法参考性能单一，不能真实反应沥青性能的恢复情况。而且针入度指标随再生剂用量呈现单调变化的趋势，不存在一个性能峰值，这就不能实现性能最优。虽然方法简单，但所得再生剂用量不准，直接影响再生沥青混合料的路用性能。特别是对于SBS改性沥青而言，由于SBS改性剂的加入，使沥青的结构更为复杂，沥青老化的机理也与基质沥青不同。如果仍然按照上述方法进行再生剂用量的确定更为不合理。
并且，目前市场上再生剂种类繁多，选择适合该路段老化沥青的再生剂也十分关键。再生剂的再生机理大多基于组分调和理论，但是不同厂家的再生剂，其中的组分也不同，因此对老化沥青的影响也不尽相同。如果仅仅按照针入度的标准同样不能选择适合某种老化沥青的再生剂。
因此，选择适合的再生剂并确定用量时，不宜仅以原样沥青的针入度为目标再生恢复水平。然而目前没有一种有效的确定沥青再生剂种类及用量的试验方法。由于沥青的流变性随着沥青的老化、再生能够比普通的性能指标更真实的反应路用性能，因此，为了更有效的实现沥青性能的再生，亟需一种能够基于SBS流变性能指标的确定沥青再生剂用量的技术。
引用文献[1]公开了一种基于流变性能平衡设计的沥青再生剂用量确定方法，该方法步骤为：1)从铣刨料RAP中回收旧沥青；2)制备不同再生剂用量的再生沥青试样；3)测试再生沥青试样的复合剪切模量G*、高温不可恢复蠕变柔量Jnr-3.2、疲劳失效寿命Nf和低温松弛模量G(t)、松弛速率mr(t)；4)确定最佳再生剂用量及类型。但是该方法需要数据量比较大，且数据处理较为复杂，过程较为复杂。
引用文献[1]：CN109142694A
发明内容
发明要解决的问题
针对现有技术在有效确定沥青再生剂用量方面所存在的短板，本发明基于沥青的多重应力蠕变恢复性能指标，从流变性的角度出发提出一种能够确定沥青再生剂用量的方法，使得沥青性能恢复到一个良好水平，实现沥青路面的高效再生。
用于解决问题的方案
[1]、一种确定沥青再生剂用量的方法，其中，包括以下步骤：
获取原样沥青的车辙因子临界值对应的临界温度；
获取老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度；
另取N份原样沥青，在N份原样沥青中分别加入不同含量的再生剂，得到第一预混物至第N预混物，其中，N大于等于2；
分别获取第一预混物至第N预混物的车辙因子临界值对应的临界温度；
分别获取老化的第一预混物至老化的第N预混物的疲劳因子临界值对应的临界温度；
依据第一预混物至所述第N预混物中再生剂的含量以及第一预混物至第N预混物的临界温度，然后进行线性拟合，得到第一拟合模型；
依据第一预混物至所述第N预混物中再生剂的含量以及老化的第一预混物至老化的第N预混物的临界温度，然后进行线性拟合，得到第二拟合模型；
基于原样沥青的临界温度、老化的原样沥青的临界温度、第一拟合模型以及第二拟合模型，确定再生剂的用量。
[2]、根据[1]所述的确定沥青再生剂用量的方法，其中，通过对所述原样沥青进行薄膜加热试验，得到短期老化的原样沥青。
[3]、根据[2]所述的确定沥青再生剂用量的方法，其中，所述薄膜加热试验中，所述加热的温度为170～180℃；所述加热的时间为4～6h。
[4]、根据[2]或[3]所述的确定沥青再生剂用量的方法，其中，通过对短期老化的原样沥青继续进行压力老化试验，得到长期老化的原样沥青。
[5]、根据[4]所述的确定沥青再生剂用量的方法，其中，所述压力老化试验中，所述加热的温度为90～110℃，压力为1.8～2.5mPa，加热的时间为18～22h。
[6]、根据权利要求[1]-[5]任一项所述的确定沥青再生剂用量的方法，其中，通过沥青流变性质试验获得所述车辙因子临界值对应的临界温度和/或所述疲劳因子临界值对应的临界温度。
[7]、根据[6]所述的确定沥青再生剂用量的方法，其中，所述沥青流变性质试验前，还包括将原样沥青或老化的原样沥青加热至145-155℃，加热时间为15-20min，以使得沥青处于流动状态。
[8]、根据[6]或[7]所述的确定沥青再生剂用量的方法，其中，所述原样沥青的车辙因子临界值对应的临界温度为：原样沥青进行流变性质试验在车辙因子为1.0kPa时所对应的温度；
所述老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度为：老化的原样沥青进行流变性质试验在疲劳因子达到5000kPa时所对应的温度。
[9]、根据权利要求[1]-[8]任一项所述的确定沥青再生剂用量的方法，其中，按照下述公式(I)获取Sum的最小值，所述Sum的最小值对应的x的值为所述再生剂的最小用量，
Sum＝[Y1(x)-T01]2+[Y2(x)-T02]2(I)
其中，x为再生剂的用量；
Y1(x)为第一拟合模型；
Y2(x)为第二拟合模型；
T01为原样沥青的车辙因子临界值对应的临界温度；
T02为老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度。
[10]、根据权利要求[1]-[9]任一项所述的确定沥青再生剂用量的方法，其中，所述原样沥青包括：道路石油沥青、天然沥青、焦油沥青和改性沥青等中的一种或两种以上的组合。
发明的效果
通过使用本发明的方法可以确定沥青再生剂的用量，从而能够提高再生沥青的综合路用性能与沥青路面的再生效果。
进一步地，本发明基于沥青的PG高温、中温等级性能指标，根据所得出的临界温度值，确定再生剂最小用量，使得沥青性能恢复到一个良好水平。
附图说明
图1示出了实施例1的S型再生剂含量与临界温度的关系图；
图2示出了实施例1的S型再生剂含量与添加S型再生剂的再生沥青老化后的临界温度的关系图；
图3示出了实施例2的J型再生剂含量与临界温度的关系图；
图4示出了实施例2的J型再生剂含量与添加J型再生剂的再生沥青老化后的临界温度的关系图；
图5示出了实施例3的A型再生剂含量与临界温度的关系图；
图6示出了实施例3的A型再生剂含量与添加A型再生剂的再生沥青老化后的临界温度的关系图。
具体实施方式
以下将详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好地说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
如无特殊声明，本发明所使用的单位均为国际标准单位，并且本发明中出现的数值，数值范围，均应当理解为包含了工业生产中所允许的误差。
沥青的流变性质能够直接反应沥青路面的使用性能，而常规的指标，比如三大指标(针入度、软化点、延度)等都以经验指标为主，与路面使用性能并没有直接的联系。沥青的流变性能试验主要包括两种试验：动态剪切流变试验与弯曲梁流变试验。其中动态剪切流变试验主要进行沥青的PG高温、中温试验，获得不同温度下的车辙因子(G*/sinδ)与疲劳因子(G*·sinδ)反应沥青结合料的高温抗车辙性能与中温抗疲劳性能；弯曲梁流变试验主要进行沥青的PG低温试验，并获得不同温度下的劲度模量(S)与m值反应沥青结合料的低温抗裂性能。一般而言，沥青的流变特性更能真实反应其路用性能。
另外虽然AASHTO关于PG分级中规定的临界值是基质沥青的数值，但是由于本专利是关于再生剂用量的确定是在原样SBS改性沥青的基准上进行计算，因此为了计算简单可行，继续沿用AASHTO规定的临界值并不会对结果有影响。本发明基于沥青的PG高温、中温等级性能指标，根据所得出的临界温度值，确定再生剂最小用量，使得沥青性能恢复到一个良好水平，实现使用性能和经济效益的最化。
具体地，本发明提供了一种确定沥青再生剂用量的方法，其包括以下步骤：
获取原样沥青的车辙因子临界值对应的临界温度；
获取老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度；
另取N份原样沥青，在N份原样沥青中分别加入不同含量的再生剂，得到第一预混物至第N预混物，其中，N大于等于2；
分别获取第一预混物至第N预混物的车辙因子临界值对应的临界温度；
分别获取老化的第一预混物至老化的第N预混物的疲劳因子临界值对应的临界温度；
依据第一预混物至所述第N预混物中再生剂的含量以及第一预混物至第N预混物的临界温度，然后进行线性拟合，得到第一拟合模型；
依据第一预混物至所述第N预混物中再生剂的含量以及老化的第一预混物至老化的第N预混物的临界温度，然后进行线性拟合，得到第二拟合模型；
基于原样沥青的临界温度、老化的原样沥青的临界温度、第一拟合模型以及第二拟合模型，确定再生剂的用量。
本发明基于沥青的多重应力蠕变恢复性能指标，从流变性的角度出发提出一种能够确定废旧沥青再生剂用量的方法，使得沥青性能恢复到一个良好水平，实现沥青路面的高效再生。具体而言：
原样沥青
本发明在确定沥青再生剂用量的方法时所使用的原样沥青，可以是本领域任何可行的原样沥青。本发明对原样沥青样品不作特别限定，只要是能够实现本发明的方案和功能即可。
作为优选，在本发明中，所述沥青包括：道路石油沥青、天然沥青、焦油沥青和改性沥青等中的一种或两种以上的组合。
具体而言，所述道路石油沥青包括低标号道路石油沥青、70#～200#道路石油沥青等中的一种或两种以上的组合。
进一步地，所述低标号道路石油沥青，可以是50#道路石油沥青及小于50#道路石油沥青的道路石油沥青，例如25#道路石油沥青、35#道路石油沥青、及50#道路石油沥青等。
所述天然沥青包括湖沥青、岩石沥青、海底沥青等中的一种或两种以上的组合；
所述改性沥青包括SBS改性沥青。
其中，SBS改性沥青是SBS改性剂与基质沥青在高速剪切条件下，通过溶胀形成空间立体网状结构，从而使得路用性能得到提高。SBS改性沥青路面施工成本较高，有着很高的再生价值，因此选择适合的再生剂并确定其最小用量对于提升SBS改性沥青再生后的路用性能至关重要。而本发明的方案完全可以适用于SBS改性沥青。
老化
本发明可以通过对所述原样沥青进行薄膜加热试验，得到短期老化的原样沥青。薄膜加热试验适用于测定道路石油沥青、改性沥青等原样沥青经薄膜烘箱加热(简称TFOT)后的质量变化。本发明利用薄膜加热试验的目的在于获得短期老化的原样沥青。优选使用薄膜烘箱按照JTG E20-2011中的T0610或T0609的方法进行薄膜加热实验。
作为优选，薄膜加热试验中，所述加热的温度为170～180℃，加热的时间为4～6h。具体地，按照JTG E20-2011中T0609的方法，薄膜烘箱可以在10min回升至170～180℃，使试样在此温度条件下受热时间4～6h。
进一步，本发明通过对短期老化的原样沥青继续进行压力老化试验，得到长期老化的原样沥青。压力老化试验是采用高温和压缩空气在压力老化容器(PAV)中对沥青进行加速老化，目的是模拟沥青在道路使用过程中发生的氧化老化，用来评价不同沥青在试验温度和压力条件下的抗氧化老化能力。
在本发明中，可以使用压力老化试验仪(PAV)进行压力老化试验。优选使用压力老化试验仪(PAV)按照JTG E20-2011中的T0630的方法进行压力老化试验。
作为优选，所述压力老化试验中，所述加热的温度为90～110℃，供给空气压力为1.8～2.5mPa，加热的时间为18～22h。
具体地，在本发明中，可以按照如下步骤及注意事项进行压力老化试验：
步骤1、将盘架放在压力老化容器(PAV)内部，按相关要求选择压力老化容器(PAV)温度，开启加热器，将压力老化容器(PAV)预热到选定的老化温度。当温度达到老化温度后，迅速将压力老化容器(PAV)打开，将准备好的盛样盘放入压力老化容器(PAV)中的试样架上，然后关闭压力老化容器(PAV)。
步骤2、当压力老化容器(PAV)内部的温度达到低于规定温度2℃时(要求在2h内达到)，供给1.8～2.5mPa的空气压力，并开始计时。保持压力老化容器(PAV)内的温度和空气压力18～22h，其中压力老化容器(PAV)内部的温度为90～110℃。
步骤3、到规定的18～22h的老化时间后，开启减压阀，使压力老化容器(PAV)内的压力在8～l5min减小到与外部压力相同。
步骤4、在18～22h的老化阶段，如果温度记录设备显示的温度高于或低于目标老化变±0.5℃的总时间超过60min，则老化过程无效，废弃试验样品；同样，如果压力超出规定范围，亦废弃试验样品。
步骤5、打开压力老化容器(PAV)，拿出试验架和盛样盘，将盘中热的残留物倒入一个容器中，加热并搅拌除去气泡后，可立刻进行压力老化(PAV)残留物的性能测定。如果不立即对残留物进行试验，应盖好在室温下存放，留待以后试验。
混合
另取N份原样沥青，在N份原样沥青中分别加入不同含量的再生剂，得到第一预混物至第N预混物，其中，N大于等于2；本发明对再生剂与原样沥青混合的方式不作特别限定，可以是本领域任何可行的常规混合方式。例如：采用搅拌的方式等。
具体地，在进行混合时，可以适当进行加热，一般而言，加热的温度可以是130-170℃，优选140-160℃；加热的时间可以是5-20min，优选8-15min。
沥青流变性质试验
在本发明中，分别获取第一预混物至第N预混物的车辙因子临界值对应的临界温度；分别获取老化的第一预混物至老化的第N预混物的疲劳因子临界值对应的临界温度。
在本发明中，通过沥青流变性质试验获得所述车辙因子临界值对应的临界温度和/或所述疲劳因子临界值对应的临界温度。
具体地，所述原样沥青的车辙因子临界值对应的临界温度为：原样沥青进行流变性质试验在车辙因子为1.0kPa时所对应的温度；
所述老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度为：老化的原样沥青进行流变性质试验在疲劳因子达到5000kPa时所对应的温度。
进一步地，所述沥青流变性质试验前，还包括将原样沥青或老化的原样沥青加热至145～155℃，以使得沥青处于流动状态。
具体地，该沥青流变性质试验按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTGE20-2011)中T 0628-2011沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法)利用动态剪切流变仪(简称DSR)进行试验。
另外，对于进行沥青流变性质试验的初始温度，一般而言，原样沥青的初始温度可以从任何温度开始。但是考虑到试验的准确性以及可以快速获得临界温度，对于原样沥青，其初始温度可以为64℃；对于老化的原样沥青，其初始温度可以是25℃。对于测试时原样沥青的用量，本发明不作特别限定，可以满足沥青流变性质试验即可。
沥青再生剂用量的确定
在本发明中，对于沥青再生用量的确定，首先可以依据第一预混物至第N预混物中再生剂的含量以及第一预混物至第N预混物的临界温度，然后进行线性拟合，得到第一拟合模型；然后依据第一预混物至第N预混物中再生剂的含量以及老化的第一预混物至老化的第N预混物的临界温度，然后进行线性拟合，得到第二拟合模型；基于原样沥青的临界温度、老化的原样沥青的临界温度、第一拟合模型以及第二拟合模型，确定再生剂的用量。
在本发明中，第一预混物至第N预混物的临界温度以及老化的第一预混物至老化的第N预混物的临界温度均可以通过上述沥青流变性质试验获得。对于第一预混物至第N预混物用量，本发明不作特别限定，可以满足沥青流变性质试验即可。
对于进行沥青流变性质试验的初始温度，一般而言，原样沥青的初始温度可以从任何温度开始。但是考虑到试验的准确性以及可以快速获得临界温度，对于第一预混物至第N预混物，其初始温度可以为64℃；对于老化的第一预混物至老化的第N预混物，其初始温度可以是25℃。对于测试时原样沥青的用量，本发明不作特别限定，可以满足沥青流变性质试验即可。
具体地，在本发明中，对于再生剂用量，可以按照下述公式(I)计算得到Sum的最小值，所述Sum的最小值为对应的x的值为所述再生剂的最小用量，
Sum＝[Y1(x)-T01]2+[Y2(x)-T02]2(I)
其中，x为再生剂的用量；
Y1(x)为第一拟合模型；
Y2(x)为第二拟合模型；
T01为原样沥青的车辙因子临界值对应的临界温度；
T02为老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度。
实施例
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
选用再生用废旧SBS改性沥青与不同厂家的3种再生剂，再生剂分别记为再生剂S、再生剂J、再生剂A，其中三种再生剂的基本性能指标见下表：
表1再生剂基本指标
注：其中黏度为60℃时的布氏黏度。
实施例1
1、取原样SBS改性沥青置于动态剪切流变仪(DSR)操作台上，然后按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中T 0628-2011沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法)进行试验，试验温度从64℃开始，记录原样SBS改性沥青的车辙因子对应的临界温度为T01＝77.5℃。其中，原样SBS改性沥青的车辙因子临界值对应的临界温度为：原样沥青进行流变性质试验在车辙因子为1.0kPa时所对应的温度。
2、将原样SBS改性沥青依次经短期老化和长期老化后，置于动态剪切流变仪(DSR)操作台上，然后按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中T 0628-2011沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法)进行试验，试验温度从25℃开始，记录老化的原样SBS改性沥青的疲劳因子对应的临界温度为T02＝20.9℃，其中，所述老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度为：老化的原样沥青进行流变性质试验在疲劳因子达到5000kPa时所对应的温度。
其中，短期老化：按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中T0609-2011沥青薄膜加热实验进行试验，将50±0.5g的沥青试样倒入盛样皿中，放入薄膜烘箱中，175℃条件下加热5h完成。
压力老化实验：将短期老化后的沥青放入压力老化试验容器，100℃，2.1MPa条件下20h完成，具体操作步骤参见本发明的记载的操作步骤。
3、另取三份原样SBS改性沥青，以原样SBS改性沥青的总质量计，分别加入15％的再生剂S、18％的再生剂S、21％的再生剂S，在SBS改性沥青可以流动的条件下缓慢搅拌均匀，搅拌温度为150℃，搅拌时间10分钟，得到三份再生剂含量不同的SBS改性沥青，依次记作第一预混物、第二预混物、第三预混物。
4、分别将第一预混物、第二预混物、第三预混物置于动态剪切流变仪(DSR)操作台上，然后按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中T 0628-2011沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法)进行试验，其直接进行沥青的浇筑，第一预混物、第二预混物、第三预混物的使用量分别满足模具间距为1mm即可，试验温度从64℃开始，记录第一预混物、第二预混物、第三预混物的车辙因子临界值对应的临界温度分别为73.6、70.7、69.3。
6、以第一预混物至所述第三预混物中再生剂的含量为横坐标，以第一预混物至第三预混物的车辙因子临界值对应的临界温度为纵坐标，然后进行线性拟合，得到第一拟合模型：
Y1＝-1.0425x+90.074，R2＝0.9915。
7、分别将第一预混物、第二预混物、第三预混物经过薄膜烘箱短期老化以及长期老化之后，得到老化的第一预混物、老化的第二预混物、老化的第三预混物。将老化的第一预混物、老化的第二预混物、老化的第三预混物置于动态剪切流变仪(DSR)操作台上，然后按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中T 0628-2011沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法)进行试验，试验温度从25℃开始，记录老化的第一预混物、老化的第二预混物、老化的第三预混物的疲劳因子对应的临界温度分别为19.9、19.3、19.0，其中，薄膜烘箱短期老化和长期老化与步骤2相同。
8、以第一预混物至所述第三预混物中再生剂的含量为横坐标，以及老化的第一预混物至老化的第一预混物的临界温度为纵坐标，然后进行线性拟合，得到第二拟合模型：
Y2＝-0.1862x+22.764，R2＝0.9956。
9、按照下述公式(I)计算得到Sum的最小值，所述Sum的最小值对应的x的值为所述再生剂的最小用量，
Sum＝[Y1(x)-T01]2+[Y2(x)-T02]2 (I)
其中，x为再生剂的用量；
Y1(x)为第一拟合模型；
Y2(x)为第二拟合模型；
T01为原样沥青的车辙因子临界值对应的临界温度；
T02为老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度。
经计算，得到再生剂S的最小用量约为12.0％。
实施例2
1、取原样SBS改性沥青置于动态剪切流变仪(DSR)操作台上，然后按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中T 0628-2011沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法)进行试验，试验温度从64℃开始，记录原样SBS改性沥青的车辙因子对应的临界温度为T01＝77.5℃，其中，原样SBS改性沥青的车辙因子临界值对应的临界温度为：原样沥青进行流变性质试验在车辙因子为1.0kPa时所对应的温度。
2、将原样SBS改性沥青依次经短期老化和长期老化后，置于动态剪切流变仪(DSR)操作台上，然后按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中T 0628-2011沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法)进行试验，试验温度从25℃开始，记录老化的原样SBS改性沥青的疲劳因子对应的临界温度为T02＝20.9℃，其中，薄膜烘箱短期老化和长期老化实验与实施例1相同；所述老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度为：老化的原样沥青进行流变性质试验在疲劳因子达到5000kPa时所对应的温度。
3、另取三份SBS改性沥青，以SBS改性沥青的总质量计，分别加入10％的再生剂J、13％的再生剂J、16％的再生剂J，在SBS改性沥青可以流动的条件下缓慢搅拌均匀，搅拌温度为150℃，搅拌时间10分钟，得到三份再生剂含量不同的SBS改性沥青，依次记作第一预混物、第二预混物、第三预混物。
4、分别将第一预混物、第二预混物、第三预混物置于动态剪切流变仪(DSR)操作台上，然后按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中T 0628-2011沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法)进行试验，试验温度从64℃开始，记录第一预混物、第二预混物、第三预混物的车辙因子临界值对应的临界温度分别为78.0℃、74.6℃、71.5℃。
6、以第一预混物至所述第三预混物中再生剂的含量为横坐标，以第一预混物至第三预混物的车辙因子临界值对应的临界温度为纵坐标，然后进行线性拟合，得到第一拟合模型：
Y1＝-1.1922x+90.249，R2＝0.9987。
7、分别将第一预混物、第二预混物、第三预混物经过薄膜烘箱短期老化以及长期老化之后，得到老化的第一预混物、老化的第二预混物、老化的第三预混物。将老化的第一预混物、老化的第二预混物、老化的第三预混物置于动态剪切流变仪(DSR)操作台上，然后按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中T 0628-2011沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法)进行试验，试验温度从25℃开始，记录老化的第一预混物、老化的第二预混物、老化的第三预混物的疲劳因子对应的临界温度分别为16.2℃、14.8℃、13.5℃，其中，薄膜烘箱短期老化和长期老化与实施例1相同。
8、以第一预混物至所述第三预混物中再生剂的含量为横坐标，以及老化的第一预混物至老化的第一预混物的临界温度为纵坐标，然后进行线性拟合，得到第二拟合模型：
Y2＝-0.5926x+22.603，R2＝0.9918。
9、按照下述公式(I)计算得到Sum的最小值，所述Sum的最小值对应的x的值为所述再生剂的最小用量，
Sum＝[Y1(x)-T01]2+[Y2(x)-T02]2 (I)
其中，x为再生剂的用量；
Y1(x)为第一拟合模型；
Y2(x)为第二拟合模型；
T01为原样沥青的车辙因子临界值对应的临界温度；
T02为老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度。
经计算，得到再生剂J的最小用量约为9.14％。
实施例3
1、取原样SBS改性沥青置于动态剪切流变仪(DSR)操作台上，然后按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中T 0628-2011沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法)进行试验，试验温度从64℃开始，记录原样SBS改性沥青的车辙因子对应的临界温度为T01＝77.5℃，其中，原样SBS改性沥青的车辙因子临界值对应的临界温度为：原样沥青进行流变性质试验在车辙因子为1.0kPa时所对应的温度。
2、将原样SBS改性沥青依次经短期老化和长期老化后，置于动态剪切流变仪(DSR)操作台上，然后按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中T 0628-2011沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法)进行试验，试验温度从25℃开始，记录老化的原样SBS改性沥青的疲劳因子对应的临界温度为T02＝20.9℃，其中，薄膜烘箱短期老化和长期老化实验与实施例1相同，所述老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度为：老化的原样沥青进行流变性质试验在疲劳因子达到5000kPa时所对应的温度。
3、另取三份SBS改性沥青，以SBS改性沥青的总质量计，分别加入7％的再生剂A、10％的再生剂A、13％的再生剂A，在SBS改性沥青可以流动的条件下缓慢搅拌均匀，搅拌温度为150℃，搅拌时间10分钟，得到三份再生剂含量不同的SBS改性沥青，依次记作第一预混物、第二预混物、第三预混物。
4、分别将第一预混物、第二预混物、第三预混物置于动态剪切流变仪(DSR)操作台上，然后按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中T 0628-2011沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法)进行试验，试验温度从64℃开始，记录第一预混物、第二预混物、第三预混物的车辙因子临界值对应的临界温度分别为79.7℃、75.5℃、70.9℃。
6、以第一预混物至所述第三预混物中再生剂的含量为横坐标，以第一预混物至第三预混物的的车辙因子临界值对应临界温度为纵坐标，然后进行线性拟合，得到第一拟合模型：
Y1＝-1.4962x+90.347，R2＝0.9998。
7、分别将第一预混物、第二预混物、第三预混物经过薄膜烘箱短期老化以及长期老化之后，得到老化的第一预混物、老化的第二预混物、老化的第三预混物。将老化的第一预混物、老化的第二预混物、老化的第三预混物置于动态剪切流变仪(DSR)操作台上，然后按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中T 0628-2011沥青流变性质试验(动态剪切流变仪法)进行试验，试验温度从25℃开始，记录老化的第一预混物、老化的第二预混物、老化的第三预混物的疲劳因子对应的临界温度分别为16.3℃、13.3℃、11.1℃，其中，薄膜烘箱短期老化和长期老化与实施例1相同。
8、以第一预混物至所述第三预混物中再生剂的含量为横坐标，以及老化的第一预混物至老化的第一预混物的临界温度为纵坐标，然后进行线性拟合，得到第二拟合模型：
Y2＝-0.9124x+22.718，R2＝0.998。
9、按照下述公式(I)计算得到Sum的最小值，所述Sum的最小值对应的x的值为所述再生剂的最小用量，
Sum＝[Y1(x)-T01]2+[Y2(x)-T02]2 (I)
其中，x为再生剂的用量；
Y1(x)为第一拟合模型；
Y2(x)为第二拟合模型；
T01为原样沥青的车辙因子临界值对应的临界温度；
T02为老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度。
经计算，得到再生剂A的最小用量约为6.8％。
实验效果验证
将确定好的再生剂用量加入到老化SBS改性沥青当中，按照《公路工程沥青及沥青混合料试样规程》(JTG E20-2011)中沥青黏韧性试验，测试再生SBS改性沥青的黏韧性。试验掺量的每种再生沥青的黏韧性试验结果见下表2所示，另外，长期老化沥青的黏韧性为22.62N·m。
表2
对比表2的数据可以看到，再生剂的含量为本发明的方法获得的最小含量时，其黏韧性测试结果均高于其它各掺量下的数据。而黏韧性作为评价SBS改性沥青性能的一项必须指标，所得结果证明本发明的方法所得沥青再生剂用量准确可行。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种确定沥青再生剂用量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取原样沥青的车辙因子临界值对应的临界温度；
获取老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度；
另取N份原样沥青，在N份原样沥青中分别加入不同含量的再生剂，得到第一预混物至第N预混物，其中，N大于等于2；
分别获取第一预混物至第N预混物的车辙因子临界值对应的临界温度；
分别获取老化的第一预混物至老化的第N预混物的疲劳因子临界值对应的临界温度；
依据第一预混物至第N预混物中再生剂的含量以及第一预混物至第N预混物的临界温度，然后进行线性拟合，得到第一拟合模型；
依据第一预混物至第N预混物中再生剂的含量以及老化的第一预混物至老化的第N预混物的临界温度，然后进行线性拟合，得到第二拟合模型；
基于原样沥青的临界温度、老化的原样沥青的临界温度、第一拟合模型以及第二拟合模型，确定再生剂的用量；
按照下述公式(I)获取Sum的最小值，所述Sum的最小值对应的x的值为所述再生剂的最小用量，
Sum＝[Y1(x)-T01]2+[Y2(x)-T02]2(I)
其中，x为再生剂的用量；
Y1(x)为第一拟合模型；
Y2(x)为第二拟合模型；
T01为原样沥青的车辙因子临界值对应的临界温度；
T02为老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度。
2.根据权利要求1所述的确定沥青再生剂用量的方法，其特征在于，通过对所述原样沥青进行薄膜加热试验，得到短期老化的原样沥青。
3.根据权利要求2所述的确定沥青再生剂用量的方法，其特征在于，所述薄膜加热试验中，所述加热的温度为170～180℃；所述加热的时间为4～6h。
4.根据权利要求2或3所述的确定沥青再生剂用量的方法，其特征在于，通过对短期老化的原样沥青继续进行压力老化试验，得到长期老化的原样沥青。
5.根据权利要求4所述的确定沥青再生剂用量的方法，其特征在于，所述压力老化试验中，所述加热的温度为90～110℃，压力为1.8～2.5mPa，加热的时间为18～22h。
6.根据权利要求1-3任一项所述的确定沥青再生剂用量的方法，其特征在于，通过沥青流变性质试验获得所述车辙因子临界值对应的临界温度和/或所述疲劳因子临界值对应的临界温度。
7.根据权利要求6所述的确定沥青再生剂用量的方法，其特征在于，所述沥青流变性质试验前，还包括将原样沥青或老化的原样沥青加热至145-155℃，加热时间为15-20min，以使得沥青处于流动状态。
8.根据权利要求6所述的确定沥青再生剂用量的方法，其特征在于，所述原样沥青的车辙因子临界值对应的临界温度为：原样沥青进行流变性质试验在车辙因子为1.0kPa时所对应的温度；
所述老化的原样沥青的疲劳因子临界值对应的临界温度为：老化的原样沥青进行流变性质试验在疲劳因子达到5000kPa时所对应的温度。
9.根据权利要求1-3任一项所述的确定沥青再生剂用量的方法，其特征在于，所述原样沥青包括：道路石油沥青、天然沥青、焦油沥青和改性沥青中的一种或两种以上的组合。
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