T0727—2025 沥青回收方法(旋转蒸发器法)
本文引用JTG 3410-2025《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》-T0727—2025 沥青回收方法(旋转蒸发器法)
1目的与适用范围
本方法适用于旋转蒸发器法从沥青路面或沥青混合料中回收的沥青,可供评定沥青混合料中沥青的老化程度,以及分析沥青路面的破坏原因,进行再生沥青混合料的配合比设计等使用。根据需要对回收沥青测定各种性质及化学组分。
2仪具与材料
2.1抽提沥青液的仪器与材料可以选择下列仪器与材料:
(1)滚筒式自动抽提仪法试验仪器与材料,并满足本规程T0722相关要求。
(2)筛塔式自动抽提仪法试验仪器与材料,并满足本规程T0722相关要求。
(3)离心抽提仪法试验仪器与材料,并满足本规程T0722相关要求。
(4)其他能够获得抽提沥青液的冷抽提仪器与材料。
2.2沥青回收装置
2.2.1旋转蒸发器沥青回收装置:主要由下列部分组成:
(1)旋转烧瓶:容量1000mL,置于加热装置上,可通入N₂或CO₂气体。回收沥青时,旋转烧瓶中可放入6个直径3mm玻璃珠。
(2)溶剂回收烧瓶:容量不小于1000mL。
(3)减压抽气装置:可用真空泵,能形成满足试验要求的负压。
(4)加热装置:油浴加热,加热能力不小于200℃。加热油为闪点高于215℃的硅油。油浴深度不小于100mm。
(5)冷凝器:冷凝回收溶剂,冷却液采用循环冷却水。
(6)旋转速度控制器:带驱动马达和速度控制器,能够控制旋转速度,控制精度为±2r/min。
2.2.2蒸发瓶:耐压蒸发瓶,容量1L,由耐热玻璃制成,配有磨玻璃接头。
2.2.3烧杯:容量为2L或5L。
2.3压力计:能够测定绝对压力。两个,一个量程为0~100kPa,精度±0.5kPa,分辨率0.1kPa;一个量程为0~100kPa,精度±0.1kPa,分辨率0.1kPa。或者一个气压计,量程0~100kPa,精度±0.1kPa,分辨率0.1kPa。
2.4气体流量计(限加气式):量程1000mL/min。
2.5气源(限加气式):CO₂气体或纯度≥99.95%的N₂气体。气源储存在贮气钢瓶中,带减压阀。
2.6温度计:数显式温度传感器,量程不小于200℃,精度±0.5℃。
2.7灌样容器:带柄、深底的瓷坩埚或不锈钢锅,容积约250mL。
2.8抽提溶剂:试剂级溶剂,可根据沥青类型选用溶解性最佳溶剂,如三氯乙烯、正溴丙烷、二氯甲烷和甲苯。若无规定,一般可采用三氯乙烯溶剂。
注:沥青结合料在抽提溶剂中充分溶解非常重要,必要时可按本规程T0607测定溶解度,检验抽提溶剂的有效性。
注:三氯乙烯宜在棕色玻璃瓶中密封、避光、通风储存。也可在钢桶中密封、避光、通风储存,但一旦打开,剩余溶剂应移人棕色玻璃瓶中密封、避光、通风储存。对于蒸馏回收再利用和长期存放的三氯乙烯溶液,应检验溶剂碱度高于7ppm NaOH当量,pH值高于7.2。仲裁试验时,不得采用回收溶剂。
2.9其他:计时器等。
3旋转蒸发器沥青回收装置的标定
3.1新旋转蒸发器沥青回收装置或使用中每6个月标定一次。
3.2用真空计标定减压抽气装置真空度,示值误差应≤±0.1kPa。
3.3用流量计标定500mL/min时流量,示值误差应≤±5mL/min。
3.4用温度传感器标定油浴温度传感器,示值误差应≤±1℃。
3.5标定旋转烧瓶的转速,误差应≤±2r/min。
4试验准备
4.1沥青回收试验应在通风橱或通风良好条件下进行。
4.2试样准备
4.2.1根据回收沥青检测项目,预估回收沥青残留物数量和沥青混合料试样数量。
4.2.2从拌和厂、运料车或施工现场取松散热沥青混合料时,按T0701进行取样,试样不养生,缩分一份试样,尽快进行抽提试验。
4.2.3对于冷拌沥青混合料、稀浆沥青混合料等松散潮湿沥青混合料,按T0701进行取样,简单缩分一份试样。将试样移入金属盘中,均匀摊平,用小铲等分割成小块;然后移入120℃±5℃烘箱中适当烘干,至间隔1h两次称量质量损失不大于2%,并适当破碎,尽快进行抽提试验。
4.2.4对于稀释(冷补)沥青混合料松散试样,按T0701进行取样,缩分一份试样。将试样放置在成型温度+11℃的烘箱中,加热直至稀释剂质量充分蒸发,至间隔1h两次称量质量损失不大于2%,尽快进行抽提试验。加热过程中注意防火安全。
4.2.5从沥青路面上钻取芯样或切割试件,或其他来源的结块沥青混合料,按T0701沥青混合料进行取样。按T0701中11.3或11.4进行处理,室内采用电风扇吹风干燥,至表面无自由水;再按11.3中温度,尽量取低值,在烘箱中加热至能够分散,加热宜不超过30min;取分散沥青混合料,缩分一份试样。
4.2.6料堆上松散RAP等旧路面破碎料,按T0701沥青混合料进行取样,缩分一份试样。
4.2.7一般以回收50~150g沥青预估一份沥青混合料试样数量。当需要更多回收沥青时,需要准备多份沥青混合料试样。
4.3沥青抽提液的准备
4.3.1可按如下方法之一准备透明的沥青抽提液,即沥青溶剂混合液:
(1)按本规程T0722中4的要求,采用离心抽提仪法进行试样离心抽提得到滤液(沥青粉料溶剂混合液),然后按照4.11.1离心法或4.11.3压力过滤法分离出粉料,得到沥青抽提液。
(2)按本规程T0722中5的要求,采用筛塔式自动抽提仪方法,直接得到沥青抽提液。沥青抽提、粉料离心分离不得加热,且关闭溶剂蒸发回收功能,不得采用回收溶剂。
(3)按本规程T0722中6的要求,采用滚筒式自动抽提仪方法,直接得到沥青抽提液。沥青抽提、粉料离心分离不得加热,且关闭溶剂蒸发回收功能,不得采用回收溶剂。
4.3.2回收的沥青抽提液,应放在密封玻璃容器中避光保存,储存时间不超过20h。
4.3.3回收沥青之前,检查抽提液表面是否有水,若有水则倾倒予以去除。
5沥青回收试验方法与步骤(加气式回收装置)
5.1将旋转蒸发回收装置组装,固定旋转烧瓶,使其与水平方向成约15°。接头均应密封,采用凡士林、甘油等密封、润滑玻璃接头。
5.2接通循环冷却水,冷却水能够进入冷凝器中。
5.3将加热装置的油浴预调至140℃±3℃,用温度传感器检查油浴中38mm深度处温度。
5.4抽真空至5.3kPa±0.7kPa;打开蒸发装置的旋塞阀,将沥青抽提液缓慢吸入旋转烧瓶中,一次吸入沥青抽提液不宜超过400mL
5.5打开气源阀门,N₂或CO₂以500mL/min流速通过蒸发装置。启动旋转烧瓶驱动电机,以约40r/min的速度旋转,并缓慢下降,使旋转烧瓶底部浸入油浴中约38mm深度处。
5.6控制旋转烧瓶浸没深度来调整溶剂蒸发速率,使通过冷凝器的蒸发溶剂能够稳定地回流到溶剂回收烧瓶中。必要时调整抽真空负压和氮气或二氧化碳流量来控制蒸发速率。
5.7当蒸发至回收烧瓶抽提沥青液少于约100mL时,停止氮气或二氧化碳流,吸入足够的沥青抽提液,再继续进行蒸发。也可以采用感应旋塞阀,连续添加抽提沥青液,使旋转烧瓶中抽提沥青液保持在约100mL。
5.8重新调整蒸发参数,使蒸发速度稳定。当蒸发至冷凝管中冷凝率低于1滴/30s时,将旋转烧瓶浸入至油浴38mm深度,油浴温度175℃、氮气速率1000mL/min、真空度93.3kPa,蒸发30min±1min,直至冷凝率接近于零。
5.9当蒸发结束后,关闭油浴,旋转烧瓶停止旋转,关闭真空,关闭气流和冷却水。移走旋转烧瓶,表面擦净。
5.10从沥青混合料抽提至完成沥青回收,整个试验不宜超过24h。
6沥青回收试验方法与步骤(不加气式回收装置)
6.1将旋转蒸发回收装置组装,固定旋转烧瓶,使其与水平方向成约15°。接头均应密封,采用凡士林、甘油等密封、润滑玻璃接头。
6.2接通循环冷却水,冷却水能够进入冷凝器中。启动旋转电机,将旋转烧瓶转速调整至75r/min±10r/min。缓慢下降旋转烧瓶至油浴深度38mm处。
6.3将加热装置的油浴预调至表T0727-1中T₁±5℃。
表T0727-1 沥青回收蒸发条件
6.4开启真空泵抽真空,至负压(绝对压力)达到表T0727-1中p₁±5kPa。
6.5打开蒸发装置的旋塞阀,将沥青抽提液缓慢注入旋转烧瓶中,一次注入沥青抽提液不宜超过400mL。也可以采用感应旋塞阀,将沥青抽提液连续引入旋转烧瓶中,同时保持沥青抽提液注入速度与蒸发速度大致相等,使旋转烧瓶中一直保持约100mL沥青抽提液。
6.6保持抽真空,使整个系统形成负压,且不得低于表T0727-1中p₁-5kPa。
6.7当绝大部分沥青抽提液完成蒸发后,必要时将气压缓慢恢复至大气压,清空溶剂回收瓶,然后再抽真空,恢复至表T0727-1中p₁±5kPa。
6.8开始第二阶段的蒸发。将油浴温度调整至表T0727-1中T₂±5℃。继续蒸发,直到溶剂完全蒸发,蒸发烧瓶中沥青泡沫消失。在3min±30s内,缓慢将真空绝对压力调整至P₂±0.5kPa。
6.9继续蒸发至蒸发烧瓶中沥青泡沫消失。若蒸发10min,仍然有泡沫,则快速将油浴温度调高至表T0727-1中T₃±5℃,继续蒸发,直至泡沫消失。
6.10泡沫消失后,再蒸发10min。
6.11当蒸发结束后,关闭油浴,旋转烧瓶停止旋转,关闭真空,关闭气流和冷却水。移走旋转烧瓶,表面擦净。
6.12从沥青混合料抽提至完成沥青回收,整个试验不宜超过24h。
7沥青蒸发残留物的处理
7.1立即将沥青残留物从旋转烧瓶中移入预热至约163℃[预计针入度小于20(0.1mm)时175℃]的灌样容器中。必要时,可将旋转烧瓶倒扣在灌样容器上,在预热至约163℃(或175℃)烘箱中加热使沥青残留物完全流出。
7.2将灌样容器中残留物搅拌均匀,置于预热至约163℃(或175℃)烘箱中加热3~10min。缓慢搅拌后立即借助预热的金属勺进行逐个试模灌样。为避免混进气泡,不得反复搅动试样。
7.3按相关试验方法进行残留物的针入度等相应试验。全部试验应在试样准备后72h内完成。
7.4若薄膜加热后不能及时进行残留物的下一步试验,可将各盛样盘中残留物全部刮入灌样容器内,搅拌均匀后带盖自然冷却,在不高于28℃下储存备用,储存时间不超过7d。再次利用时,将灌样容器带盖置于加热装置或干燥烘箱中加热至充分流动,加热时间不超过60min,加热温度应满足本规程T0602中3.2.3要求,缓慢搅拌后立即借助预热的金属勺进行逐个试模灌样。此时,应在报告中予以说明。
7.5取样按本规程T0614测定沥青灰分。若灰分>1%,则残留物无效。
7.6必要时可采用红外光谱仪等检测回收沥青中是否残留溶剂。
8报告
8.1试验项目名称和执行标准。
8.2沥青混合料的类型及来源。
8.3接样日期、样品描述。
8.4试验日期,仪器设备的名称、型号及编号。
8.5试验温度、回收沥青的各项性质测定结果。
8.6其他需要说明的情况。
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