Sustainable recycling technology for rejuvenating aged bitumen by hydrothermal decomposition

通过水热分解再生老化沥青的可持续回收技术

基本信息

批准号：
19H02219
负责人：
加納陽輔
金额：
$ 10.07万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和4年度の研究においては，令和4～5年度計画における学術的問い「老化と回復を繰り返したアスファルトの性状は？」の解明に向けて，昨年度成果に基づく最適条件（350℃）により老化と回復を繰り返したアスファルト（以下，繰り返し回復As.）の性状を評価した．供試体は，TFOTおよびPAVによって針入度（1/10mm）を20まで促進劣化させたアスファルトを用い，水熱分解法による繰り返し回復As.と再生用添加剤により老化と再生を繰り返したアスファルト（以下，繰り返し再生As.）の性状を比較評価した．ここで，繰り返し回復・再生As.とも規格値中央にあたる針入度70を目標とし，水熱分解法により目標に達しない場合は，再生用添加剤により補足した．また，令和4年度ではより効率的な若返り技術の開発を目指して，回復効果の促進を期待した触媒を試作し，これによる回復As.を併せて評価した．評価は，劣化・回復または再生の都度，以下の試験によりa)化学的性状とb)物理的性状を確認し，繰り返しに伴う性状変化から再資源化技術としての持続可能性を検証した．a) 化学的性状化学的性状に対する回復効果を赤外吸光度および組成分析より確認した．赤外吸光度は，フーリエ変換赤外分光光度計を用いた全反射測定法により，酸化に伴う酸素含有官能基の増加に着目してカルボニル・インデックスを求めた．組成分析は，薄膜クロマトグラフ法により測定し，構成成分比率より回復効果を確認した．b) 物理的性状物理的性状に対する回復効果を針入度，軟化点，伸度より確認し，さらに各結果から針入度指数を求めてアスファルトの感温性に及ぼす影響を確認した．以上から，繰り返し回復As.は繰り返し再生As.に比べて新規アスファルトの性状に類似し，かつ老化が進行しづらい可能性を確認した．令和5年度においては， 5cycleの繰り返しを目標に評価を進める．

在2020年度的研究中，为了明确2020年度计划和2020年度计划中的“反复老化和恢复的沥青的特性是什么？”这一学术问题，我们在最佳条件（350℃）下进行了研究。我们根据去年的结果对经过反复老化和恢复（以下简称反复恢复As）的沥青的性能进行了评估。所用的样品是使用TFOT和PAV加速劣化至针入深度(1/10mm)20的沥青，以及使用水热分解法和再生添加剂反复回收的反复老化和再生的沥青。下面，我们对重复播放的特性进行了比较和评估。）。在这里，我们的目标是针入度70，这是重复回收和再生As标准值的中间值，如果水热分解法没有达到目标，我们会补充再生添加剂。此外，2020年度，以开发更高效的再生技术为目标，试制了有望促进再生效果的催化剂，并对再生As进行了评价。对于每次评价，每次发生劣化、恢复或再生时，都通过以下测试来确认a）化学性能和b）物理性能，并通过重复引起的性能变化来验证作为回收技术的可持续性。 a)化学性质通过红外吸光度和成分分析来确认化学性质的恢复效果。红外吸光度通过使用傅里叶变换红外分光光度计的全反射测定来测定，羰基指数通过着眼于氧化引起的含氧官能团的增加来求出。使用薄膜色谱法进行组成分析，由构成成分的比例确认回收效果。 b) 物理性能通过针入度、软化点和伸长率来确认对物理性能的恢复效果，并根据每个结果确定针入度指数，以确认对沥青温度敏感性的影响。由上可知，与反复回收的沥青相比，反复回收的沥青具有与新沥青相似的性能，并且老化不太可能进行。 2020财年，我们将以重复5个周期为目标继续进行评估。