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高速公路瀝青現場加工工藝參數

發布時間:2019-06-10   |  所屬分類:工業設計:論文發表  |  瀏覽:  |  加入收藏

  這篇論文主要介紹的是高速公路瀝青現場加工工藝參數的內容,本文作者就是通過對高速公路瀝青的相關內容做出詳細的闡述與介紹,特推薦這篇優秀的文章供相關人士參考。

高速公路瀝青現場加工工藝參數

  關鍵詞:SBS改性瀝青;現場加工;工藝參數;室內試驗

  SBS改性瀝青主要是由基質瀝青、SBS改性劑在一定的溫度條件下,經過溶脹、剪切、發育等工藝環節,形成的一種改性瀝青產品。由于SBS改性瀝青混合料具有優良的高溫穩定性、低溫延展性[1-2],因此,SBS改性瀝青在各等級公路建設中得到了大面積的應用,尤其是在高速公路建設中。目前,SBS改性瀝青的加工主要有工廠加工和現場加工兩種方式。現場加工的優點是可以保證SBS改性劑的摻量滿足要求,以及根據實際需求及時調整產量。因此,現場加工正在得到越來越多的推廣應用。要想保證現場加工生產的SBS改性瀝青滿足要求,就得先通過室內試驗研究,針對不同的SBS改性瀝青加工工藝,確定生產過程中各工藝參數,主要有SBS改性劑溶脹時間、溶脹溫度、剪切時間、剪切速率、剪切溫度、發育時間、發育溫度、SBS改性劑摻量、穩定劑摻量等[3-5]。

  1項目概況

  某高速公路瀝青路面上面層和中面層均采用SBS改性瀝青混凝土。為了通過有效控制SBS改性劑質量和摻量滿足要求,最終達到SBS改性瀝青的各項指標以及儲存穩定性均滿足要求,建設方最終決定采用現場加工SBS改性瀝青的方式。建設方提供基質瀝青和SBS改性劑、穩定劑等原材料,第三方單位只負責SBS改性瀝青的加工生產,最終的分配調用仍由建設方決定。這樣,就可以保證各種原材料的質量和用量、配方等滿足要求。第三方生產加工單位采用的現場改性加工工藝為膠體研磨磨法。結合實際加工工藝,通過大量的室內試驗,對SBS改性劑摻量、發育時間、穩定劑摻量等參數進行了研究,由此指導現場加工,保證所生產的SBS改性瀝青滿足相關要求。

  2原材料選擇

  SBS改性瀝青生產過程中,涉及的主要原材料有基質瀝青、SBS改性劑、穩定劑等。

  2.1基質瀝青

  基質瀝青采用中石化東海90#A級道路石油瀝青,其各項技術指標見表1。

  2.2SBS改性劑

  SBS改性劑采用中國石化集團巴陵石化分公司生產的道改2#星型SBS改性劑。

  2.3穩定劑

  穩定劑采用山東大山路橋工程有限公司生產的3號穩定劑。

  3生產工藝

  本次SBS改性瀝青現場加工工藝采用膠體研磨磨法[6],生產設備為山西省交通科學研究院自主知識產權設計生產的JKLG系列膠體磨,該設備具有高速剪切和高度研磨的雙重功能,達到一次性剪切研磨合格且研磨后聚合物最小粒徑為0.1μm,剪切研磨能力約為普通膠體磨的4~10倍。現場膠體研磨加工法的生產流程為:基質瀝青→高溫罐→基質瀝青泵→換熱器→流量計→生產罐(改性劑同時加入)→生產泵→膠體磨→發育罐。結合本套設備的功能和生產加工工藝流程可以看出,本次室內試驗研究需要確定的最主要參數便是SBS改性劑摻量、發育時間以及穩定劑摻量。

  4室內試驗結果及分析

  針對實際的生產工藝需求,在室內開展了不同SBS改性劑摻量、不同發育時間、不同穩定劑摻量的一系列試驗研究。

  4.1SBS改性劑摻量

  根據以往經驗,SBS改性劑摻量在4.5%~5.0%之間便可以滿足要求,若摻量過高,SBS改性劑容易結團,影響最終的改性效果。因此,本次試驗選擇了4.5%、4.7%和5.0%三種摻量,不同摻量對應的SBS改性瀝青試驗結果見表1。本組試驗中,發育時間為3h,穩定劑摻量為0.由表2可以看出,當SBS改性劑摻量為4.5%時,5℃延度、老化后的針入度比和5℃延度指標均不滿足技術要求;當SBS改性劑摻量提高到4.7%和5.0%時,除老化后5℃延度指標以外,其他指標均可以滿足技術要求,且各指標之間的變化率很小。因此,選擇SBS改性劑摻量4.7%作為后續試的標準摻量。

  4.2發育時間

  發育時間對SBS改性瀝青的最終質量有很大的影響,發育時間太短,SBS改性劑無法均勻分散,達不到改性效果;發育時間過長,改性瀝青的指標變化差異很小,設備能耗較大,且影響改性瀝青的生產加工產量。因此,本次試驗的發育時間選擇2h、3h、4h,不同發育時間對應的SBS改性瀝青試驗結果見表2。本組試驗中,SBS改性劑摻量為4.7%,穩定劑摻量為0。由表3可以看出,當發育時間為2h時,5℃延度、老化后的針入度比和5℃延度指標均不滿足技術要求;當發育時間為3h和4h時,除老化后5℃延度指標以外,其他指標均可以滿足技術要求,并且各指標之間的變化并無一致的規律性,部分指標出現了性能的下降。因此,綜合考慮各指標的變化情況、現場實際發育時間以及穩定劑的添加時間等因素,選擇發育時間3h作為后續試驗的標準發育時間。

  4.3穩定劑摻量

  當只用基質瀝青和SBS改性劑進行改性瀝青配伍性試驗,且無法達到要求的技術指標時,可以考慮摻加少量的穩定劑。穩定劑加入到SBS改性瀝青中,通過附著在SBS改性劑上,增加SBS改性劑的重量,減小SBS改性劑和基質瀝青的離析,進一步促進SBS改性劑均勻分散,提高SBS改性瀝青的各項指標。但是穩定劑不能摻加過多,否則會再次造成SBS改性劑和基質瀝青的離析,且雜質摻量過多,嚴重影響SBS改性瀝青的最終質量。因此,本次試驗穩定劑摻量選擇0、0.05%、0.1%三種摻量。本組試驗中,SBS改性劑摻量為4.7%,發育時間為3h。由表4可以看出,當穩定劑摻量為0%和0.05%時,老化后的5℃延度指標均不滿足技術要求;當穩定劑摻量為0.1%時,改性瀝青的各項試驗結果均能滿足技術要求。綜合表2~表4的各項試驗檢測結果,最終確定SBS改性劑摻量4.7%、發育時間3h、穩定劑摻量0.1%為本次試驗的合理參數。運用上述參數進行了生產前的試生產,試生產的SBS改性瀝青的全套指標均滿足技術要求,且后期正式生產過程中,各指標穩定,保證了SBS改性瀝青的質量要求。

  5注意事項

  SBS改性瀝青的現場加工生產,由于其特定的現場環境和加工條件,較工廠化生產有很多不足,為了保證現場加工生產的改性瀝青質量滿足技術要求且持續穩定,應該注意以下事項:(1)推薦摻配劑量和添加工藝為室內小樣試驗結果,與現場設備有一定差異,因此必須在正式使用前進行試生產,調試設備各參數的同時,檢驗改性瀝青各指標是否滿足要求,如有問題,應及時進行調整。(2)應在發育的最后1h添加穩定劑,為防止穩定劑添加速度過快形成凝膠,應將按比例準備好的穩定劑均勻、少量逐漸添加至處于發育狀態的改性瀝青中,并保持持續攪拌。(3)改性瀝青生產過程各環節的溫度控制、改性劑的摻配均勻性必須穩定、準確,特別是發育時間必須保證。(4)施工單位瀝青罐應具備攪拌功能,防止使用或儲存時改性瀝青離析。

  6結論

  隨著基質瀝青和改性劑產品質量的不斷提高,以及參建各方對改性瀝青現場加工工藝和最終質量的不斷認可,現場加工改性瀝青必定會得到越來越廣泛的應用。只要嚴格控制各種原材料的摻配比例以及各加工工藝參數,現場加工的改性瀝青質量即可滿足相關技術要求,并在儲存穩定性、使用及時性等方面較工廠化改性瀝青發揮更大的優勢。

  參考文獻

  [1]徐茂震,劉金景,李文志,等.SBS改性瀝青性能影響因素研究[J].化工新型材料,2015(1):169-172.

  [2]熊萍,郝培文,高傳明.SBS聚合物改性瀝青技術性能[J].長安大學學報(自然科學版),2005(1):10-14.

  [3]曹祖光,蔡明,嚴軍鋒.SBS改性瀝青儲存穩定性影響因素的研究[J].中國市政工程,2006(8):89-92.

  [4]韓森,牛冬瑜,陳凱,等.加工與存儲溫度對SBS改性瀝青的性能影響分析[J].重慶交通大學學報(自然科學版),2015(2):48-53.

  [5]牛冬瑜,韓森,陳凱,等.加工工藝關鍵參數對SBS改性瀝青性能影響[J].長安大學學報(自然科學版),2014(5):7-16.

  [6]程盛,梁清源,孟朝鋒.淺談瀝青改性方法中的膠體磨與高速剪切[J].湖南交通科技,2005(3):40-41

  作者:張杰 張全喜 單位:河南省交通規劃設計研究院股份有限公司


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