劉子源
摘 要:隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人們對道路交通的要求越來越高,不僅要方便人們的出行,而且還要平坦穩(wěn)定。目前,道路瀝青在公路建設(shè)中使用廣泛,使人們出行更為舒適。本文就瀝青添加劑在道路石油瀝青制備中的應(yīng)用進行研究,以不斷改進道路瀝青的性能,促進公路建設(shè)技術(shù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:瀝青添加劑;道路;石油瀝青
前言:道路石油瀝青廣泛應(yīng)用于公路建設(shè)中,然而,由于各個地區(qū)氣候和降水的差異,道路石油瀝青不是對所有公路段都適合。所以,瀝青添加劑的出現(xiàn)有效的解決了這一問題,瀝青添加劑可以改變道路石油瀝青的性能,使其更適應(yīng)公路建設(shè)的要求,建設(shè)優(yōu)質(zhì)公路基礎(chǔ)設(shè)施。
一、瀝青添加劑概述
(一)瀝青添加劑
瀝青添加劑是添加在瀝青當中,用以改變?yōu)r青物理或者化學性能而適應(yīng)某種特殊需求的添加劑。瀝青添加劑的類型多種多樣,有的可以軟化瀝青,有的可以硬化瀝青,人們可以根據(jù)不同的情況靈活選用適合的瀝青添加劑。
(二)常見瀝青添加劑
1.FR1
FR1是由撫順石油化工研究院開發(fā)的瀝青添加劑,外觀是一種棕色的粘稠狀物質(zhì),它在實際工作中更多的是作為一種促進劑,可以提高瀝青在TFOT之后的延度。FR1的使用可以使瀝青的延度大幅度提高,有利于建設(shè)高品質(zhì)的公路。
2.PNS
PNS是一種抗老化劑,是一種粉狀或者顆粒狀物質(zhì),它不但可以提高瀝青的針入度比,而且能夠有效延緩瀝青在高溫高熱狀態(tài)下延度下降的速度。PNS的使用,有效的提高了公路石油瀝青的穩(wěn)定性,延長了公路的使用壽命。
二、瀝青添加劑在道路石油瀝青制備中存在的問題
首先,添加劑的使用量難以把握。瀝青添加劑在使用過程中,對使用量的把握一直都是一個難題,使用量的不同直接影響到瀝青性能的變化。由于測量不精密或者操作不當,都會使添加劑的使用太多或者太少,難以達到理想的程度。
其次,添加劑產(chǎn)生作用的合適溫度難以控制。有的添加劑對溫度的變化十分敏感,這就要求必須要掌握其發(fā)生變化的溫度,以免造成資源的浪費和工程事故的發(fā)生[1]。
最后,添加劑產(chǎn)生作用的時間難以掌控。瀝青添加劑不同于實驗添加劑,有時候需要很長的一段時間才能發(fā)揮作用,對瀝青的性能產(chǎn)生變化。因此,要注意瀝青添加劑發(fā)揮作用的時間。
三、瀝青添加劑在道路石油瀝青制備的重要作用
第一,瀝青添加劑減少了地域?qū)方ㄔO(shè)的限制。我國處于熱帶和亞熱帶的地區(qū),高溫使公路表面瀝青的穩(wěn)定性和使用壽命大打折扣。瀝青添加劑的出現(xiàn),使公路的穩(wěn)定性大大提高,而且還延長了公路的使用壽命。
第二,瀝青添加劑的使用提高了公路的質(zhì)量。高質(zhì)量的公路,不僅對各種自然因素和有良好的適應(yīng)性,而且對人為的磨損也能輕松應(yīng)對。瀝青添加劑的的使用,從硬度、抗老化各個難點提升了公路的品質(zhì)。
第三,瀝青添加劑的使用減少了公路建設(shè)成本。公路建設(shè)中由于瀝青自身延展性不佳,成本居高不下。有了瀝青添加劑的使用,可以使得瀝青延展性增加,從而使公路建設(shè)成本減少。
四、瀝青添加劑在道路石油瀝青制備中應(yīng)用問題解決策略
為了保證瀝青添加劑在實際應(yīng)用中發(fā)揮最大的功效,控制好添加劑的使用量和使用的溫度以及添加劑的作用時間,必須進行科學合理的實驗進行驗證,確保實驗結(jié)果的準確性。因此,我們選用最長見到的FR1進行研究,驗證它的特性,以便更好的應(yīng)用在公路建設(shè)中。
(一)FR1使用量對定量瀝青的影響
1.瀝青各組分調(diào)和
取500g渣油進行加熱,至130-150℃左右,按比例加入調(diào)和組分,然后保持在這個溫度狀態(tài)攪拌,時間時30分鐘-1小時。
2.加入不同量的FR1
在TH-VR1(為了調(diào)和AH-70道路石油瀝青原料)占93%的調(diào)和試樣中,F(xiàn)R1分別占1-4%,瀝青的性質(zhì)產(chǎn)生了不同的變化。當FR1占1%的時候,抽出油量為6%,針入度為71,軟化點為50,TFOT后瀝青的在10℃時延度達到7cm,15℃延度93cm;FR1占2%的時候,抽出油度5%,針入度68,軟化點51.2,TFOT后10℃延度10cm,15℃達到150cm以上;當FR1達到3%,抽出油量4%,針入度68,軟化度51.7,TFOT后10-15℃瀝青的延度都大于150cm;當FR1達到4%,抽出油量3%,針入度69,軟化度52,TFOT后10-15℃瀝青的延度都在150cm以上[2]。
3.實驗結(jié)果
通過實驗數(shù)據(jù)我們得出,在TH-VR1道路石油瀝青隨著FR1的使用量增加其TFOT后的低溫延度也不斷增加,當FR1的使用量占TH-VR1瀝青的3%時,道路石油瀝青的性能達到最佳狀態(tài),TFOT后10-15℃的時候,延度更是達到150cm以上。由此可見,F(xiàn)R1是能夠提高道路石油瀝青延度的優(yōu)良添加劑,只要少量的加入就可以實現(xiàn)道路石油瀝青延度的大幅度提升,使瀝青的性能更符合道路建設(shè)的要求。
(二)不同溫度下瀝青添加劑性能測試
1.TFOT
TFOF是指薄膜烘箱實驗,這是一項用于道路石油瀝青薄膜在加熱后的質(zhì)量損失,然后根據(jù)需要來測定加熱后遺留物的針入度、軟化度、粘度、延度等性能的變化,從而判定道路石油瀝青耐老化的性能如何的實驗。這個實驗需要的薄膜烘箱設(shè)備,可以實現(xiàn)溫度的自由控制,而且可以進行長時間的操作,使瀝青添加劑保持高溫狀態(tài)好幾天,方便我們測試不同溫度下瀝青添加劑的性能變化。
2.溫度對FR1性質(zhì)變化的影響
取質(zhì)量相同三份FR1,一份新鮮的,一份老化3天的,一份老化6天,分別置于實驗室140℃條件下熱貯,可以發(fā)現(xiàn),F(xiàn)R1老熱化之后,它的粘度就會逐漸下降,把老化3天和老化6天的FR1比較,儲存的時間越久,粘度下降的幅度會越大,由此可見,F(xiàn)R1的老熱化速度是隨著儲存時間加速的。
(三)FR1的老熱化對石油道路瀝青延度影響
1.FR1和瀝青的高溫儲存
將400g左右的FR1和800g左右的瀝青裝入溶積1L、直徑12cm的搪瓷杯,蓋上蓋子,放在溫度設(shè)置為140℃鼓風干燥箱存儲,定期進行考察,觀察長期熱儲存中瀝青性質(zhì)的變化情況。
2.FR1熱老化對瀝青的影響
通過實驗,我們進行實驗數(shù)據(jù)分析,RF1含量均為3%的瀝青,當其處于新鮮狀態(tài)時,針入度為62,軟化度為51.7,TFOT后質(zhì)量損失0.28,針入度比63%,10-25℃延度均在150cm以上;當瀝青加入老化3天的FR1的時候,針入度66,軟化度51.3,質(zhì)量損失0.25,針入度比62%,TFOT后10-25℃延度大于150cm;當瀝青加入老化6天的FR1,針入度為66,軟化度50.4,質(zhì)量損失0.23,針入度比62%,TFOT后10℃延度為60cm,15-25℃延度大于150cm[3]。
3.實驗結(jié)果
從實驗我們可以得出,道路石油瀝青中加入老化3天和新鮮的FR1比較,無論是針入度和軟化度,還是TFOT后的質(zhì)量損失、延度都沒有太大的變化,而當瀝青中加入老化6天的FR1時,TFOT后的延度明顯變化,10℃延度60cm,即使延度只有60cm,也是符合高質(zhì)量道路建設(shè)的標準。由此可見,F(xiàn)R1的作用結(jié)果時期長,即使在高溫狀態(tài)也能有良好的發(fā)揮作用,使道路石油瀝青保持較好的延度,使其滿足對高溫環(huán)境的要求,有較好的抗老化作用。
結(jié)束語:綜上所述,瀝青添加劑的使用對于提高公路的安全性和穩(wěn)定性有十分重要的作用。因此,我們要不斷的進行實驗研究,不斷完善瀝青添加劑的使用,促進我國公路事業(yè)的快速發(fā)展。
參考文獻:
[1]俞方英,紀小平,儲偉偉.一種新型溫拌瀝青添加劑及其應(yīng)用[J].新型建筑材料,2013,02:16-18.
[2]王文奇,邱延峻,郭玉金,等.有機降黏型溫拌瀝青添加劑發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].化工新型材料,2017,04:210-212.
[3]“硬質(zhì)瀝青開發(fā)和工程應(yīng)用研究”項目通過技術(shù)鑒定[J].石油煉制與化工,2014,05:53.