利用天然沥青调制硬质沥青的试验研究.pdf

2013年12月
石油沥青 PETROLEUM ASPHALT
第27卷第6期
利用天然沥青调制硬质沥青的试验研究
付弯,程健
(武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,武汉430073)
摘要:天然沥青是一种高软化点的汤青,利用天然沥青调合生产哽质沥青是一条解决硬
沥青生产的途径。对天然汤青调合商品70号沥青制备哽质汤青技术进行了实验研究,研究
结果表明:调合沥青的针入度、延度等指标随天然沥青的添加而降低,软化点及I位随调
合比例提高而增加,在优化的调合比例范内(外加法)(2.0%~5.0%),调合沥青满足
50号道路沥青B级要求,调合天然沥青后可以有效放善沥青的抗车撒性能。
关犍词:70号沥青调合硬沥青天然沥青
通常我国南方地区普遍使用70号沥青,东多,重点是考察了沥青混合料的性能,有关天然
北严寒地区则使用90号甚至110号沥青。但是沥青对道路沥青胶结料性能的影响硏究还鲜有报
随着国民经济的发展,车流量增加,导致沥青路道。通过对掺兑不同比例后获得的调合沥青的性
面的过早损坏;并且全球变暖,地球平均温度升质进行研究,考察了利用天然沥青与70号道路
高,使得对沥青耐高温性能提出了更高的要求,沥青调合生产硬沥青的可行性。
转向更硬的沥青的方向发展。因此硬质沥青的使1试验部分
用越来越受到关注。
1.1试验材料
传统的沥青生产工艺主要包括常减压蒸馏、
本文所用的70号沥青是长炼70号沥青,天然
溶剂脱沥青、氧化、调合等,利用原油直馏沥青为阿尔巴尼亚沥青。原料沥青的性质见表1
工艺生产硬质沥青有一定的难度,一般都要配合
1原料沥膏的性质
其他的工艺,这样会使得工艺变复杂;另外一种
项目
试验结果
方法就是利用石油加工中出现的高软化点组份与
软化点/C
针人度/(10-'mmi
软沥青调合来生产硬沥青。该技术路线需要解决
高软化点调合组份的来源,天然沥青是一种高软
化点的沥青,本研究对天然沥青调合商品70号
P值
沥青制备硬沥青技术进行了实验研究,探索利用?延度/cm
天然沥青调合硬沥青的可能性。
天然沥青本身就是沥青基属,与饱和烃、芳
15℃
度(60℃)/(Pa
香烃有很强的亲和作用。同时,天然沥青的分子Tor后
量大,当它掺人基质沥青后,在高温及小分子包
针人度/(10
质量损失,%
围作用下,造成天然沥青大胶束的破裂,使其暴
针人度比,%
露出许多活性点,而这些活性点迅速与小分子结
延度/cm
合形成半聚合作用,因而天然沥青与基质沥青有
10C
15℃
>100
良好的互融性。由于这些优点,用天然沥青进行
调合,为改善石油沥青提供了便利条件。
收搞日期:2013-07-10。
天然沥青改性沥青路面性能的相关研究很
作者简介:付弯弯(1990-),女,江西九江人,硕士研究
生,主要从事化学工程技术。
石油沥青
2013年第27卷
1.2试样的制备
2试验结果及讨论
取一定量的70号基质沥青到定制容器中,
利用天然沥青调合70号道路沥青制备硬沥
利用高速剪切机进行剪切,当基质沥青温度到达青,影响因素主要是调合天然沥青的比例。本研
140℃左右时,按实验方案要求的比例加入天然究对不同调合比例天然沥青的调合沥青的性能进
沥青,随后将温度提高到160℃,调节剪切速度行了分析评价,对利用天然沥青调合70号道路
剪切30min,剪切好的调合沥青放人设定温度的沥青沥青技术方案的合理性进行了讨论,表2是
烘箱保持一段时间除去气泡,然后对脱气泡后的调合不同比例天然沥青后制备的调合沥青的性能
调和沥青进行性质分析。
分析结果。
表2调合沥膏的性能
天然沥青的调合比例,%
项目
1.95
3.85
7.41
9.09
10.71
软化点/℃
47、5
48.9
49,2
50.4
51.3
针人度/(10-'mm
15
19.7
17.9
16.5
15.4
43.4
39.9
30℃
85.4
81.0
76.4
P】值
0.71
0.86
延度/c
15℃
甜度/(Pa?s)
504
0.52
TFOT后
针入度/(10
38,6
36.5
34.5
33.5
29.6
质量损失,%
0.020
0.007
0.067
0.079
0.106
针人度比,%
延度/cm
10℃
7.0
1.9
1.0
15℃
40.8
24.9
9.3
2.1调合沥青软化点变化规律
青中对改善沥青的感温性能是有利的,调合利沥
天然沥青与70号沥青调合获得的调合沥青青不同温度下的针入度总体上随天然沥青添加量
的软化点随调合比例的变化关系见图1。从图1的增加而降低,在天然沥青添加比例控制在
可以很明显看出,调合沥青软化点随天然沥青调2.0%-11.0%的范围内,调合沥青的针人度可
合比例的提高呈线性增加。50号沥青(包括A、以满足50号道路沥青的针人度要求。
B、C级)对沥青软化点的要求分别为不小于49
℃、46℃、45℃,由图1可知所有调合沥青软
化点均符合50号道路沥青B、C级要求
7.41%~10.71%符合A级要求。
2.2调合沥青针入度及感温性变化规律
研究了天然沥青添加到道路沥青中对调合沥
青针人度及PI值影响。图2是调合沥青针人度
和PI随调合天然沥青比例变化的关系,结果表
81012
天然沥调合比例,%
明:在70号沥青中和添加天然沥青,I的总体
变化趋势是增加的,即天然沥青添加到70号沥图1调合沥青的软化点随天然沥青调合比例的变化趋势