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化工技术论文:探讨沥青再生还原剂预养护封层技术的研究与应用

来源:未知 2020-07-20 12:10

摘要:

  目前,国内的交通行业发展迅速,公路覆盖率十分高。形成了高速公路和国家省,县公路网。沥青混凝土的路面因为良好的性能占到了90%得到了广泛的运用。然而因为车辆载重的超负荷

  化工技术论文:探讨沥青再生还原剂预养护封层技术的研究与应用

  【摘要】:目前,国内的交通行业发展迅速,公路覆盖率十分高。形成了高速公路和国家省,县公路网。沥青混凝土的路面因为良好的性能占到了90%得到了广泛的运用。然而因为车辆载重的超负荷和天气气候等原因造成公路的使用性能不断降低,随着时间变化,越来越严重甚至增加了多种路面的灾害发生的概率。一种由轻油和合成树脂构成的沥青再生还原剂能够有效的改善公路的性能,对养护公路有重要作用。

  【关键词】:沥青 再生还原剂 预养护 封层技术

  尽管我国的公路建设已经取得了很大的成绩,但是我国很多地方的公路仍存在因为技术等级低,路况差,通达深度不够,公路养护技术不完善等问题。随着沥青再生还原剂的投入使用,大大的提高沥青混凝土路面的使用性能,可以大大的延长道路的使用寿命,从而节约养护公路的成本。这是一种科学的有效的预防性养护封层新技术,本论文就沥青再生还原剂养护封层技术问题进行研究。

  一、研究背景

  我国的公路建设在不断发展进步,取得了很多的成绩,目前高速公路通车总里程已经达到7.4万km,稳居世界第二,我国公路的通车总里程已经达到398.4万km,沥青混凝土路面因为性能好,养护维修方便等优点被广泛的使用到各级道路工程里。但是由于沥青材料存在很多局限性,受外界影响大。沥青混凝土路面的状况会影响车辆行驶的安全性和舒适性,因而必须要通过科学的养护措施进行维护,以保持路面的使用性能,延长使用寿命,降低维护成本,发挥对应等级的公路在地区经济发展中发挥重要的作用。如图一所示:

  在道路路面结构良好或者路面病害发生的初期就对路面进行微表处、分层

  和超薄照面等预防性的养护措施的一种关于公路预养护的全新理念,可以防止道路病害向更严重的方向发展,达到延长路面结构使用寿命的目的,保持路面的平整度以及道路的完好率从而提高道路行驶的质量,降低道路成本,延长大型维修的期限。和传统的坏了就修是完全不同的两种理念。特别的注重预防性。

  二、沥青的老化机理

  由于受到光照,雨水等自然条件和行车负荷的外部影响以及沥青材料和氧等其他的化学物质进行化学作用或者是物理变化的综合影响下,沥青材料会产生许多的坏的影响。比如说沥青质的老化,我们所说的老化是指沥青材质的黏性加大,混凝土路面变脆变硬,可塑性和变形能力都降低,导致在车行过程中路面因为过脆而开裂。通过实验分析后,可以明显的看到同一种新旧沥青的组分是不同的,主要表现在旧的沥青的化学组分中虽然饱和分基本没有改变,但是芳香酚减少了;胶质和沥青质的增加了。

  引起沥青组分发生变化的原因是多种多样的,比如说和氧与光照发生的氧化,缩合作用以及轻油的发挥等等。通过研究发现,沥青混合物中的矿料会随着沥青的氧化缩合产生化学反应,促使胶质R、沥青质As等高分子化合物的产生。氧化缩合作用下,芳香酚的分子量增大了,向着胶质转换了,而本身已经是大分子的沥青质更大了,只有分子结构比较稳定的饱和分没有发生大的改变,因而芳香酚不断向胶质转换,胶质向沥青质转换,沥青质聚合成更大的分子。所以,沥青的老化一般也认为是沥青的化学组分转移改变的结果。由于沥青组分的改变转移,造成了沥青各部分组成物质的不平衡,加剧了沥青的老化。

  三、还原养护技术的机理

  为了恢复老化沥青的原有性能,通过从沥青材料化学组中,分离出的老化机理进行分析发现,给它加入一部分分子量小的组分就可以重新协调组分,达到改变老化沥青性能的作用。还有一种方法就是用过对比优质沥青和老化劣质沥青的成分,来确认应该添加那些组分,从而找到和这种组分配套的还原剂。由于沥青的化学结构十分复杂,生产工艺的不同和油源技术的不同,即便是相同的化学成分,沥青之间的性能也是有差距的。从制作工艺上来说,要找到某种组分固定的还原剂是相当困难的,不仅仅是对设备和工艺的要求高,而且成本也是非常高的。还有一种方法就是利用石油生产出的轻质油的混合物,比如说柴油,润滑油等混合。由于轻质油份在自然条件下容易挥发,发生氧化,缩合等化学反应,改变分子的结构。因此被加入的油分是不能长期稳定的存在于沥青里面的,只能在一个很短的时间里改善沥青的性能,治标不治本。从其他方面来说,对于化学反应式来说,油份的过量加入会加快芳香酚——胶质——沥青质的不可逆反应,也就是说反而加快了沥青的老化;其次,尽管说因为油份和沥青质两者的溶度参数相差很大可以起到降低黏性的作用,但是这个并不能保证说可以形成稳定的高分子溶液。所以,通过轻油再生的沥青混合材料的抗老化能力是很差的。

  为了能够让加入沥青混合材料中的油分稳定下来,必须采取一些优秀措施来稳定材料中的油分。在大量的实验后,一种由增加黏性的树脂和轻油混合溶解的合成的国产新型的还原剂可以有效的克服上述问题缺点。

  四、性能改善与还原剂量的关系

  通过对泰普克SBS改性沥青进行实验研究,实验数据对照后的三大指标如下表

  通过在老化后的沥青中加入了2%、4%和6%、8%的等比还原剂,可以发现还原剂量和性能改善之间的关系。在一定的还原剂量下,老化的沥青在延度和针人度都有所改善,改善程度与含量成正比。但是增加的幅度并不明显。所以说,还原剂量的使用要根据具体情况来确定,不能随便添加。

  五、再生还原沥青的性能实验

  合理的选用还原剂类型,确定最佳还原剂量以及制定合理的养护措施的基础是要科学的确定沥青还原剂对旧沥青的使用性能的效果。所以我们通过实验来确定路面施工养护的最佳时间。

  以TL-2000还原剂加入4%为研究对象。分别在沥青5h.10h.15h.25h.35h.的时候对比两个沥青的针人度和延度的改善状况。

  TL-2000还原剂对老化沥青改善大概是针人度在18%~28%,延度在27%~72%之间,它的改善率与时间呈现出一种类似于抛物线的曲线关系,先增加后减少,峰值虽然存在但是不明显。改善的最佳时间应该是在10~20h之间,对应到实际生活中应该是3年左右。所以沥青混凝土道路的养护时间可以在第三年的时候开始进行。

  六、结束语

  沥青还原剂能够很好的改善养护老化后的沥青路面,改善它的性能,提高使用的价值,延长它的使用寿命,降低养护的成本,所以研究沥青还原剂养护封层技术是非常重要的,现在,一般的还原养护技术只是简单的把还原剂铺在沥青路面上,依靠还原剂渗透入沥青路面进行养护,虽然也能起到改善作用,由于受到调制的日照天气和还原剂浓度,铺洒厚度的多方面影响还不够充分利用还原剂,所以还原剂的使用也是需要再继续研究探讨的。

  参考文献

  [1] 索智,徐世法,罗晓辉等.沥青再生还原剂预养护封层技术的研究与应用[J].公路,2012,(10):191-195.

  [2] 赵志军,周丽萍,曹利等.沥青路面预防性养护与CAP还原封层技术[J].建材世界,2009,30(6):8-10,13.

  [3] 刘辉.高速公路沥青混合料路面预防性养护技术[J].中国市政工程,2010,(5):6-7,10.

  [4] 韩红青.公路沥青路面预防性养护技术[J].中小企业管理与科技,2012,(13):145-146.

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  [6] 张华,石占斌,尹秀杰,郭培达. 预养护还原剂封层材料对老化沥青基本性能的影响[J]. 建材世界,2012,05:42-44.

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