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1、石油道路石油道路沥青与改性沥青材料沥青与改性沥青材料王立志王立志2010年年9月月1石油沥青石油沥青l在公元前3800年到公元前2500年间人类就开始使用沥青l第一条用沥青铺装的路面大约在公元前600年在巴比仑出现,技术不久失传。直到19世纪人们才又用沥青来铺路。沥青路面比一般砂石(水泥)路面具有 以下优点:1.可以提高车速;提高运输效率;2.降低油耗;节省燃料油20%;3.降低运输成本20%-35%;24.延长轮胎使用寿命;由平均5万公里延长到17万公里;5.延长汽车大修里程;由平均6万公里延长到24万公里;6.节省养路费及材料费20%-25%;7.提高行车的平稳性与舒适性,降低噪音;8.提
2、高行车的安全性,降低事故发生率。3道路道路道路道路沥青的生产沥青的生产沥青的生产沥青的生产沥青的质量沥青的质量可以通过可以通过 资源优化资源优化 工艺优化工艺优化 得到改善得到改善 4常用沥青生产工艺常用沥青生产工艺常减压蒸馏工艺常减压蒸馏工艺原油原油汽油、柴油汽油、柴油馏分油馏分油沥青的生产沥青的生产沥青的生产沥青的生产沥青沥青常压塔常压塔常压炉常压炉减压炉减压炉减压塔减压塔5常用沥青生产工艺常用沥青生产工艺常压炉常压炉常减压蒸馏常减压蒸馏-氧化工艺氧化工艺原油原油汽油、柴油汽油、柴油馏分油馏分油沥青沥青的生产沥青的生产沥青的生产沥青的生产常压塔常压塔减压炉减压炉减压塔减压塔氧化塔氧化塔6常
3、用沥青生产工艺常用沥青生产工艺常减压塔常减压塔常减压蒸馏常减压蒸馏溶剂脱沥青溶剂脱沥青调和工艺调和工艺汽油、柴油、馏分油汽油、柴油、馏分油脱沥青油脱沥青油沥青沥青渣油渣油或重芳烃油或重芳烃油沥青的生产沥青的生产沥青的生产沥青的生产溶溶剂剂脱脱沥沥青青调和调和7道路沥青的评价体系道路沥青的评价体系道路沥青的评价体系道路沥青的评价体系几种代表性分级体系几种代表性分级体系针入度分级针入度分级粘度分级粘度分级PG分级分级(PerformanceGrade)8100100g g200200g g5 5secsec6060secsec软化点软化点 低温延度低温延度抗车辙抗车辙疲疲劳劳低温开裂低温开裂薄膜烘
4、箱老化前后薄膜烘箱老化前后针针 入入 度度 分分 级级道路沥青的道路沥青的针入度针入度分级体系分级体系9AH-70重交通道路沥青重交通道路沥青重交通道路沥青重交通道路沥青针入度中间值针入度中间值针入度中间值针入度中间值以以25针入度为基准针入度为基准 10项目技术指标实验方法AH-130AH-110AH-90AH-70AH-50针入度 1/10mm 121-140101-12081-10061-8040-60GB/T409(25,100g,5s)延度(15,5cm/min)cm不小于100GB/T4508软化点(环球法)38-4840-5042-5244-5445-55GB/T4507闪点(开
5、口),不小于230GB/T267溶解度(三氯乙烯),%,不小于99GB/T11148蜡含量,%,不大于3.0SH/T0425密度(25),g/cm3报告GB/T8928薄膜烘箱实验1635hr质量变化,%不大于1.31.21.00.80.6GB/T5304针入度比,%不小于4548505558GB/T409延度(25,5cm/min)cm不小于7575755040GB/T4508延度(15,5cm/min)cm不小于报告GB/T4508重交通道路沥青国家标准GB/T1518011道路沥青道路沥青道路沥青道路沥青针入度针入度针入度针入度100100g g200200g g5 5secsec606
6、0secsec25针入度针入度TFOTTFOT前后前后前后前后提出抗疲劳技术要求提出抗疲劳技术要求12道路沥青道路沥青道路沥青道路沥青软化点软化点软化点软化点 TFOT TFOT 前后前后提出抗车辙技术要求提出抗车辙技术要求13道路沥青道路沥青道路沥青道路沥青延度延度延度延度TFOT前后前后延度延度7,10,13,1525,脆点脆点提出抗低温开裂技术要求提出抗低温开裂技术要求提出抗低温开裂技术要求提出抗低温开裂技术要求1425针入度,延度针入度,延度提出抗疲劳开裂技术要求提出抗疲劳开裂技术要求道路沥青的评价体系道路沥青的评价体系道路沥青的评价体系道路沥青的评价体系15按针入度分级的国家(现行标
7、准按针入度分级的国家(现行标准)中国,美国,日本,欧盟,澳大利亚,中国,美国,日本,欧盟,澳大利亚,印度,奥地利等印度,奥地利等16道路沥青的道路沥青的粘度分级(粘度分级(ACAC,AR AR)体系体系针入度针入度延延度度2525施工性能施工性能抗车辙抗车辙疲疲劳劳薄膜烘箱前后薄膜烘箱前后薄膜烘箱前薄膜烘箱前17以以6060粘度为基准粘度为基准 以粘度为基准以粘度为基准AC-20AR-4000粘度分级粘度分级粘度值粘度值1860粘度粘度道路沥青的评价体系道路沥青的评价体系道路沥青的评价体系道路沥青的评价体系提出抗车辙技术要求提出抗车辙技术要求19粘度等级(粘度等级(ASTMD3381)AC-2
8、.5AC-5AC-10AC-20AC-40粘度粘度(60),P25050500100100020020004004000800粘度,粘度,135,cSt,最小最小80110150210300针入度,针入度,25,100g,5s,最小最小200120704020闪点(开口杯),闪点(开口杯),最小,最小163177219232232溶解度(三氯乙烯),溶解度(三氯乙烯),%,最小,最小99.099.099.099.099.0薄膜烘箱试验后残留物的试验薄膜烘箱试验后残留物的试验粘度,粘度,60,P,最大最大1250250050001000020000延延度度,25,5cm/min,cm,最小最小1
9、00A10050201020粘度等级(粘度等级(ASTMD3381)AR-1000AR-2000AR-4000AR-8000AR-16000粘度,粘度,60,Pa.s100025020005004000100080002000160004000粘度,粘度,135,cSt,最小最小140200275400550针针入入度度,25,100g,5s,最小最小6540252020占占原原始始沥沥青青针针入入度度的的百百分分数,数,25,最小最小40455052延延度度,25,5cm/min,cm,最小最小100B100B757575对原始沥青的试验对原始沥青的试验闪闪点点(克克利利夫夫兰兰开开口口杯杯
10、),最小,最小205219227232238溶溶解解度度(三三氯氯乙乙烯烯),%,最小,最小99.099.099.099.099.021道路沥青的性能分级体系道路沥青的性能分级体系PG58-28PerformancePerformanceGradeGradePG分级分级Average7-dayAverage7-daymaxpavementmaxpavementdesigntempdesigntemp平均平均平均平均7 7天最高路面设计温度天最高路面设计温度天最高路面设计温度天最高路面设计温度MinpavementMinpavementdesigntempdesigntemp最低设计温度最低设计
11、温度最低设计温度最低设计温度PG分级体系分级体系22性性能能分分级(级(PG)车辙车辙车辙车辙施工施工施工施工疲劳开裂疲劳开裂疲劳开裂疲劳开裂低温开裂低温开裂低温开裂低温开裂(RV)(DSR)(DSR)(BBR)(DT)RTFORTFO 老化老化老化老化 PAV老化老化流变特性为基准流变特性为基准23PG46PG52PG58PG64 PG70PG76PG82(Rotational Viscosity)RV9090100100100(110)100(110)110(110)(Flash Point)FP4652 58 647076824652 58 64707682(ROLLING THIN F
12、ILM OVEN)ROLLING THIN FILM OVEN)RTFO RTFO Mass Loss Mass Loss 1.00 kPa 2.20 kPa 20 Hours,2.07 MPa107425221916131072522191613312825221916343128252219373431282540373431(Dynamic Shear Rheometer)DSR G*sin d d(Bending Beam Rheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12
13、-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(Dynamic Shear Rheometer)DSR G*/sin d d(Dynamic Shear Rheometer)DSR G*/sin d d 230 oCCECRWM 3 Pa.s 135 oCDetermine Critical Cracking Determine Critical Crack
14、ing Temperature as described in Temperature as described in PP42PP42Creep Stiffness,TP1:Creep Stiffness,TP1:Report ValueReport ValueDirect Tension,TP3:Direct Tension,TP3:Determine Critical Cracking Determine Critical Cracking Temperature as described in Temperature as described in PP42PP42AASHTOMP1a
15、Specifications24PG46PG52PG58PG64 PG70PG76PG82(Rotational Viscosity)RV9090100100100(110)100(110)110(110)(Flash Point)FP4652 58 647076824652 58 64707682(ROLLING THIN FILM OVEN)ROLLING THIN FILM OVEN)RTFO RTFO Mass Loss Mass Loss 1.00%1.00%(Direct Tension)DT(Bending Beam Rheometer)BBR Physical Hardenin
16、g28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg 7-day Max,oC1-day Min,oC(PRESSURE AGING VESSEL)PRESSURE AGING VESSEL)PAVPAVORIGINALORIGINAL 2.20 kPa S 0.300Report ValueF.Strain 1.00%20 Hours,2.07 MPa1074252219161310725221916133128
17、25221916343128252219373431282540373431(Dynamic Shear Rheometer)DSR G*sin d d(Bending Beam Rheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18
18、-240-6-12-18-24(Dynamic Shear Rheometer)DSR G*/sin d d(Dynamic Shear Rheometer)DSR G*/sin d d 230 oCCECRWMTestTemperatureChangesSpecRequirementRemainsConstant 1.00 kPa 10080-10060-8040-60l针入度指数PIMin-1.2-0.8-0.40.0l延度(5,5cm/min)/cmMin50403020l软化点/Min45505560l运动粘度(135)/Pa.sMax3.0l闪点/Min230l溶解度/Min99l分
19、离软化点差/Max2.5l弹性恢复25/Min55606575lRTFOT后残留物l质量损失/Max1.0l针入度比(25)/Min50556065l延度(5,5cm/min)/cmMin3025201565SBS生产工艺一、移动式设备1、现场生产不要求稳定2、现场生产要稳定型二、基地式规模化生产1、产品质量稳定2、产量高、能耗低66 SBS改性沥青间歇生产流程67SBS改性沥青产品发育罐68SBS改性沥青连续生产流程69改性沥青的发展趋势l高性能针对性强:不同的病害采用不同的改性材料和改性技术l高性价比:同样的效果采用价格低低廉的改性材料,降低工程造价。l绿色环保:废旧材料的循环利用,废旧混
20、合料再生技术的研发与推广应用。l节能低碳:温拌、冷拌技术的发展,乳化沥青的应用-微表处、稀浆封层、冷再生技术的研发与推广应用70不同的问题寻求不同的改性材料和技术不同的问题寻求不同的改性材料和技术沥青性质削弱沥青性质削弱沥青性质得到改善沥青性质得到改善弹性体改性剂弹性体改性剂塑性改性剂塑性改性剂 弹性恢复弹性恢复 抗疲劳抗疲劳 低温柔性低温柔性 紫外老化 热稳定性劲度劲度-高温高温 热稳定性热稳定性 抗紫外老化抗紫外老化低温柔性 弹性恢复71道路沥青的性能要求道路沥青的性能要求道路沥青的性能要求道路沥青的性能要求施工施工高温高温中温中温低温低温性能性能性能性能性能性能性能性能拌和摊铺碾压拌和摊
21、铺碾压 车辙车辙 疲劳疲劳 开裂开裂 沥青的老化沥青的老化72近三年研究的几种特种沥青1、应力吸收改性沥青2、高粘改性沥青3、高模量改性沥青4、稳定型橡胶改性沥青5、废沥青混合料热再生添加剂6、废沥青混合料冷再生添加剂乳化沥青73几个新产品构想几个新产品构想-2010年年12月月5日日1、星型星型SBSSBS改性沥青生产技术的开发改性沥青生产技术的开发:2、温拌橡胶改性沥青添加剂的研发温拌橡胶改性沥青添加剂的研发:设想在废橡胶轮胎粉再生加工时,加入一定量的温拌剂(石油产品),制成成品添加剂,该产品在生产橡胶改性沥青时为正常温度,在使用时如拌合温度可降低1520,即可在150160温度下进行拌合,140可以进行摊铺,130进行碾压。3、高性能废沥青混合料改性剂研发:高性能废沥青混合料改性剂研发:提高废沥青混合料的利用率,由底层转向面层,掺入量由20-30%提高到50-70%(80-90%)。74谢谢同学们!谢谢同学们!祝学习进步,精神愉快!祝学习进步,精神愉快!75
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