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2016乳化进口沥青的研制与应用3

http://www.fang668.com 日期:12-02 22:15:10| 市政工程|人气:149

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  随着我国公路事业的蓬勃发展,我省高速公路将以省会南京为中心联络各市和市与市之间联通的“四纵”、“四联”近3600km高速公路网将予以实施。

  目前修建高速公路从行车快速、舒适、路面坚实、稳定、平整等因素考虑,一般多采用沥青混凝土面层、半刚性基层结构。为加强路面结构各层之间的紧密结合,提高路面结构整体性,设计要求在沥青面层与基层之间设置下封层,同时起到防止雨水渗入基层的作用。因此设置下封层是必不可少的,也是十分必要的。下封层可采用洒布法施工,也可采用乳化沥青稀浆封层铺筑。省高指1998年下达的“国道主干线(江苏境)淮锡高速公路沥青路面下封层施工指导意见”中明确采用洒布法实施下封层,沥青材料采用优质乳化沥青,现阶段建设选用壳牌施保妙-PSX乳化石油沥青。交通部第二公路勘测设计院关于宁靖盐高速公路施工图设计中,要求沥青封层施工采用PC-2型慢裂乳化沥青稀浆封层。省高指、省科研所关于“高速公路路面下封层试验报告”内称,壳牌施保妙-PSX的质量是好的,有较好的粘结力和整体粘结强度。壳牌施保妙-PSX乳化沥青下封层是一种柔性结构,这与国产的乳化沥青脆性下封层不同。从上述指导性意见看当前对下封层乳化沥青的使用需考虑下列问题。

  (1)用进口沥青乳液做下封层优于国产沥青乳液,因此研究开发进口沥青的乳化是当前急需解决的课题。

  (2)乳化沥青下封层的施工方法采用洒布法及稀浆封层法的比较,研究施工中的一些重大技术问题十分必要。除对进口沥青乳液开发生产以及在下封层施工方面的研究外,随着高等级公路的快速发展,开展改性乳化沥青用于表面养护也应适时进行研究。

  1、采用国产乳化剂乳化进口沥青的研究

  乳化沥青实际是将沥青热融后,经过机械的切割使其以细小的微粒状态分散于含有乳化剂的水溶液中。进口沥青的比重大于1、含腊量低、内聚力大,因此要达到乳化效果,首先要增加少量的活性剂,使其很快地聚到水面,从而使空气和水的接触面减少,使水溶液的表面张力按比例急骤下降,水中的乳化剂分子也聚到一起,将油基靠在一起而形成胶束。当乳化剂浓度逐渐增加时,水溶液表面聚集了足够的乳化剂,直至表面毫无间隙地分布于液面上,这时空气与水溶液完全隔开,待表面张力停止下降保持平衡,如再增加乳化剂其胶束亦随之增加,一直至水溶液表面形成单分子膜,空气和水的接触不可能再缩小,这时在水溶液中加入沥青,沥青与溶液之间形成第三界面,这种新的界面要保持平衡状态,沥青乳化剂胶束就很快吸附、包围沥青颗粒,乳化剂新油基在水溶液中以分散状态溶解于水溶液中,重新形成以沥青为胶核的沥青乳化剂胶束,形成沥青乳液,这也是沥青乳化剂在水溶液的作用。用进口沥青制备稳定的沥青乳液必须考虑乳化剂建立在国产的基础上,同时乳化剂生产厂家的生产流程稳定,原料来源可靠。重点是乳化剂的效应:首先应具有降低沥青与水之间的界面张力,使沥青微粒均匀地分布于水溶液之中;其次能缩小油水两者之间的绝对密度差及粘度差;第三在两相之间乳化剂走向排列时,应增加沥青微粒的电荷,尽量形成双电层,增加颗粒之间的相互排斥力,阻止沥青微粒的聚合。

  上述要求用单一乳化剂往往是不可能的,特别是渗透性能及贮存稳定性、机械稳定性存在问题。因此必须增加其他物质发挥乳化剂的应有效应,这就选择第二、第三乳化剂按不同比例混合后发挥效应。为此我们选用了复合型乳化剂,经过近百次试验最终取得成功,经试验贮存稳定性、破乳速度、粘附性、防剥落性能均良好。

  沥青路面在繁重的大交通量的作用下,首先要求路面具有高的强度和稳定性,同时又具有低温抗裂性,为达到这一目的,通常采用粘稠沥青为结合料。为满足施工要求,必须将沥青加热到流动状态才能拌和或洒布,这就是我们通常称之谓热沥青施工。这种施工方法的缺点是需消耗大量的热能,同时还污染环境,影响操作人员的健康。经人们反复研究,将沥青加热至流动状态,经高速离心搅拌或剪切机械作用形成细小微粒(粒径2~5um),分散在有乳化剂的水中,由于乳化剂的作用而形成均匀稳定的分散系,这就是所谓的乳化沥青。它的重要组成部分是沥青、水和乳化剂。

  (1)沥青是乳化沥青的基本组成成分,它在乳化沥青中占55%~65%,它的乳化难易性及乳化后产品性能随着针入度变化、化学结构和胶体结构的不同有较大的差别。沥青的各组分(沥青质、树脂、油份)在沥青中的含量对乳化的难易并对乳化后的性能影响很大,一般讲活性组成含量低通常不易乳化。根据高速公路使用要求,我们研究了进口的埃索和壳牌沥青的乳化,其针入度在70(1/10mm)左右。这种进口沥青的共同特点是相对密度大于1,含腊量小于2%,延性大于100cm.根据上述特点,在乳化剂的配制、乳化机械的选择、乳化工艺流程等方面对症而行。

  (2)乳化剂是乳化沥青的关键组成成份,乳化沥青的性能很大程度依赖于乳化剂性能。由于乳化剂有新油基与筑水基,在这二个基因作用下使它难免吸附于沥青和水相互排斥的界面上,从而降低它们之间的界面张力,使油水之间能在较大的面积上接触,尽可能生产微小颗粒,从而使沥青微粒均匀地分布于水溶液之中。根据埃索、壳牌沥青的特点,采用单一乳化剂无法达到制备沥青乳液的目的。因为单一乳化剂有固定的H.L.B.值(HYdrophite-lipophih Balance),它不能满足复杂的沥青乳化所需要H.L.B.值,除了考虑到进口沥青特殊性外,另外研究还考虑到用这种沥青生产的乳化沥青,对拌和工艺、基层的渗透能力、贮存稳定性、多种框框使用的稳定性(如不同的洒布和拌和设备),尽量能够适应各方面的需要,采用正交法确定试验方案,经过近百次试验,选择了第二、第三等多种乳化剂,按不同的比例掺入,使其发挥各自的作用,所以这次对进口沥青乳化成功,归功于乳化剂的科学选用。这种复合乳化剂是国内产品,原材料来源可靠,质量稳定,对较长期进行乳化沥青生产有保证。

  (3)稳定剂是影响乳化沥青贮存稳定性能主要材料,在研究沥青乳液过程中,发现有时产生颗粒大且不均匀,极易产生絮凝或沉降现象,特别是进口沥青其比重大于1,这一现象格外显著,我们采取增加无机盐类来增加颗粒间双层电效应,增大电流,增加颗粒间的相互排斥力,减缓颗粒之间的合一凝聚速度,提高乳化能力,改善乳液的稳定性,增强与骨料的粘附能力。我们选用Q.H.L.稳定剂与阳离子乳化剂复合,形成坚固的胶束,使沥青乳液稳定。从试验中摸索稳定剂、乳化剂的性能特点。有的稳定剂可以在生乳液时加入,但有些稳定剂这样加入会影响乳化,需经试验确定组织方案。

  (4)水是乳化沥青中数量占第二位的组成部分,一般占总量的40%,因此乳化沥青运输中有40%的水作了搬运,故乳化沥青的生产尽可能接近使用地点。

  生产乳化沥青的水只要是纯净的日常生活用水即可,不能含有其他物质。有的乳化剂水溶液有一定PH值要求,通常采用盐酸来调节酸碱度。

  (5)进口沥青乳液的检测。经过近一年的研制、上百次的试配,于1998年9月上旬将小样送至江苏省交通科学研究所中心试验室测试。

  2、试验路的铺筑

  为了进一步验证采用国产乳化剂乳化进口沥青的使用品质,在省公路局、常州、淮阴、镇江公路处的大力支持下,分别在南京-杭州104国道、常州-溧阳一级公路、宁连一级公路马坝-武墩段扩大试验,共生产镇江2#埃索乳液39t,铺筑了三段试验路,这些路线共同的特点是日交通量都在一万辆左右,路面结构均为二灰碎石基层上铺筑沥青混凝土面层。详细情况如下:

  (1)104国道1205+500-1206+000路面改造工程下封层试验段位于车左幅,长500m、宽8.4m,共计4200m2.该路底基层采用水泥混凝土路面破碎后灌注水泥浆、基层为20cm二灰碎石、面层为9cm双层沥青混凝土。交通量约8000多辆次/昼夜,其中重型货车占30%左右。下封层采用双层式洒布型,第一层乳液用量1.8kg/m2、5~10mm石料12m3/km2,第二层乳液用量1.0kg/m2、3~8mm石料6m3/m2.施工时天晴、气温30℃,洒布后约15min破乳,经行车1个月后实施沥青混凝土面层,铺面层前检查下封层表面平整无坑塘,与基层粘结紧密牢固。

  (2)常州-溧阳新建一级公路下封层试验段路面半幅宽10m,计7000m2.该路基层为二灰碎石、面层为9cm沥青混凝土,交通量约6000辆/昼夜,边施工边通车。下封层采用单层试验洒布型,乳液用量为1.8kg/m2,0.3~0.8cm石屑用量8m3/km2.施工时天气小雨转阴、气温25℃,破乳时间约30min.经行车后表面平整密实、无起皮、坑塘,无推移、轮迹,与基层粘结牢固紧密。

  (3)宁连一级公路路面改建工程下封层试验路段,试验段位于11k+500-12k+500路线西侧,长1000m、宽10m,计面积10000m2.该路基层为30cm二灰碎石、面层为16cm沥青混凝土,日交通量大于10000辆次。下封层采用单层式洒布型,乳液用量1.5kg/m2、石屑用量7m3/km2.施工时天晴、气温18℃,破乳时间约35min.经行车表面平整无推移坑塘、脱落,与基层粘结紧密牢固。

  对上述三段试验路,我们分别钻取了样芯,104国道、常州-溧阳线路取了自面层至基层全部样芯,试件表明下封层将油面层与基层牢固地粘结成整体。宁连一级公路因取样机的原因,致使二灰碎石未能完整取出,但从二灰碎石的断裂面看下封层与基层仍然粘结完整牢固。这充分说明进口沥青乳化后作为下封层它的粘结力很强,既起到层间连接的作用,又能防止雨雪水透入基层。

  通过室内试验及扩大试验路铺筑,对使用进口沥青乳液铺筑下封层,有以下进一步认识:

  ①我站生产的进口沥青乳液产品质量是好的、稳定的。采用油罐车装运,共生产乳液50t,没有因运输、贮存及运至工地一时不能施工而发生沉淀分层凝块现象。

  ②当乳液运至工地,从运油罐车移至洒油车内,采用管道直接泵送,每输送一车仅10min.不像一般运输车队采用高站台低货位的自流方式,每自流一车需1h,而且还可免去因选择高站台而导致的绕行。由于采用管道泵送,不会混入大量的气泡,影响喷洒效果和使用质量。

  ③喷洒过程中乳液分布均匀,无泡沫粘附在石料表面导致空白。另外施工日期无论在8月或10月,均未因温差对破乳速度造成影响。

  (4)进口沥青乳液的粘结性。下封层试验段完成后,我们待面层施工铺筑完成,分别钻取了样芯。104国道样芯15cm,常州至溧阳线、马坝至武墩段样芯均为10cm.马武段除机械原因未将基层整层取出。其余二条线多个样芯可以看出下封层将面层与基层粘结成一体无一脱开,完全达到设计层间连续的要求。样芯虽然经长途运输与颠簸,送至各级检查均未导致上下层脱开。

  (5)三段试验路均采用镇江2#乳液,以洒布法施工,用量为1.4~2.8kg/m2,所用石屑质地坚硬、清洁无杂质,严格控制粉料含量。由于试验路都处于不中断交通的施工路段,二灰碎石基层在行车作用下表层细小石屑及粉料基本扫净,形成首料林立理想的粘结表面,加之洒布下封层采用森林灭火鼓风机吹净基层表面浮尘,使层间粘结条件更好。另外撒料时间、撒料方法、碾压时间的掌握与破乳速度之间的配合做到恰到好处,这对保证下封层的质量及开放车辆行驶极为重要。

  (6)试验路完成后即可开放交通,恢复车辆行驶,但必须掌握:

  ①开放交通初期必须慢行;②指挥车辆全段均匀行车,不得在车道上集中行驶。

  3、沥青乳化工艺及设备

  乳化沥青是热熔的沥青掺配乳化剂水溶液,通过机械作用,把沥青切割成微粒制成水包油型乳状液,简称“乳液”。它是由沥青、水和乳化剂等三个成分组成,经过乳化设备的作用而形成。由此可知制造乳化沥青必须有基本装置-乳化机,它是生产乳化沥青的核心。另外,还需要有乳化剂水溶液罐、热沥青贮存罐和加温装置等等,这就形成了生产组合车间。

  综上所述可知,沥青乳化不仅需要专用的机械设备,而且还必须制定一定的工艺生产流程,在特定的工艺条件下才能完成。乳化沥青的生产工艺及生产设备对乳液的质量和成本起着重要的作用,选择好的设备、制定完善的生产工艺、管线布局、充分利用现有条件,是建好生产车间的前提。同时,建立科学的生产管理制度是保证产品质量、发展乳化沥青生产的重要环节。

  3.1充分利用优越的运输及热能条件六十年代中期,在镇江近郊已建立了一座热沥青中转油库,年进出沥青近1.5万t.中转油库有可停靠6节槽车的铁路专用线,有二台2t蒸气锅炉、一台650大卡导热油锅炉和4000t沥青储罐,既可中转沥青也能为施工直接供加热至160℃~180℃的热沥青。另外还有200t的汽车专用运输罐车,专门送运热沥青或乳化沥青。因此发展生产乳化沥青时:

  (1)可利用加热条件为生产乳化沥青提供加热至要求的热融沥青和要求温度的乳化剂溶液;(2)可利用蒸气对生产设备预热;

  (3)可利用原有房屋减少基建投资;

  (4)可利用铁路专用线调运沥青直接入库,减少运输环节,降低成本;

  (5)充分利用油库的供水供电条件;

  (6)利用原有沥青检测设备及试验人员,增加些专用设备,即可建立起健全的质量检测体系。

  3.2设备的选型八十年代初,我站即利用中转沥青的有利条件,组建了国内较先进的以乳化国产沥青为主的生产车间,它有较完善的沥青加热熔化和供给系统、供水供汽系统、乳化剂水溶液掺配系统、计量控制系统、乳化沥青生产机械、乳液储存系统、乳液质检设备、乳液生产电控系统以及乳液外运系统。

  乳化机是乳化设备的心脏,通过机械的剪切、冲击和研磨完成对沥青的粉碎分散,因不同的力学作用原理,乳化机械有搅拌机、匀油机、胶体磨等,其中采用最多的是胶体磨,胶体磨的乳化机是较理想的乳化机械,它磨出的沥青粒子均匀、细度小、计量稳定、安装调试方便。其主要部件是转子和定子,转子转速一般为16.6-200r/s,最高转速可达300r/s.转子和定子间有一定间隙可以调整,最小间隙可调至0.025mm.沥青与乳化剂水溶液从进口流入,在离心力的作用下,穿过转子与定子间的缝隙,经高速剪切与研磨,从出口流出即完成分散乳化,沥青即形成极细小的微粒稳定于乳化剂水溶液中。我们选用的W1型胶体磨,工作时依靠两个齿形面的相对运动,通过二齿面间隙使制品受到剪切、研磨、高频振动、漩涡等多种的作用,因此乳液被有效地分散、碎破,均化乳化细度<2um,产量8t/h、电动机功率13kW,动磨盘与静磨盘均采用不锈钢制造,抗腐蚀能力强。

  沥青乳化生产,除核心部分乳化机极为关键外,其他配套生产设备设置是保证乳化机生产效率、产品质量以及产品成本的重要部分。要求各部位设计紧凑、坚固、管道布置合理,节省能源、便于检修、操作方便,整个设备做到文明生产。

  配套设备主要有乳液生产系统、油水供给装置、温度调节装置、流量控制装置、乳液贮存及输出、仪表控制室及试验室等六大部分。现分述如下:

  (1)乳液生产系统。

  乳液生产系统各设二个200×150×150cm过渡锅,以满足连续生产的要求。为了节省用地,利用高位差,使过渡锅底标高离地面200cm左右。二锅间设有溢流孔,以防止沥青溢锅时外流。为保证生产时供料稳定,并提高产量,过渡锅出口处设二台齿轮泵,规格为10″,作供热沥青及乳化剂水溶液之用。

  乳化剂的制备。先在1t调配池内加入一定量水,使乳化剂全部溶解,以防止影响使用效果。锅内设蒸气管道,利用锅炉蒸气加热。锅外设水标,可清晰地看到用水情况。沥青锅的设置位置与水锅对称,锅内设有远红处加热器,其他结构与锅相同。

  (2)油水供给装置(包括温度调节装置、流量控制装置)。

  为满足沥青路面工程不同用途,我站可以对多标号的沥青进行乳化。按不同施工方式以及施工季节的需要共设三个乳化沥青贮存罐。大小可以配套,最小间隙可调至0.025mm.它工作的混合液从进口流入,在重力作用下穿过转子与定子间的缝隙,从出口流出即完成分散,沥青液体在缝隙中受到转子产生的离心力和磨擦力的作用,磨碎成极细小的微粒。我们选用的小型胶体磨机,它工作时依靠两个齿形面的相对运动,使通过二齿面间的乳液受到剪切力、高频振动、漩涡等复杂力的作用,因而乳液被有效地分散、破碎、均化、乳化和混合。

  (3)温度调节装置。

  乳化沥青生产车间所需热能以充分利用原油库蒸气热源为原则,并设置必要的电加热设备,作温度调节控制。对沥青贮存罐及沥青加热锅均设置有蒸气加热管及远红外电热管二套设备,沥青加热锅内设二组远红外电热管总功率为64kW.可以分组使用,以热电偶指示加热温度,自动控温。乳化剂水溶液采用蒸气加热,以压力式温度计指示加热温度。乳液贮存罐内,为考虑贮存温度而设有蒸气管道,另外为保证生产过程及防止间隙生产乳液破乳使管道泵体、胶体磨中的残留沥青凝固,在这些设备上均备有蒸气预热装置。

  远红外线的使用。红外线与普通光谱一样,是整个电磁波的一部分。波长在0.75u—100u范围。在5.6u以上者一般称远红外,它介于光与微波之间。各种物质均有特定的红外线吸收波长。水分有机物质在远红外的波长范围中有更多吸收峰,使物体吸收后内部分子运动加剧,温度迅速升高,从而达到加热的目的。

  它的组成:管状电热器是由一个金属管内放入金属电阻丝、并在空隙部分填满有良好的导热性和绝缘性的结晶氧化镁而组成。它可以安装在空气通道里用于加热空气,也可浸在水或其他液体中用于加热水或其他液体,以及直接放在固体金属中加热金属,具有结构简单、热效率高、消耗电力省、拆装维修方便、使用安全等特点。

  (4)流量控制系统。

  乳化沥青中沥青与乳化水溶液配比是个变数,一般介于60:40或55:45之间。沥青与水溶液配比控制准确与否,将直接影响乳化沥青的质量。据了解国内控制和调整沥青与乳化水比例方法,多采用箱式定液面法调整阀门大小控制流量。靠经验观察或抽样检查,确定配比是否正确。这种方法,实际上不能准确地控制用量。

  为使沥青与乳化水溶液的流量测定准确,较科学可靠地控制流量,我们在管路中按装流量计装置。乳化剂水溶液采用玻璃转子流量计,它用来连续测量管道中液体的流量,是一种就地指示式的仪表。转子流量计根据金属管制造材料而分为玻璃转子流量计和金属管转子流量计,我们选用了常州热工仪表厂生产的LZB-50F型玻璃转子流量计。其测量范围为0.6~6m3/h.工作条件:压力<6kgf/cm2,温度-20℃~+20℃。另一为开封仪表厂的LZZ-25F型金属管转子流量计。其测量范围为0.4~1.6m3/h.工作条件:压力<16kgf/cm2,温度为-40℃-+100℃。

  转子流量计的主要部件为一锥形管和一个能在管中自由移动的转子。转子随液体流动而浮起,浮起的位置随流量大小而异。转子浮起的高度即表示一定流量。此流量计使用简单,读数直观,且能了解单位时间产量,但使用前要选用与设计生产能力相匹配的规格。

  沥青采用上海自动化仪表厂生产的LS-25型旋转活塞流量计,旋转活塞流量计是一种容积式流量计,可用来连续测量液体的瞬时流量及总量,使用时可以看出现场流量情况,并可记录累计流量多少。

  旋转活塞流量计主要部件为计量室和旋转塞,液体以一定流量进入计量室。由于进出口的压差迫使活塞旋转,旋转活塞的转动通过杠杆,内外磁钢及齿轮传到记数机构指示现场或累计流量。本仪表结构简单、工作可靠、测量范围大、精度高,不受粘度影响。但每次使用完毕必须清洗,以防沥青粘结影响使用,若继续使用时发现仪表旋转受阻,应设法加温溶解。

  除上述两种计量装置外,在乳化水溶液上设有玻璃水位计,沥青加热锅上没有浮球油位计,指示容器内液面高度,作为流量第二控制手段。

  沥青乳化可利用高位自流进入乳化机械,虽然达到乳化目的,但产量低,易造成溢出或飞溅。若乳化时维持一定的工作压力,不但乳化效果好、气泡少,而且产量高,系全封闭生产,无飞溅溢出的危险,但对设备要求高。W4型胶体磨采用自流时产量为2t/h左右,采用泵输入时产量达4t/h,故设计时采用齿轮泵作为输入动力,实践证明压力并不太高,一般设备都能满足要求,生产稳定。

  输入动力均先用CLB-50型齿轮式沥青泵,但由于乳化剂水溶液对一般钢材有腐蚀性,因而需要耐腐蚀压力泵,齿轮泵规格可选用1.5″,并且产量还可以提高。

  (5)乳液贮存及输出。

  乳化沥青虽具有常温下施工的特点,但亦并非对其储存没有要求,若贮存不当,将导至乳液破坏,因此还必须把握其贮存要点,使之保持良好的使用状态。总的来讲乳液要求密闭储存,并保持一定的温度。因乳液暴露在空气中,导致表面破乳而形成沥青膜层,故应储存在密闭容器内,尽可能减少乳液与空气的接触面积。一般采用金属卧式贮存罐,也有设计成立式贮存罐,无论采用何种形式,为防止沉淀均应备有搅拌设施。但搅拌时应防止带入空气以免造成乳液分解破乳,必要时应做好金属防腐。

  乳液贮存的温度范围在10℃-85℃之间,贮存温度根据乳液的用途和类型而异。如洒布用乳液,贮存温度与洒布温度相近为50℃-85℃,而拌和用乳液贮存温度一般均为常温,使用与贮存不应取低温。目前我国尚未制定贮存温度标准,暂参考ASTM或AASHTO标准中有关数据作参考。

  沥青乳液贮存罐的设置,应考虑容量大小,防腐设施、搅拌、保温方式以及输出安放位置。容量大小应与生产能力及使用相匹配。罐内设有盘管,利用蒸气保温,此热能尽可能利用废气,且盘管表面温度不得超过85℃。乳液搅拌采用泵循环来搅拌乳液。贮存罐的安放位置要考虑输出时车辆运送方便,因此选择高出地面1.2m处。使用时,当液位较高时可自流罐车内,当液位降低时备有齿轮泵抽吸。

  (6)仪表控制室及试验室。

  车间设置除使乳化沥青生产做到科学管理、安全生产外,并检验乳化沥青质量及考核乳化沥青生产成本,故乳化沥青生产车间还应包括仪表控制及试验室,其面积3×4.5m2,仪表控制部分包括16门控制台,可自控沥青温度、胶体磨等。试验室两侧作沥青常规指标和乳液质量检验等工作,以控制乳化沥青的生产及使用。

  我站这套装置已得到各方面认可,并经省交通厅及中国石油化工总公司鉴定,获部级三等奖,并将生产的产品定为胜利炼油厂的正式产品。十几年来由于严格生产质保体系,制定了生产操作制度及产品质量检测制度,产品质量一直稳定可靠。班产量稳定在60~80t,总产量已达到数万t.近几年来还为我省兄弟市及外省筹建了十几个车间,投产使用质量良好。

  今年我站对进口沥青进行了乳化试制,在小试成功的基础上,对现有生产装置进行了改造,扩大生产约50t进口沥青乳液,生产稳定,各顶指标均符合要求,投入三条试验路应用。

  4、加速研制稀浆封层

  阳离子乳化沥青稀浆封层,是用标准级配石屑为首料,以阳离子乳化沥青为结合料,加入水泥等填料、水,按一定比例在机械强剪切的作用下,拌和成糊状的稀浆,用机械摊铺在路面上,凝固后形成一层沥青表面处理层即为稀浆封层。形成后的表面防渗水,增加表面磨耗层,其表面粗糙不泛油,平整坚实,一般厚度在6~8mm左右,是国家“八五”重点技术推广项目,具有较广阔的使用范围。

  4.1用在公路养护上能够改善路面外观条件。当前我市道路由于多种原因,不少沥青路面出现干涩、贫油、脱粒、网裂,有的泛油而形成光滑的表面,严重影响使用品质,甚至造成行车事故。若铺一层稀浆封层,将使表面形成色调一致的新面层,外观上坚实平整、有一定粗糙度的路表。

  具有防止雨雪渗透的作用。沥青路面的裂缝往往是导致油路面大量损坏的信号,由于稀浆封层具有流动性能好的特点,用其填满缝隙,并将裂缝全部覆盖封闭,使其具有防渗水作用,减少缝隙扩大,改善路面平整度。

  能够延长路面使用寿命。因稀浆封层中含有矿料,且乳化沥青与酸碱性矿料和原沥青路面均有良好的粘附性能,使表面形成一层磨耗层,起到耐磨与保护的作用,而延长原路面的使用寿命,且造价较一般罩面低廉。

  具有提高摩擦系数的防滑性能。若稀浆封层中的矿料采用玄武岩,则路表摩擦系数可大大提高,而一般石灰石矿料加铺稀浆封层后摩擦系数可在45以上。

  4.2用在工程建设上用于沥青路面的下封层是理想的结构。近几年我省高速公路飞跃发展,沥青路面下封层前几年采用国产沥青乳液单层洒布法施工,而现今已采用进口沥青乳液,从今年广靖高速公路采用进口沥青乳液下封看,其效果确实优于国产沥青乳液。但就施工方法而言,洒布法存在用油量掌握不好、偏少者多、个别地段忽多忽少、多时乳液流入农田造成污染、流下桥头污染桥体,其次石料洒布不匀、破乳时间把握不准、碾压时间控制不好而造成石料分布不匀、个别地段出现积油现象。但采用稀浆封层,则可以免除这些现象,达到表面均匀平整。从省高指的指导意见及二院设计文件对下封层实施要求看,当前对稀浆封层的研究应加速这方面的开发及研究,尽快投入到工程应用。我站在这方面已进行了一些有益的初探,室内小试表明,配制的慢裂快凝性乳化剂拌和的稀浆混合料(进口沥青乳液)既有足够公路的操作时间,又能在摊铺后(当时气温18℃)1h以内形成,近期即将准备铺筑试验段,进一步扩大试验。

  4.3加速开发稀浆封层技术

  (1)由于稀浆封层具有较强的专业性,实施的主要关键是研制慢裂快凝性的乳化剂,拌制慢裂快凝型稀浆混合料,因此把能研制生产乳化沥青的基地作为发展的基础,这个基地既能生产国产沥青乳液,又能生产进口沥青乳液,以满足洒布法及稀浆封层用的诸品种乳化沥青,使其既能满足一般公路养护应用,又能满足工程建设、特别是高速公路建设的需要,尽可能生产改性乳化沥青以适应今后高速公路养护的需要。力争所生产多种品牌的乳化沥青达到商品化程度,满足各方面的要求。有条件的单位还可以引进国产移动式乳化沥青车间,直接在施工工地生产所需的乳化沥青。

  (2)实施稀浆封层关键的机械是稀浆封层机,八十年代初我国自行研制的拖式稀浆封层摊铺机,后来改进为自行式稀浆封层机,使拌和摊铺一次完成,但存在计量不准、控制较难、摊铺质量不高等问题。近几年不少省市从德国购进Breing沥青稀浆封层车及宝马公司制造的S-HY-800型稀浆封层机、美国HD-10型全自动全液压改性稀浆封层机,以及SS公司生产的移动式乳化沥青生产设备,生产能力达到230t/h,这对发展应用稀浆封层技术起到极大的推动作用。特别是美国HD-10型稀浆封层机作业效率高,其拌和罐采用双轴浆叶式强制拌和器,能有效、快速、强有力地将各种材料拌和均匀,及时送入摊铺箱,保证混合料在1-2min内均匀摊铺在路上,保证稀浆混合料在工作时不破乳,摊铺在路上几分钟内就开始破乳、凝固,达到快速开放交通的目的。

  (3)乳化剂的研制,应引入社会竟争机制,引进国外先进化学合成快、开放交通型乳化剂,有条件地与化工单位、高等院校联合研究,而不能采用传统的小而全的生产体系的研制机制。同时努力掌握信息,了解国内外乳化剂生产开发动态,使其成果为我所用。

  (4)建立专业化的施工队伍,统一备配机械设备,统一组织调度施工,使我省施工队伍从零落分散、水平不高、设备不全,发展成专业公路施工技术力量。对高速公路土层施工,可采取指定分包形式,既可减少诸多施工队伍增加这种特殊设备,又可使其集中精力来实施主体工程。由于是专业施工队伍,技术水平高,施工质量有保证,还能增加我省的经济产值。

  (5)积极开展改性乳化沥青稀浆封层的研究,建立省级检测中心,完善乳化沥青试验检测手段,制定省内乳化沥青产品标准及施工工艺程序。

2016乳化进口沥青的研制与应用3
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