CN1733869B - 青川天然沥青矿制品在铺筑石油沥青路面中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种青川天然沥青矿制品在铺筑石油沥青路面中的应用，其特征在于：对于软化点280℃以上的青川天然沥青，在道路施工的160℃-180℃石油沥青温度下，能熔解作为改性剂使用，要求该天然沥青制品必须具有的熔解颗粒不大于18μm；其制备方法是：先将开采出来的青川天然沥青矿粗碎，然后用专用设备细碎成熔解颗粒度不大于18μm的微细粉；优点是：作为石油沥青改性剂，很容易与石油沥青混熔，对道路沥青改性效果好；其生产工艺简单、操作安全、无环境污染、产量质量稳定，由于其性能已达到或超过进口的北美天然沥青，而且由于生产成本相对较低，因此可以替代进口。

Description

青川天然沥青矿制品在铺筑石油沥青路面中的应用 

技术领域

本发明涉及一种应用于铺筑石油沥青路面的改性剂，确切地说是涉及将我国青海四川地区所蕴藏的天然沥青矿，经开采并进行深加工处理制成作为石油沥青改性剂，在铺筑高等级沥青路面、特别是高速公路路面中的应用。 

背景技术

随着我国国民经济的高速发展，交通量和交通强度在日益增加，其中高速公路发展迅速。近年来由于实施西部大开发战略，又使中西部道路交通的增长速度加快。沥青路面以其舒适、安全在高等级道路路面中占主导地位。沥青路面质量的好坏直接影响着高速公路的使用性能，影响着高速公路所带来的社会效益和经济效益。由于高速公路交通量大、渠化交通明显、车速高、承载日趋重载化，因此对道路的要求也愈来愈高，不但要求路面有足够的强度、稳定性、抗滑性、平整性，而且还要求有良好的耐久性，保证公路在使用期内各项指标在先期不至于明显降低，同时确保车辆安全、舒适、快捷地通行。要满足上述要求，最基本的条件之一是选用优质的沥青。但是我国生产的重交通沥青的品质和数量，远远不能满足高等级道路建设的需要，所以改性沥青技术越来越受到重视。目前国内道路改性沥青多用聚合改性沥青，但是聚合改性沥青的明显缺点在于温度稳定性差、混熔困难、易离析、施工工艺复杂、所 用施工设备投资大等。天然沥青改性在国外早有应用，如千里达湖沥青、北美天然沥青等在国内也有进口，并用于一些高速公路建设，但国内尚无类似产品。 

我国早在70-80年代，就在北京、河北、山西、浙江、江苏等许多地方铺筑过千里达湖沥青(筒称TLA)的改性沥青试验路段，显示出TLA具有良好的性能。之后又在江阴长江大桥上铺筑TLA路面，接着在北京至张家口的干线公路上铺筑了实验段，在四川成渝公速公路也铺筑了TLA改性沥青实验段，其它一些地方的重要交通路段，也正在考虑采用此种技术措施，因此天然沥青的使用，在我国正处于方兴未艾。 

发明内容

本发明的目的是通过实施下述技术方案来实现的： 

青川天然沥青矿制品在铺筑石油沥青路面中的应用，其特征在于：对于软化点280℃以上的青川天然沥青，在道路施工的160℃-180℃石油沥青温度下，能熔解作为改性剂使用，要求该天然沥青制品必须具有的熔解颗粒不大于18μm。 

能作为石油沥青改性剂的这种青川天然沥青矿制品，是四川青川中能信天然沥青矿开发有限公司开采加工处理的产品，该矿制品软化点283℃，油分、胶质含量少，主要为沥青质及其它成分。 

本发明的优点在于：①作为石油沥青改性剂，本产品具有优越的颗 粒表面活性，在铺筑石油沥青道路的160℃～180℃施工温度下，很容易与石油沥青混熔，而生成的道路改性沥青均匀光亮。②对道路沥青改性效果好。试验表明，由于在石油沥青中添加了这种改性剂，从而使道路沥青的软化点显著升高，显示出改性后的道路沥青耐高温(或低温)性和耐老化性能有明显改善。③作为石油沥青改性剂应用的本产品，其生产工艺简单、操作安全、无环境污染、产量质量稳定，由于性能已达到或超过进口的北美天然沥青，而且生产成本相对较低，因此可以替代进口。 

具体实施方式

实例青川中能信精制天然沥青CEI-3 

一、制备方法： 

将天然沥青矿先粗碎，然后用气流或机械式粉碎机粉碎至18μm，即得紫色黑色的均匀粉末状本产品。 

二、产品性质 

外观：紫黑色 

形状：均匀粉末状 

闪点：＞250℃ 

化学组成(％)： 

饱和份    1.00 

芳香份    1.96 

胶质      13.73 

沥青质    82.35 

三、对道路沥青的改性效果 

下表是将CEI-3以不同的量，分别加入广源发重交90#沥青中的测试结果： 

从表中可以看出：(1)向广源发重交90#沥青中填加2.5％或5.0％的青川中能信精制天然沥青CEI-3，其熔化状态良好呈均匀光亮状，表明精制天然沥青和石油沥青是比较混熔的。在170℃～180℃温度下，经过30mi n的高速搅拌混合，即可使天然沥青改性剂与基质沥青混熔为一体。制备的改性沥青均匀、光亮，说明精致天然沥青的施工工艺性能良好。 

(2)精制天然沥青对广源发重交90#沥青性能的影响是明显的，总的趋势是：沥青的软化点升高，且随着掺量的增加而增加，加入5％的精制天然沥青软化点升高10℃左右；沥青的针入度、延度下降，且随着掺量的增加而降低。表明可以显著的改善沥青的耐高温性能。 

四、本发明青川精致天然沥青与进口天然沥青性质比较 

项目	青川精制天然沥青	北美沥青	千里达湖沥青	测试条件
					密度(20℃)g/cm2	1.12	1.04～1.06	1.40～1.42
软化点/℃		160～175	93～98	GB/T4507
					25℃针入度/0.1mm			1～4	GB/T4509
闪点/℃	＞250℃			GB/T267
					溶解度％		Min99	53～58	CS2
灰分％	2.97	0.2～2.0		ASTMD271
					不溶度％		Min40		N-康烷

 

由上表可看出青川精制天然沥青的密度，介于北美沥青和千里达湖沥青之间，其饱和份、芳香份和胶质均低于北美沥青，而沥青质高于北美沥青，更适于提高石油基质沥青的软化点，使铺筑路面的抗高温性能更好。 

五、青川精制天然沥青与国外天然沥青改性石油沥青的改性效果表：(基质沥青是广源发90#沥青) 

《石油沥青》2001.2千里达湖天然沥青改性国产重交通沥青的路用性能研究。 

六、中能信“CEI”3#改性沥青试验结果(交通部公路科学研究所检测报告-2004年4月21日) 

指标	10％CEI+90％基质沥青试验结果
		针入度25℃，100g，5s(0.1mm)	50.8

 

粘度135℃        (Pa.s)	1.28
		延度15℃，5mm/min(cm)	41
延度25℃，5mm/min(cm)	106
		闪点             (℃)	348
软化点           (℃)	52.5
		溶解度(三氯乙烯) (％)	97.3
残留针入度比25℃ (％)	72.5
		质量损失         (％)	0.14
无机质(灰分)     (％)	2.1

七、中能信“CEI”3#改性沥青混合料试验结果(交通部公路科学研究所检测报告-2004年4月21日) 

项目	单  位	基质沥青90％+CEI 10  ％改性沥青混合料试验  结果	《公路改性沥青路面  施工技术规范》  (JTJ036-98)的质量要求
				马歇尔试验：稳定度              流值	KN  mm	16.2  2.7	不小于7.5KN  2～4mm
高温性能：车辙试验动  稳定度  (60℃，0.7MPa)	次  /mm	10800	按最炎热的地区要求不小  于3000
				低温性能：弯曲试验极  限拉伸应变(-10℃，  50mm/min)	με	3008	要求不小于3000(除年最  低气温小于-37℃的气候区  外)
水稳定性：浸水马歇尔  试验  48小时残留稳定度	％	96.2	不小于80％
				水稳定性：冻融劈裂试  验  残留劈裂强度比TSR	％	96.7	不小于80％

交通部公路科学研究所评价意见：采用CEI改性沥青(掺量10％)配制的沥青混凝土的高温性能、低温性能、水稳定性各项指标均符合我国《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036-98)的技术要求，具有 良好的路用性能。 

上表结果表明，青川精制天然沥青对广源发90#沥青的改性效果优于北美天然沥青，软化点有提高，针入度、延度下降小，从延度指标看出改性沥青的低温性能较好。 

以下内容为提供所用基质沥青的性质： 

广源发90#沥青为青岛广源发重交沥青公司生产的石油沥青产品，其性质见下表： 

项目	分析结果
		软化点/℃	43.5
15℃针入度/0.1mm	36
		25℃针入度/0.1mm	91
30℃针入度/0.1mm	141
		15℃延度/cm	＞150
5℃延度/cm	19.3

Claims (1)

1.青川天然沥青矿制品在铺筑石油沥青路面中的应用，其特征在于：对于软化点280℃以上的青川天然沥青，在道路施工的160℃-180℃石油沥青温度下，能熔解作为改性剂使用，要求该天然沥青制品必须具有的熔解颗粒不大于18μm。