特立尼达湖沥青加工工艺研究

张运会

(河北省高速公路石黄管理处)

0 前 言

特立尼达湖沥青采自加勒比岛国——特立尼达和多巴哥境内的沥青湖。沥青湖蕴藏了数以百万吨计的天然沥青，自百多年前的首次质量测试直至如今，测试结果都显示沥青的质量成分经久不变。TLA(天然)湖沥青相比一般的石油沥青不同之处在于它不是从石油中提炼出来，而是地层内部的石油资源经过亿万年在地壳运动和火山口的高温作用自然形成。

据分析，特立尼达湖沥青大约含53% ～55%的沥青，36% ～37%的矿物质，9% ～10%的矿物质、有机质和一些挥发性物质合成的水。矿物质主要由石英和粘土矿物质组成，矿物质非常精细，其中90%小于75 μm，约44%小于10 μm，正是由于这些矿物质具有坚硬的特点和稳定结构，从而使该沥青具有了独特的特点和性能。该改性沥青从1860年开始应用于道路工程，迄今已有100 余年的历史，湖沥青有极强的环境适应性，超长的使用寿命，较低的维护费用等综合优异性能，得到了使用者普遍的好评。

1 TLA 加工工艺研究

1.1 TLA 与基质沥青配伍性研究

对TLA 与基质沥青之间的配伍性展开研究，TLA 与基质沥青之间是否存在配伍性。

在该部分仅通过车辙因子来检验TLA 与基质沥青的配伍性，结果详见图1。

图1 车辙因子与灰分含量关系图(58 ℃)

由图1 可以看出，采用车辙因子参数时，TLA 对不同基质沥青的改性效果差异显著，即是说TLA 对不同的基质沥青其改性效果不同，与基质沥青之间物理相溶上不存在配伍性，但是在性能改善方面存在配伍性。

1.2 TLA 改性沥青室内加工工艺研究

TLA 改性沥青的加工，根据已有资料认为是一种物理过程，搅拌时间为30 ～40 min，搅拌温度为170 ℃。但是，对TLA 本身的温度，不同的文献要求不同，有些文献要求TLA需加热至190 ℃，然后与135 ℃的基质沥青混合、搅拌;有些文献认为TLA 本身不需加热，直接敲碎倒入135 ～155 ℃的基质沥青中搅拌30 ～40 min。可见，关于TLA 改性沥青的加工工艺众说纷纭，本文拟通过不同方案的试验研究，得出TLA 改性沥青的最佳工艺方案。图2 为室内加工工艺试验研究结果。

图2 TLA 改性沥青中灰分含量随温度与时间的变化关系图

由上述图表可以看出:

(1)搅拌时间对TLA 改性沥青的影响不显著;

(2)TLA 改性沥青中灰分的沉淀作用与放置时间的关系显著，例如在175 ℃的条件下放置3 h 灰分的沉淀量，相当于145 ℃条件放置12 h 的沉淀量;175 ℃的条件下放置1 h 灰分的沉淀量，相当于100 ℃条件放置12 h 的沉淀量。

(3)本研究提出室内TLA 改性沥青样品的制备方法:高温制备TLA 改性沥青，搅拌20 ～40 min 后停止加热，然后持续搅拌直至TLA 改性沥青的温度降至90 ℃左右后再进行试件的制备，以尽量避免灰分的沉淀对试验结果产生不利影响。

1.3 TLA 改性沥青混合料室内加工工艺

对TLA 改性沥青混合料而言，在室内试验过程中，采用干法工艺有利于试验结果的稳定性、有利于减小试验结果的离散性。TLA 的掺加方式(干法、湿法)、基质沥青种类、级配、TLA 掺量等因素中，干湿法工艺对结果的整体影响甚至大于TLA 掺量的影响。

1.4 TLA 改性沥青混合料现场加工工艺

采用湿法施工工艺，其必然的灰分沉淀导致了现场沥青用量的较大的波动，从而导致依托工程车辙深度稍高于一般工程。因此，在TLA 改性沥青混合料的现场生产过程中，建议尽量采用干法工艺，以彻底避免灰分沉淀对路用性能的不良影响。

2 结 论

(1)TLA 改性沥青在加工工艺上，对搅拌时间要求不高，一般在20 ～40 min 即可;

(2)从相容性的角度看，TLA 与基质沥青基本不存在配伍性问题，即其与任何一种基质沥青基本均只需采用物理加热和搅拌的方式即可;

(3)对沥青混合料，无论是室内试验还是现场实际生产，应尽量采用干法工艺，以避免TLA 中灰分沉淀对试验结果、对路用性能的影响。

［1］沈金安.特立尼达湖沥青及其应用前景［J］.国外公路，2000，20(2).

［2］丁建平.湖沥青在北京道路改造工程中的应用［J］.市政技术，2005，23(6).

［3］查旭东，王玮，徐进，等.灰分沉淀离析对TLA 改性沥青性能的影响［J］.长沙理工大学学报:自然科学版，2009，2(6).