温拌阻燃沥青的制备及其理化性质研究

杨 宇，王洪国，廖克俭，周淑飞

（辽宁石油化工大学，辽宁抚顺113001）

温拌阻燃沥青的制备及其理化性质研究

杨 宇，王洪国，廖克俭，周淑飞

（辽宁石油化工大学，辽宁抚顺113001）

对LKWO－Ⅱ型油基温拌阻燃沥青的制备工艺进行研究，考察了搅拌温度、搅拌转速、搅拌时间、温拌剂添加量等工艺条件对温拌阻燃沥青动力黏度的影响，并考察了LKWO－Ⅱ型油基温拌剂对阻燃沥青常规性能的影响。结果表明：制备LKWO－Ⅱ型油基温拌阻燃沥青的最佳工艺条件为搅拌温度130℃、搅拌转速200r?min、搅拌时间35min、温拌剂添加量（温拌剂与阻燃沥青的质量比）0.8%；LKWO－Ⅱ型油基温拌剂使阻燃沥青的软化点降低、针入度增加、延度增加，该温拌剂能提升阻燃沥青的抗低温开裂性能，可弥补阻燃剂会降低沥青低温抗开裂性能的缺陷。

温拌剂 阻燃沥青 混合料 制备工艺

目前在隧道或地下通道中使用噪音低、抗滑性能好、行车舒适的沥青路面已经成为发展趋势［1］，然而沥青极易燃烧，一旦在隧道内发生交通事故时被引燃，则会在短时间内释放出大量的热、烟及有毒气体，给人员逃生和救援带来极大的困难［2］，因此阻燃沥青广泛应用于隧道或地下通道路面的铺装［3－5］。阻燃沥青中添加了大量阻燃剂，使沥青黏稠度增加，从而使热拌沥青混合料的拌和温度提高、生产难度增加，且热拌沥青混合料本身就存在高能耗、高排放、易老化等弊端。温拌沥青混合料与热拌沥青混合料相比可降低生产能耗，节约成本，减少烟气排放，改善工人施工环境，延长施工时间，提高路用性能，并可直接使用热拌设备进行生产，同时可延长拌和设备的使用寿命［6－7］。

为了降低阻燃沥青混合料的生产难度和生产成本，改善施工环境，延长施工时间，增加隧道或地下通道路面铺装的灵活性与便利性，推动温拌阻燃沥青在路面铺装施工中的应用，本课题对LKWO－Ⅱ型油基温拌阻燃沥青的制备工艺进行研究，并考察LKWO－Ⅱ型油基温拌剂对阻燃沥青常规性能的影响。

1 实 验

1.1 原材料及仪器

原材料：LKWO－Ⅱ型油基温拌剂；环保型阻燃剂（自制）；辽河油田SBS改性沥青（IC型），其主要技术指标见表1。

表1 SBS改性沥青的主要技术指标

仪器：SD－0625型旋转黏度计；SYD－2806E型全自动沥青软化点试验器；SYD－2806C型沥青针入度试验机；LY－20A型沥青延伸度仪；JJ－1A型搅拌器。

1.2 实验方法

环保型SBS改性阻燃沥青的制备：将环保型阻燃剂按质量分数12%加入到温度为（155±5）℃的SBS改性沥青中，用搅拌器高速搅拌45min，然后低速搅拌30min，以排出气泡使其均匀稳定。

LKWO－Ⅱ型油基温拌阻燃沥青的制备：采用搅拌一次掺配法，将一定量的LKWO－Ⅱ型油基温拌剂慢慢加入到已经加热至一定温度的环保型SBS改性阻燃沥青中，恒温、恒速搅拌一定时间，制得LKWO－Ⅱ型油基温拌阻燃沥青。

沥青的常规性能测试：针入度、软化点、延度均按照JTJ 052－2000国标规定的方法进行测定。

降黏效果评定：按照JTJ 052－2000国标规定的方法测定LKWO－Ⅱ型油基温拌阻燃沥青在135℃下的动力黏度，用于评价温拌剂的降黏效果［8－9］。

2 结果与讨论

2.1 温拌阻燃沥青的制备工艺条件考察

2.1.1 搅拌温度 在LKWO－Ⅱ型油基温拌剂添加量（温拌剂与阻燃沥青的质量比，下文同）为0.8%、搅拌转速为200r?min、搅拌时间为35min的条件下，搅拌温度对温拌阻燃沥青动力黏度的影响见图1。由图1可知，随着搅拌温度的升高，温拌阻燃沥青的动力黏度呈先降低后升高的变化趋势，当搅拌温度为130℃时，温拌阻燃沥青的动力黏度最小。这是由于搅拌温度过高时会导致温拌剂加快挥发，且其内部的表面活性剂分子也会遭到破坏；而搅拌温度过低时会导致阻燃沥青与温拌剂混合不充分，从而使降黏效果不佳。因此，适宜的搅拌温度为130℃。

图1 搅拌温度对温拌阻燃沥青动力黏度的影响

2.1.2 搅拌转速 在LKWO－Ⅱ型油基温拌剂添加量为0.8%、搅拌温度为130℃、搅拌时间为35 min的条件下，搅拌转速对温拌阻燃沥青动力黏度的影响见图2。由图2可知，随着搅拌转速的增大，温拌阻燃沥青的动力黏度呈先降低后升高的变化趋势，当搅拌转速为200r?min时，温拌阻燃沥青的动力黏度最低。这是因为当搅拌转速过低时，会导致温拌剂与沥青混合不均匀，从而使降黏效果下降；而当搅拌转速过高时，会破坏起润滑作用的结构性油膜，也导致降黏效果下降。因此，适宜的搅拌转速为200r?min。

2.1.3 搅拌时间 在LKWO－Ⅱ型油基温拌剂添加量为0.8%、搅拌温度为130℃、搅拌转速为200r?min的条件下，搅拌时间对温拌阻燃沥青动力黏度的影响见图3。由图3可知，随着搅拌时间的延长，温拌阻燃沥青的动力黏度呈先降低后升高的变化趋势，当搅拌时间为35min时，温拌阻燃沥青的动力黏度最小。这是因为搅拌时间过短时会导致阻燃沥青与温拌剂混合不均匀，从而导致降黏效果不佳；而搅拌时间过长时会导致部分温拌剂挥发，使降黏效果下降。因此，适宜的搅拌时间为35min。

图2 搅拌转速对温拌阻燃沥青动力黏度的影响

图3 搅拌时间对温拌阻燃沥青动力黏度的影响

2.1.4 温拌剂添加量 在搅拌温度为130℃、搅拌转速为200r?min、搅拌时间为35min的条件下，LKWO－Ⅱ型油基温拌剂添加量对温拌阻燃沥青动力黏度的影响见图4。由图4可知，随着温拌剂添加量的增加，温拌阻燃沥青的动力黏度逐渐下降，其中温拌剂添加量低于0.8%时温拌阻燃沥青动力黏度的下降幅度较大，温拌剂添加量大于0.8%后温拌阻燃沥青动力黏度的降低趋于平缓。综合考虑企业运营成本及降黏效果，适宜的LKWO－Ⅱ型油基温拌剂添加量为0.8%。

2.2 LKWO－Ⅱ型油基温拌剂对阻燃沥青常规性能的影响

在搅拌温度为130℃、搅拌转速为200r?min、搅拌时间为35min、LKWO－Ⅱ型油基温拌剂添加量分别为0，0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%，1.2%的条件下制备一系列温拌阻燃沥青，测定其针入度（25℃）、延度（5℃）和软化点，考察LKWO－Ⅱ型油基温拌剂对阻燃沥青常规性能的影响，结果如表2所示。由表2可知，随着温拌剂添加量的增加，温拌阻燃沥青的针入度增加、软化点降低、延度增加。这是因为LKWO－Ⅱ型油基温拌剂能够降低阻燃沥青的黏度及硬度。温拌阻燃沥青的针入度与延度增加，表明LKWO－Ⅱ型油基温拌剂会提高阻燃沥青的低温抗开裂性能，从而弥补阻燃剂会降低沥青低温抗开裂性能的缺陷。温拌阻燃沥青的软化点降低，表明温拌剂会影响阻燃沥青的高温抗车辙性能，但环保型阻燃剂可提高沥青高温抗车辙性能的特性弥补了这一影响。

图4 温拌剂添加量对温拌阻燃沥青动力黏度的影响

表2 温拌剂对阻燃沥青常规性能的影响

3 结 论

（1）LKWO－Ⅱ型油基温拌阻燃沥青的最佳制备工艺条件为：搅拌温度130℃，搅拌转速200 r?min，搅拌时间35min，LKWO－Ⅱ型油基温拌剂添加量0.8%。

（2）LKWO－Ⅱ型油基温拌剂能够使阻燃沥青的针入度和延度增加、软化点降低。该温拌剂可以改善阻燃沥青的低温抗开裂性能，弥补了阻燃剂会降低沥青低温抗开裂性能的缺陷。

［1］ 杨良，郭忠印，丁志勇.公路隧道路面工作环境调研与分析［J］.交通科技，2004，30（1）：27－30

［2］ 吕显智，恭开森.公路隧道消防安全隐患及对策［J］.云南消防，2001，11（2）：39－40

［3］ 胡朝辉.阻燃沥青混合料在高速公路长大隧道面层施工中的应用［J］.交通标准化，2013，12（3）：83－86

［4］ 陈超峰，沙维维.阻燃沥青混合料在江西德昌高速中的应用［J］.工程质量，2012，30（6）：47－49

［5］ 吴江，张刚.阻燃沥青混凝土技术在羊场湾煤矿矿井坑道中的应用［J］.宁夏工程技术，2013，12（3）：237－241

［6］ 李德超.温拌沥青混合料技术综述［J］.石油沥青，2008，22（5）：1－5

［7］ 李新阳，黄刚，王俐栋.温拌沥青混合料技术综述［J］.石油沥青，2013，27（1）：66－71

［8］ 王鹏，黄卫东.采用DAT添加剂温拌沥青拌合温度［J］.长沙理工大学学报：自然科学版，2010，7（2）：12－18

［9］ 任满年，柴志杰.沥青生产与应用技术问答［M］.北京：中国石化出版社，2005：27

PREPARATION OF WARM－MIXED FLAME RETARDANT ASPHALT AND ITS PHYSICO－CHEMICAL PROPERTIES

Yang Yu，Wang Hongguo，Liao Kejian，Zhou Shufei
（Liaoning Shihua University，Fushun，Liaoning113001）

LKWO－II oil based warm－mixed additive was used to prepare warm－mixed flame retardant asphalt.The effects of preparation factors such as temperature，stirring speed and time during stirring process and amount of warm－mixed additive on the dynamic viscosity of the product were tested.The general performance of the product was also investigated.The test results show that the best preparation conditions of warm－mixed flame retardant asphalt with LKWO－Ⅱoil based additive are：130℃，stir－ring speed 200r?min for 35min and the additive amount of 0.8%（mass ratio of the additive and flame retardant asphalt）.It is found that the addition of LKWO－Ⅱoil based warm－mixed additive can reduce the softening point of flame retardant asphalt while increase the penetration and ductility，and improve the crack－resistant attributes at low temperature and remedy the disadvantage in low temperature cracking performance caused by addition of flame resistant additive.

warm－mixed additive；flame retardant asphalt；mixture；preparation technology

2015－08－04；修改稿收到日期：2015－11－28。

杨宇，硕士研究生，从事石油化学品的研制与开发工作。

杨宇，E－mail：yangyu556690＠126.com。

中国石油化工股份有限公司合同项目（113092）。