利用70号沥青生产I-A、I-B改性沥青的研究

2020-06-26许晓进蔡晓明刘起付夏斌

石油沥青 2020年3期

许晓进，蔡晓明，刘起付，夏斌

（中石油江苏燃料沥青有限责任公司，江阴 214400）

随着我国经济的高速发展，公路交通事业也进入了迅猛发展期，公路交通部门对道路沥青的要求也越来越高。普通重交沥青已经远远不能满足现在交通荷载的需要，改性沥青有着较好抗车辙能力、抗水损能力以及较好的强度、硬度，已被广泛使用。目前国内改性沥青市场上大部分都是I-D、I-C 产品，主要用于南方炎热地区，但是在北方寒冷地区I-B、I-A 改性沥青正逐步的代替了重交90 号、110 号沥青。目前国内改性沥青生产厂家加工I-D 级改性沥青一般选用70 号沥青、I-C 级选用90 号沥青、I-B级选用110 号沥青、I-A 级选用130 号以上的沥青作为基质沥青，但是生产110 号以上牌号的重交沥青厂家数量较少，制约了I-A、I-B 改性沥青的生产使用。利用普通70 号沥青在一定的试验条件下通过改性剂、相容剂掺量的研究及优化，确定了生产I-A、I-B 改性沥青的配方。

1 试验部分

1.1 产品技术指标要求

本次试验利用中石油自产70#沥青为原料，通过添加不同比例的自产减线油和改性剂，确定生产符合交通部JTG F40—2004（《公路沥青路面施工技术规范》）中I-A、I-B 级SBS 改性沥青技术配方，主要指标要求见表1。

表1 I-A、I-B SBS 改性沥青主要指标要求

1.2 试验原料

基质沥青采用中石油自产的70 号A 级沥青，主要性质见表2。

改性剂采用戴纳索的C-501 型SBS，主要性质见表3。相容剂为中石油自产的减线油，主要性质见表4。稳定剂为国内某厂家生产的稳定剂，型号为HMD-2，主要性质见表5。

表2 70 号A 级沥青性质

表3 改性剂性质

表4 相容剂性质

表5 稳定剂性质

1.3 样品的制备

将已准确称量的基质沥青加热至流动状态，按照试验方案将定量相容剂加入基质沥青中，将混合后的沥青放在加热套中加热至180～185 ℃，按照试验方案将定量SBS 改性剂缓慢的加入沥青中，开启剪切速率控制在3 500 r/min，温度控制180～185 ℃，剪切研磨20 min。剪切结束后切换至搅拌状态，加入定量的稳定剂搅拌2.5 h，温度控制在180～185 ℃，即制得SBS 改性沥青。

2 试验结果与讨论

2.1 相容剂添加量对改性沥青性质的影响

在固定基质沥青及助剂品种的条件下，A1、A2、A3 号试验改性剂添加量为5.0%，通过改变相容剂加入量，考察制备得到的I-A 改性沥青样品的差异；B4、B5、B6 号试验改性剂添加量为4.0%，通过改变相容剂加入量，考察制备得到的I-B 改性沥青样品的差异。试验数据如表6所示。

由表6数据可知，I-A、I-B 改性沥青在基质沥青、改性剂、稳定剂量固定的情况下，通过改变相容剂的加入量制备得到的改性沥青样品都能满足指标要求，随着相容剂量的加大针入度增加、软化点略有降低、老化前及老化后延度有所增加，其它指标无明显差异。

表6 不同相容剂加入量对改性沥青的影响

2.2 改性剂添加量对改性沥青性质的影响研究

在固定基质沥青及助剂品种的条件下，A3、A4、A5 号试验相容剂添加量为12.0%，通过改变改性剂加入量，考察制备得到的I-A 改性沥青样品的差异；B3、B4、B5 号试验相容剂添加量为8.0%，通过改变改性剂加入量，考察制备得到的I-B 改性沥青样品的差异。试验数据如表7所示。

表7 不同改性剂加入量对改性沥青的影响

由表7数据可知，I-A、I-B 改性沥青在基质沥青、相容剂、稳定剂量固定的情况下，通过改变改性剂的加入量制备得到的改性沥青样品都能满足指标要求，随着改性剂量的加大针入度降低、软化点增加、I-A 改性沥青老化前及老化后延度增加，但是I-B 改性沥青老化前及老化后延度改性剂量的加大而有所降低，其它指标略有差异。

根据添加不同剂量稳定剂、相容剂综合考察，I-A 改性沥青试验中A5 方案成本相对较低，各项指标较好，能够满足交通部规范的指标要求，可以有效降低生产成本。I-B 改性沥青试验中B1 方案各种助剂加入量较少，同时各项指标能够满足交通部规范要求，符合实际生产需要。