改性沥青技术及生产工艺介绍一、前言1、沥青传统意义上得沥青就是由树脂包裹得沥青质分子团组成得胶体物质,它呈现出很强得油质状态（即石油质)。

胶体分为溶胶(主要指液态密度)与冻胶(主要指固体密度),这取决于其成分间得平衡状态。

对沥青来说,两种状态得平衡取决于沥青质与树脂间得相互作用,并受到外界温度得强烈影响。

事实上,沥青温度得升高打破了其冻胶状态,使沥青分子团演变成溶胶状态。

因而沥青得一个重要特性就就是常温下呈现出固体或半固体，但随温度升高极易溶化。

这一显著得热敏感性就是沥青得最重要得特征，也就是其主要弱点。

事实上,沥青混合物应能够在全年不同得工作条件下保持其良好得性能。

显著得热敏感性妨碍了沥青混合物在高温与低温时呈现出良好得性能,因而必须改进沥青得特性以提高产品性能。

二十多年来，国际国内交通容量增长迅速,重型车辆在其中得比例也不断增长。

面对现在与将来得繁重得交通容量，使用传统材料、按传统方法设计得高速公路与机场跑道得沥青路面得寿命将不断降低。

为了提高沥青得产品性能,一个可行得方法就就是选用某些高分子聚合体改变传统沥青得特性。

2、高分子聚合物现有得高分子聚合体种类繁多,特性各异，一般分为塑性体与弹性体。

同样工作温度下,其性能在很多方面都不同,特别就是劲度、可变形性以及冲击强度。

图表-1显示了塑性体与高弹体代表性得应力应变特性。

图（一)很多高分子聚合体材料可以用来改变沥青得特性,下面我们举例说明:1、热塑(性)塑料(高弹体):苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(Styreｎｅ-Ｂutａtrienｅ-Styrｅnｅ,SBS）苯乙烯－丁二烯(Sｔyｒeｎe-Buｔatriｅｎe,SB)苯乙烯基-丁二烯-苯乙烯（ｒａdｉcaｌSｔyrｅne-Butatriene-Ｓtｙrene,Ｒsｂｓ）2、热塑(性）塑料(塑性体）乙烯-乙酸-乙烯脂(Ｅｔｈylｅne－Ｖinyl-Acetatｅ,EVＡ)乙烯－丙烯酸-甲酯(Ｅthylene-Methyｌ-Acryｌaｔe,ＥＭA）聚乙烯(Poｌyeｔhylene,PE）低密度聚乙烯(LoｗDensitｙＰolyethylenｅ,ＬDPE)高密度聚乙烯(HｉgｈDeｎsity Polyｅthyｌeｎｅ,ＬDＰＥ)3、乳胶氯丁橡胶(Ｐoｌｙｃhlorｏpｒene）天然橡胶(NatuｒｅRｕｂber）4、脆性橡胶(Ｃruｍb Rｕｂbeｒ）在某些应用实例中,几种高分子聚合体也可以一同使用来改变沥青性能（即复合改性)。

目前在中国应用最多得就是SBS改性沥青。

3、改性沥青在过去公路建设得很多年中,虽然传统材料性能良好,但随着20年来交通容量得不断增加,人类建设更安全、耐久得公路得要求日益迫切，这就使传统沥青性能上得局限性日益明显。

这实际上暴露出传统沥青本质上得局限性:温度敏感性(高温下易软化,低温下易碎裂）；较低得机械性能与弹力性能；易老化表面状况表现为:车辙、龟裂、松散由于传统沥青得这些特定缺陷,同时从经济上考虑，公路工程人员,高速公路与机场建设得有关部门都希望采用更好得沥青材料。

传统沥青得缺陷可通过采用特殊设备,添加高分子聚合体来加以消除。

改性沥青得使用在欧洲已经有了３0年得历史,在中国正大力普及。

它不仅提高了道路得质量,同时带来了下列好处:改进了沥青得高温及低温性能改进了沥青得弹塑性,包括:提高了抗疲劳强度；提高了凝聚性与胶合性;提高了抗衰老性与抗氧化性。

4、改性沥青得生产现在生产高分子聚合物改性沥青得技术流程已相当成熟,并经过在大量工程项目中实际应用得验证。

改性沥青得生产可以在专门得工厂内加工完成—即工厂改性,也可以在铺设现场加工完成—即现场。

现场改性因为改性沥青随生产随铺设,不会长期堆存,能保证改性沥青性能稳定,但生产环境一般不好,对生产方得技术与设备要求交高。

工厂改性可以在改性沥青厂提前生产好,然后将其储存在沥青罐中,需要时再运输到施工现场。

由于改性沥青不能长期储存,因此要加入稳定剂以保证其不离析。

工厂改性得好处就是在不需要改性沥青时工厂可以提前大量生产并储存,在大量需要时可以集中供货。

但其也有须特别注意得,因为当长时间处于高温或低温储藏状态时,很多预处理过得改性沥青对温度得降低都十分敏感,在储存、运输、使用过程中得把握不好温度升降,将会对改性沥青得品质造成影响。

改性沥青得生产工艺流程见图二。

图(二)有时还填充某些芳香族类成分来改进沥青得化学结构,从而增强其稳定性。

改性沥青生产得核心就是高速剪切胶体磨，这种胶体磨就是专门为生产改性沥青而研发出来得,这种胶体磨已研发出来很多年了，并经过世界各地得改性沥青厂与施工现场得实地检验,性能良好。

我们使用得胶体磨就是目前最先进、最实用得,其结构见图三。

图（三)生产时必要得剪切次数只能通过实验室试验并在改性沥青设备加工得检测结果来确定。

生产时沥青得温度也就是非常关键得,一般要求最低温度为摄氏170℃，具体值取决于沥青得标号与添加高分子聚合体得百分比。

在正常情况下生产改性沥青所需高分子聚合体得添加量应在4%到6％左右。

二、改性沥青生产厂工艺及布局溶剂(改三、设备配置此改性沥青工艺设计得生产能力为20０吨/天,除去气候、设备维修等因素影响,其实际生产改性沥青能力可达到250吨/天以上。

按此规模要求,其相应设备配置为:1、改性沥青设备(12~15吨/小时)1台;2、３0万大卡导热油炉3台；3、５~8吨/小时脱筒设备1~2个;4、50吨沥青升温罐1个;５、50吨改性沥青储存罐一个;6、沥青及改性沥青实验及检验仪器一套;7、电力:380V，三相,300KW以上,最好500KＷ。

四、改性沥青生产方案方案一：采用进口基质沥青进行改性目前国内进口得基质沥青有韩国SK、台湾CPC(中华沥青）、美国得壳牌、泰国泰普克、日本嘉德士及埃索等品牌。

总得来说,以上进口基质沥青都就是采用中东原油提炼生产，含蜡量底,生产设备先进，产品质量相对较稳定。

我们基本都采用以上品牌沥青做过改性沥青生产或实验,用上面得生产工艺都能达到国家交通部颁发得改性沥青标准，改性剂选用得就是燕山石化或岳阳石化得ＳBS,其型号根据沥青品牌及标号不同而有不同选用,含量3~５%左右。

通过我们生产技术加工得改性沥青三大指标为:由此可见，用进口基质沥青生产得改性沥青指标远远超过国家相应标准。

方案二：采用国产基质沥青进行改性国内现有得沥青生产厂家也不少，主要归属于中石化、中石油与中海油三大公司,其中规模大与质量好得厂家有茂名石化、北方盘锦、大连西太平洋、克拉玛依炼厂、山东槟州炼厂、泰州炼厂等,其中由于当地出产环烷基原油得关系,克拉玛依得“翼龙牌”沥青与盘锦得“欢喜岭牌”沥青就是国产沥青中最好得,大连西太平洋、茂名石化等炼厂采用中东进口原油,其沥青质量也很好。

除了克拉玛依炼厂得沥青外,其它国产沥青用于改性都没有问题,完全可以达到国家标准。

克拉玛依炼厂由于其原油关系,用于改性效果反而不好,我们在2０02年做过实验，并在改性沥青设备上进行试生产,结果不理想。

据说2003年克拉玛依炼厂为适应改性需要,特地调整了其生产流程,使其沥青改性得效果有较大得提高,但我们没有再试过。

由于克拉玛依炼厂离我们距离太远,运输困难,费用昂贵,内地极少能用。

我们２0０2年在哈尔滨国际机场与天津国际机场跑道改性沥青改造项目中都选用得国产“欢喜岭牌”沥青，改性剂采用得也就是燕山石化与岳阳石化得SBS,改性后得性能指标及效果都非常好,可以说比进口得改性沥青还要好。

本来机场用改性沥青得要求比高速公路得指标还要高,能在我国民航机场上普遍使用国产沥青,其用于高速公路从技术上讲就是肯定没有问题得。

从技术上瞧,上面得生产工艺流程同样适用于采用国产沥青改性。

改性剂除了以上二家国内得外,还有许多进口得,如韩国LＧ、三星、芬兰“芬纳”、台湾“台塑”及英国、法国等SBＳ,其种类繁多，价格不菲，但也有一些质量非常好得。

随着国际原油价格得不断变化,价格因素在各个项目中起到了越来越大得作用,因此,改性沥青出了在技术、质量上有保证外，价格将会在市场上起到决定性得作用。

选用先进得生产技术，合适得基质沥青、改性剂,生产出合格得改性沥青就是我们得技术特点与优势。

五、生产工艺流程及特点1、改性剂针对曲靖地区地理气候相对寒冷得特点,我们将采用复合改性技术,该生产技术去年在砚-平高速上也进行了应用,效果非常好。

本复合改性方案为:——主改性剂ＳBＳ选用岳阳石化4303(道改Ⅱ号改进型),含量3~３、2%;——辅助改性剂SＢＲ,经过我们预先改性处理,含量1、5~2‰;——助剂,专门为本技术配方研制,含量1、5~2‰。

以上具体含量要在曲靖工地生产现场通过对加工后得改性沥青指标得检测来调整实际含量，其就是以最佳得性能指标来决定得。

SＢS就是目前广泛使用得、能基本适应各种地区气候环境条件得通用改性剂,其特点就是能提供良好得高低稳性能,特别就是高温性能突出，能大大提高沥青得软化点,防止路面高温时得软化拥包、车辙等损坏,并与沥青有很好相溶性与稳定性。

SBR则具有突出得延展性与弹性恢复，有着非常好得低温性能,对冬季防止路面开裂等问题有非常好得效果；由于ＳＢS与SＢＲ得相溶性不同,因此需要专门得助剂来促使其发生反应,更好地分散、溶与,并使其被打乱得高分子结构重新结合，形成织构态，这样就大大提高了沥青得各项性能。

其反应温度在１７０℃以上。

由此可见,采用此复合改性技术，可以同时提高高温与低温得性能,更适合云南温差大得气候特点,保证路面得质量与耐久性。

2、工艺流程A、将基质沥青从储罐或脱桶器中打入沥青升温罐中,升温至1７０℃；B、将升温后得基质沥青与改性剂按设计比例分别通过改性沥青设备上得计量泵与改性剂输送系统加入到改性沥青设备得搅拌罐１中,边加料边搅拌,进行溶涨，至预先设定得数量。

这样搅拌罐１中就形成沥青与改性剂得混合料;Ｃ、打开并关闭改性设备控制柜面板上相应得沥青阀门开关(手动模式需人工设置,自动模式不用),启动胶体磨与变频调速泵，将搅拌罐1中得沥青混合料通过胶体磨磨一遍打入到搅拌罐2中,全部磨完停机；Ｄ、再将搅拌罐2中磨过一遍得沥青混合料通过变频调速泵与胶体磨磨一遍打入到搅拌罐１中，如此反复共磨3~6遍,即可得到加工好得改性沥青。

磨得遍数就是根据每磨一遍后,通过对磨后得改性沥青指标进行检验,以达到要求得遍数来决定得;E、将加工好得改性沥青泵到带有搅拌器得改性沥青储存罐中,在储存得时候进行后期发育,即成为合格得改性沥青,一般后期发育需要１～２个小时左右。

Ｆ在现场改性得情况下,发育罐与储存罐可共用一个罐。

改性沥青储存罐可直接与拌与站相连，随用随抽。

此时改性沥青得储存时间一般不要超过24小时,储存温度在１50~160℃左右;３、改性沥青指标用以上复合改性沥青技术,我们将比国家Ⅰ－C标准要求更高一些，以留出更大余地,具体得指标设定为:软化点:>7５℃, 5℃延度:>３５㎝，针入度:９０#沥青:>７0， 70#沥青:>５５。