下载文档原格式
2020年2月石油沥青PETROLEUM ASPHALT第34卷第1期克拉玛依稠油MOA基质沥青改性及应用毛三碣J熊良铉S繭习年2,杨克红2(1.中石油燃料油有限责任公司研究院，北京100195；2.中石油克拉玛依石化有限责任公司炼油化工研究院，克拉玛依834000)摘要：以克拉玛依稠油MOA基质沥青为原料，进行了SBS改性沥青生产及应用。
SBS 改性沥青可以满足交通部JTG F40—2004中SBS I-B技术要求，改性沥青混合料路用性能满足JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》中SMA-16技术要求。
对MOA改性沥青路面进行质量评估，路面使用性能总体良好。
关键词：SBS改性沥青MOA混合料克拉玛依稠油沥青中芳怪、沥青质和硫含量低，而胶质含量高，存在着SBS改性剂和沥青相容性和配伍性差的问题，沥青与SBS的相容性差,容易出现离析问题，须在高温条件下才能获得离析合格的SBS改性沥青。
为解决此难题，克石化炼化院自主开发了一种物理分离沥青和化学法相结合的组合工艺，简称MOA(Modify Optimize of Asphalt)工艺。
该工艺过程原料油通过化学反应进行改质，可以大幅度地将沥青质含量提高到10%左右，同时调入一定量的高芳桂组分，优化了沥青的族组成，提高了沥青与SBS的相容性,可在反应温度190弋左右下制得符合交通部技术规范JTG F40—2004的SBS改性沥青叫2014年，以M0A基质沥青为原料成功进行了SBS I-B改性沥青工业化生产，并在陕西某公路项目成功应用。
1工程概况2014年中旬，陕西某公路项目上面层需求克石化SBSI-B改性沥青，预计用量为2000t,下面层使用克拉玛依石化公司生产的90号A级道路沥青，路面设计结构如表1所示。
2技术方案实验室以高芳疑溶剂与M0A沥青调合的改性基质沥青和4%独山子SBS(T6302L)为原料,在8L剪切反应釜内试制SBS(I-B)改性沥青，185~195覽剪切0.5~ 1.5h,反应釜升温至185~195°C,加入0.2%自制复合稳定剂搅拌发育一定时间，制备的I-B类SBS改性沥青性质分析如表2所示。
SBR 与SBS 复合改性沥青制备及其混合料路用性能研究摘要：本文研究了SBR（丁苯橡胶）与SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）复合改性沥青制备方法和其混合料的路用性能。
以SBR 与SBS 的质量比为1：1，通过熔融混合法制备了SBR/SBS 复合改性沥青，研究了SBS 添加量对复合沥青性质的影响。
在此基础上，制备了不同添加量SBR/SBS 复合改性沥青的混合料，并测试了其抗拉强度、剪切应力、渗水性等路用性能。
通过实验研究发现，随着SBS 添加量的增加，复合沥青的黏度、软化点和负荷剪切模量均有所增加；而渗透性和弹性恢复率则有所降低。
在添加20% SBS 的情况下，SBR/SBS 复合沥青的各项性能最优，混合料也具有较好的路用性能，其抗拉强度、剪切应力和渗水性均有所提高。
本研究结果表明，采用SBR 与SBS 相结合的复合改性方法是可行的，可以显著提高沥青的性能和混合料的路用性能。
因此，SBR/SBS 复合沥青有望作为一种新型材料在路面建设中得到广泛应用。
关键词：SBR/SBS 复合改性沥青；路用性能；混合料IntroductionAsphalt is widely used in road construction due to its excellent performance in providing a smooth and durable road surface. However, traditional asphalt has some shortcomings such as low elasticity, low temperature cracking resistance, and poor waterproofing property. Therefore, improving the performance of asphalt has become a research hotspot in the field of road construction.Many studies have shown that the addition of polymers can improve the performance of asphalt effectively. Among them, styrene- butadiene rubber (SBR) and styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS) are two commonly used polymers in asphalt modification. SBR can improve the elasticity and low-temperature resistance of asphalt, whileSBS can enhance the high-temperature stability and waterproofing property of asphalt. Therefore, combining SBR and SBS to modify asphalt is expected to achieve a comprehensive improvement in its performance.In this study, SBR/SBS composite modified asphalt was prepared by melt blending method, and the effect of SBS content on the properties of composite asphalt was investigated. Furthermore, the performance of different SBR/SBS composite modified asphalt mixtures was tested to evaluate their road usage efficiency.ExperimentalMaterials:Asphalt: A pen grade 60/70 asphalt was used as the base material.SBR: A commercial grade SBR with a styrene content of 23% was used.SBS: A commercial grade SBS with a styrene content of 30% was used.Preparation of SBR/SBS composite modified asphalt:SBR and SBS were characterized by their respective melting points to ensure that they were fully melted before being added to the asphalt. Then, SBR and SBS were added to the asphalt at a SBR/SBS mass ratio of 1:1. The mixture was stirred at 170°C for 3 hours until a uniform composite modified asphalt was obtained. The SBS content was adjusted to 10%, 15%, and 20% of the total amount of SBR/SBS to prepare three different composite modified asphalt samples.Performance testing of SBR/SBS composite modified asphalt mixture:The SBR/SBS composite modified asphalt mixture was prepared according to the Marshall method. The mixture was compacted and molded into cylindrical samples with a diameter of 63.5mm and a height of 63.5mm. The samples were then tested for their tensile strength, shear stress, and water permeability according to the relevant standards.Results and discussionEffect of SBS content on composite modified asphalt:The rheological properties of SBR/SBS composite modified asphalt with different SBS contents were analyzed through dynamic shearrheometer tests. The results showed that the addition of SBS could increase the viscosity, softening point, and negative load shear modulus of the composite modified asphalt. With the increase of SBS content, the improvement of these properties becomes more pronounced. Based on this, the optimal SBS content was determined to be 20%.Effect of SBS content on composite modified asphalt mixture:The mechanical properties of the SBR/SBS composite modified asphalt mixture were tested for different SBS contents. The results showed that increasing the SBS content could increase the tensile strength and shear stress of the mixture. However, the water permeability and elastic recovery rate of the mixture decreased with the increase of SBS content. When the SBS content was 20%, the composite modified asphalt mixture had the best road usage performance.ConclusionThe SBR/SBS composite modified asphalt prepared by melt blending method has the potential to significantly improve the performance of asphalt. The addition of SBS can increase the viscosity, softening point, and negative load shear modulus of the composite modified asphalt, while reducing its permeability and elastic recovery rate. With the optimal SBS content of 20%, the SBR/SBS composite modified asphalt mixture obtained exhibited good mechanical properties including improved tensile strength, shear stress, and water permeability.The use of SBR/SBS composite modified asphalt has great potential in road construction, and further research should be conducted to explore its application prospects in this field.。
克拉玛依30号、50号硬质道路沥青的性能评价2009年8月石油炼制与化工PETROlEUMPROCESSINGANDPETROCHEMICALS第40卷第8期克拉玛依30号,50号硬质道路沥青的性能评价王金勤,李明科,罗来龙(克拉玛依石化分公司,克拉玛依834000)摘要对以克拉玛依环烷基稠油为原料采用丙烷脱沥青一调合工艺生产的3O 号,5o号硬质道路沥青产品的性质进行分析,并进行PG分级评定和混合料性能评价试验.产品性质分析结果表明,两种产品分别符合JTGF4O一2(】(】4规范的3O号B,5o号A硬质道路沥青指标要求;PG分级评定结果表明,克拉玛依3O号,5O号道路沥青分别达到PG76—22,PG70—22的技术要求;沥青混合料试验结果表明,两种混合料车辙动稳定度,水稳定性及低温弯曲应变性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》的技术要求,具有良好的高,低温性能,两种产品路用性能良好,未出现车辙和拥包等路害现象关键词:硬质道路沥青PG分级评价混合料1前言硬质道路沥青是一种低针人度,高软化点的沥青,最早出现于20世纪8O年代的法国,近几十年来在法国,德国,英国,西班牙等欧洲国家得到了广泛的应用.法国硬质沥青的产量从1990年的39kt,增长到1995年的77kt,到2000年已达到100kt.国外的研究表明,硬质沥青及其混合料有着优良的高温性能,用它铺筑道路,主要有以下三个优点:一是可以明显提高路面的耐久性和高温稳定性,可以很好地解决车辙和拥包等常见的路害, 其高温路用性能接近于改性沥青,而低温性能与重交通道路沥青相当;二是可以提高路面的使用寿命与减薄路面厚度;三是可以补强路面结构.目前,法国又开始了将硬沥青用于表面层的研究,为改善其抗裂性能对硬沥青进行了改性.欧洲国家采用特立尼达湖硬沥青在解决车辙和拥包等路害方面取得了较好的效果.硬质道路沥青对于减轻路面的车辙及水损坏起着非常重要的作用,可以用于道路基层铺筑,也可以用于上面层,中面层,下面层的道路铺筑.为了应对我国重轴载道路和长大纵坡道路及夏季炎热地区道路出现的车辙和拥包等路害,克拉玛依石化公司于2005年开展3O号,5O号高模量硬质道路沥青的研究,于2006年8月成功研制出3O号, 50号高模量硬质道路沥青产品,并进行了工业化试生产,分别与吉林大学和河南省交通科研院路桥研究中心合作,铺筑了试验路.本文主要介绍这两种产品的性质分析及PG分级评定和混合料性能评价试验结果.2产品质量标准欧洲标准化组织(CEN)对道路沥青制定了标准,其代号为prEN12591,其中包括针入度2O～30,30~45,35450(1/lOmm)的硬质道路沥青,其技术要求见表1.表1prEN12591硬质道路沥青的技术要求注:表1并非完全引用欧洲标准,而是按照目前国内的使用习惯及常用括标修改引用.收稿日期:2008—12—18;修改稿收到t3期:2009—02—28. 作者简介:王金勤,女,工学硕士,高级工程师,1991年毕业于中国石油大学(华东)炼制系.现在从事沥青研究及沥青新产品的开发工作.64石油炼制与化工2009年第4O卷在国内,交通部《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40--2004)中规定了低标号3O号,50号沥青的技术要求,其技术指标见表2.在prEN12591中,采用了脆点指标来体现其表2中国交通部道路石油沥青标准(JTGF40--2004)低温性能.在低温下,沥青的破坏为脆性破坏,作为反映沥青低温脆性的手段,弗拉斯脆点试验长期以来为不少国家所采用.另外,该标准中采用了135C粘度来反应沥青材料的流变性能.与EN12591所不同的是,在JTGF40—2O04规范中,采用沥青老化前后的中低温(15℃,1O℃)延度来反应其低温性能.两个标准最主要的区别就在于低温性能指标,前者是脆点,后者是延度,这两个指标均能反应沥青的低温性能.考虑到交通部规范在国内交通行业应用的广泛性及国内用户对这一规范的认可性,将参照JTGF40--2004行业标准中30号,5o号沥青的技术指标要求进行产品的研制和开发,同时将脆点作为参考指标.330号,50号高模量硬质道路沥青性质分析克拉玛依环烷基稠油具有蜡含量低,粘度大,酸值高的特点,是生产优质道路沥青的理想原料.克拉玛依石化公司采用丙烷脱沥青一调合的工艺生产各个牌号的道路沥青,产品具有脆点低,蜡含量低,胶质含量高,延伸度大,低温和高温性优良以及与石料粘附性强的优点.采用丙烷脱沥青工艺生产的高模量硬质道路沥青按针入度分为30号和50号,其性质见表3.参照交通部JTGF40—2O04规范,克拉玛依5O号硬质沥青完全满足A级沥青指标要求,3O号沥青的低温(10℃)延度稍微欠缺,但可满足30号B级沥青指标要求.产品的软化点高,延伸度好,60℃和l35℃粘度大,RTFOT耐老化性能优良.表3克拉玛依30号,50号硬质道路沥青性质分析430号,50号高模量硬质道路沥青PG分级评定为了检验30号,5O号高模量硬质道路沥青的路用性能,进行了SHARP胶结料试验,PG分级评定结果见表4,表5.由表4和表5的分析数据可以看出,30号沥青样品老化前后的动态剪切DSR数据满足高温第8期王金勤等.克拉玛依30号,50号硬质道路沥青的性能评价65表4克拉玛依30号高模量硬质道路沥青PG分级评定表5克拉玛依50号高模量硬质沥青PG分级评定(76℃)的指标要求;BBR的数据表明,一12℃下的m和s值满足规范要求,因此,样品低温等级为一22℃(注:SHRP中规定将实际测得的BBR的低温数据再下降10℃就是低温等级),PA V后残留物的动态DSR试验的中温(3l℃)流变值G/sin3符合小于等于5000kPa的要求,因此,判断其路用性能等级为PG76—22.50号沥青样品老化前后的DSR数据满足高温(70℃)的指标要求, BBR的数据表明,一18℃下的m和5值均不符合要求,而一12℃下的试验数据满足规范要求,因此,样品低温等级为一22℃,PA V后残留物的动态DSR试验的中温28℃流变值G/sin3符合小于等于5000kPa的要求,因此,判断其路用性能等级为PG70—22.曾经对克拉玛依道路沥青进行过PG分级评价,同时选择了国内具有代表性的ZHY一90号沥青和SBS改性沥青进行对比试验.结果表明,克拉玛依90号道路沥青的路用性能等级为PG64—28, 国内ZHY-9O沥青的路用性能等级为PG64—22, SBS改性沥青路用性能等级为PG70—28,也就是说国内一般的90号道路沥青的低温等级在一22℃. 克拉玛依3O号和50号硬质道路沥青的低温等级均为一22℃,其低温路用性能与国内9O号道路沥青的低温路用性能相当;高温等级分别达到76℃和7O℃,与SBS改性沥青的高温路用性能相当甚至更优.所以,克拉玛依30号,5O号高模量硬质沥青具有优良的高低温性能,兼具道路沥青和SBS 改性沥青的路用性质.66石油炼制与化工2009年第4O卷530号,50号硬质道路沥青混合料性能评价5.1车辙动稳定度试验按《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)的规定,在最佳油石比时成型车辙试件对所配制的沥青混合料的抗车辙能力进行检验.试件尺寸为300mm×300mm×50mm,试验温度60℃,轮胎压力0.7MPa.沥青混合料车辙试验结果见表6.由表6可知,克拉玛依30号,5O号硬质道路沥青混合料车辙试验的动稳定度远高于我国《公路沥青路面施工技术规范》的技术要求(夏热区,普通沥青混合料不小于800次/ram,改性沥青混合料不小于2400次/ram),具有非常好的抗高温稳定性.表6沥青混合料车辙试验结果5.2水稳定性检验(1)浸水马歇尔试验:按《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2O04)的规定,采用设计级配成型最佳油石比时的马歇尔试件,用浸水马歇尔试验检验沥青混合料的水稳定性.试验方法采用T0709--2000,结果见表7.表7浸水马歇尔试验结果1)残留稳定度规范要求:潮湿区,湿润区,非改性沥青不小于8O,改性沥青不小于85.(2)冻融劈裂马歇尔试验:按《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40--2004)的规定,采用设计级配成型最佳油石比制备马歇尔试件,用冻融劈裂试验残留强度比来检验混合料的水稳定性.结果见表8.表8冻融劈裂试验结果1)劈裂抗拉强度比规范要求:潮湿区,湿润区,非改性沥青不小于75,改性沥青不小于8O%.由表7,表8可知,克拉玛依30号,50号硬质道路沥青混合料浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验结果满足《公路沥青路面施工技术规范》的技术要求,具有良好的水稳定性.5.3低温弯曲试验按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052--2000)中T0715--1993沥青混合料弯曲试验方法,测定250mm×30mm×35mm棱柱体小梁试件在一1O℃,加载速率为50mm/min条件下的破坏时的抗弯拉强度,试验结果见表9.由表9可知,克拉玛依3O号和50号高模量硬质道路沥青混合料低温弯曲试验结果满足《公路沥青路面施工技术规范》对冬冷区非改性沥青大于等于2000￡的指标要求.混合料检测结果表明,克拉玛依硬质沥青混合料车辙,冻融劈裂,浸水马歇尔及低温弯曲试验结果均满足《公路沥青路面施工技术规范》的技术要求,具有良好的高,低温性能.表9低温弯曲应变试验结果1)破坏时最大弯拉应变规范要求:非改性沥青不小于2000￡,改性沥青不小于2500￡.5.4路用试验3O号高模量硬质道路沥青应用在距吉林省长春市20km外的长春绕城高速公路改造项目中,用于高速公路的下面层的铺筑,厚度7cm,其混合料类型为SAC255o号高模量硬质道路沥青应用在第8期王金勤等.克拉玛依3O号,5O号硬质道路沥青的性能评价67 河南省"二连——广州"国道高速公路改造工程中,用于高速公路的下,中,上三个面层的铺筑,总厚度13cm,其混合料类型为AC一16C粗型密级配.经过近两年的使用,结果表明,两条路段均未出现车辙和拥包等路害,说明这两种高模量硬质道路沥青路用性能良好.6结论(1)以克拉玛依环烷基稠油为原料,采用丙烷脱沥青一调合工艺可以生产出符合交通部JTGF4O一2O04规范的30号B,50号A硬质道路沥青,产品的软化点高,脆点低,低温延度好,6O℃下粘度大,耐老化性能优良.(2)SHRP胶结料试验结果表明,克拉玛依30号,5O号硬质道路沥青路用性能等级分别为PG76—22,PG70—22,两者均具有优良的高,低温性能.(3)沥青混合料试验结果表明,克拉玛依3O号,50号沥青具有比改性沥青更高的抗车辙性能,良好的水稳定性及低温抗开裂性能,应用于高等级公路的中,下面层,可以补强路面结构,很好地解决车辙和拥包等常见的路害,具有良好的推广应用前景.PERFORMANCEEV ALUATIONOF30#AND50#HARDPA VING ASPHALTSPRODUCEDFRoMKARAMAYCRUDEoILWangJinqin,LiMingke,LuoLailong(KramaryPetrochemicalCompany,Kramary834000) AbstractTwohardpavingasphaltproductsfromKaramaynaphthenicheavycrudeproduced bypropanedeasphalting—blendingprocesswereanalyzedandaseriesofperformancetestswasconducted.Theanalysisresultsshowedthattheseproductsmetthespecificationsof30Band5 0Ahardpavingasphalt(JTGF4O一2004)issuedbyChinaMinistryofCommunicationsrespectively.The resultsofPGspecificationevaluationshowedthattheKaramay30and50hardpavingasphalts wellmetthetechnicalrequirementsofPG76—22andPG70—22,respectively.Testresultsalsoshowedthattheruttingstability,moistureresistanceandlOWtemperaturecurvaturestrainperformanceofthesetwo asphaltmixturescouldmeettherequirementsof"Technologycriterionaboutroadconstructi onusedbypavingasphalt";theypossessedexcellentroadperformanceathigh—lowtemperature. KeyWords:hardpavingasphalt;PGspecificationevaluation;asphaltmixture我国最大焦炉气制甲醇项目投产2009年5月25日,山西天脊潞安化工有限公司300kt/a焦炉气制甲醇项目顺利产出合格精甲醇.这是我国第一套建成投产的300kt/a焦炉气制甲醇工程,标志着我国在焦炉气循环利用技术,规模和集约化程度上迈上了新的台阶.该项目设计规模为回收利用焦炉废气4×10m./a,设计甲醇综合能耗34.7GJ/t,生产精甲醇产品300kt/a,粗苯11kt/a,硫铵10kt/a,液氩8kt/a,还有部分硫磺,杂醇油等副产品.该项目采用灰融聚气化补碳,换热式甲烷转化,变压吸附脱碳,低压等温甲醇合成和多项膜分离等先进节能技术,其中灰融聚气化补碳,换热式甲烷转化和低压等温甲醇合成3项技术具有国内自主知识产权.生产的甲醇产品符合GB338--2004标准,质量好,效率高,成本低.[中国石化有机原料科技情报中心站供稿]))讯一))))简一))))""""。
克拉玛依沥青实验三大指标引言克拉玛依沥青是一种重要的建筑材料，其性能指标对于工程质量和经济效益具有重要影响。
本文将深入探讨克拉玛依沥青的实验三大指标，包括黏度、软化点和延度，并分析其与沥青质量的关系。
黏度1. 定义黏度是指沥青在一定温度和剪切应力下的抗流动能力，通常以单位时间内流过单位面积的沥青质量来表示。
黏度的测量单位为Pa·s。
2. 影响因素黏度受到多个因素的影响，包括温度、沥青成分、氧化程度等。
一般而言，黏度随温度的升高而降低，因为温度升高会加快沥青分子的运动，从而降低其粘性。
另外，沥青中的沥青质量和沥青的氧化程度也会显著影响黏度。
3. 检测方法常用的测定沥青黏度的方法有旋转黏度计法、滴定黏度计法和洛氏黏度计法等。
其中，洛氏黏度计法被广泛应用于沥青黏度的测量。
4. 指标意义沥青的黏度对于工程施工、道路维护等具有重要意义。
在施工过程中，黏度可用于选择合适的施工温度，控制沥青的流动性，确保施工质量。
在道路维护中，黏度的测量结果可用于判断沥青的老化程度，指导维护方案的制定。
软化点1. 定义软化点是指沥青在一定条件下开始出现塑性流动的温度，通常以摄氏度表示。
软化点反映了沥青的热稳定性和耐高温性能。
2. 影响因素软化点受到沥青来源、化学成分、沥青的光化学反应等因素的影响。
一般而言，软化点越高，沥青的耐高温性能越好。
3. 检测方法常用的测定沥青软化点的方法有环球软化点试验法和插入式软化点试验法等。
其中，环球软化点试验法是较为常用的一种方法。
4. 指标意义软化点是评价沥青在高温下稳定性和耐久性的重要指标。
在道路铺设中，高软化点的沥青更能够适应高温环境的要求，减少路面变形和龟裂的风险，提高道路的使用寿命。
延度1. 定义延度是指沥青在一定温度范围内能够承受的变形能力，通常以0.1mm为单位表示。
延度主要反映了沥青的柔韧性和变形能力。
2. 影响因素延度受到多个因素的影响，包括温度、沥青成分、沥青含量等。
