Thiopave硫磺改性沥青技术在新疆公路推广应用探讨
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温拌沥青混合料技术现状及存在问题摘要温拌沥青混合料(WMA)与传统的热拌沥青混合料(HMA)相比,因具有较低的拌合和压实温度,能源消耗低以及有害气体排放量少等优点而开始被重视。
本文通过分析温拌沥青混合料几种主要技术方法的原理和现状,以及温拌沥青混合料在应用过程中所存在的问题,来探究如何获取路用性能优良且具有环保性能的温拌沥青混合料。
关键词:温拌沥青混合料;技术方法;路用性能1引言传统的热拌沥青混合料在拌合、摊铺及碾压过程中需要较高的温度,因此在生产和施工过程中不仅需要消耗大量的能源,而且会排放大量的烟尘和有害气体,污染环境,且对施工人员身体造成伤害,这与现在所提倡的绿色发展和可持续发展是相悖的。
而冷拌沥青混合料所使用的原料为乳化沥青,在制备过程中采用了高速剪切的制备工艺,致使沥青产生分子链断裂、性能变差等问题。
尽管冷拌沥青混合料在抗老化、低耗能、环保方面具有一定的优势,但其路用性能较差,因此只能用于沥青路面的修补以及低交通量路面、中重交通量路面的下面层和基层。
所以,为了有一种沥青混合料兼具冷拌和热拌沥青混合料在拌合、摊铺及碾压过程中的优良性能而研发了温拌沥青混合料。
温拌沥青混合料是使用一种具有适当粘度的调和沥青,从而能在相对较低的温度下拌合、摊铺、碾压沥青混合料。
相对于HMA,WMA的拌和温度降低了10-50 0C,摊铺和碾压温度降低了300C 左右,而WMA的路用性能和HMA相比没有明显的降低;同时,由于WMA的生产温度较低而减少了能源消耗、降低了CO2等废气的排放量,减轻了沥青混合料拌合时的高温老化,增加了沥青路面的使用寿命。
2温拌沥青混合料技术2.1 沥青发泡技术:WMA-Foam两阶段温拌技术。
WMA- Foam在拌和阶段使用软胶结料和硬胶结料两种硬度不同的沥青材料,硬胶结料是以泡沫沥青的形式加入的。
根据要配制的调和沥青的针入度来确定软胶结料和硬胶结料的混合比率。
如果有需要,结合料中还可以加入抗剥落剂,以减少水损坏。
新型硫磺沥青改性剂的制备及环保性能研究李国峰;王琳娜;陆江银【摘要】自主制备了新型硫磺沥青改性剂,并采用亚甲基蓝分光光度法测定改性硫磺颗粒与沥青反应过程中产生的H2 S气体释放量,评价了H2 S主抑制剂和协同抑制剂的抑制效果,确定了主抑制剂和协同抑制剂的种类以及用量,优化了H2 S抑制剂的配方.结果表明:H2 S抑制剂的最佳配方为3%A+0.8%Y+0.2%Z,在最佳配方下,H2 S抑制剂体现了优良的环保性能.%In this paper,a new type of sulfur asphalt modifier was prepared. And methylene blue spectrophoto-metric method was used to determine the amount of H2 S which were released in the reaction of modified sulfur parti-cles and asphalt. We evaluated the inhibitory effects of major inhibitors and synergistic inhibitors of H2 S and deter-mined their species and dosage. Finally the formulation of the H2 S inhibitor was optimized. The results showed that the optimum formulation of H2 S inhibitor was 3%A+0. 8%Y+0. 2%Z,and the inhibitor showed excellent environ-mental protection performance under this optimum formulation.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2017(046)005【总页数】5页(P19-23)【关键词】改性剂;硫磺;沥青;主抑制剂;协同抑制剂【作者】李国峰;王琳娜;陆江银【作者单位】新疆应用职业技术学院石油与化学工程系,新疆奎屯833200;新疆应用职业技术学院石油与化学工程系,新疆奎屯833200;新疆大学石油天然气精细化工教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐830046【正文语种】中文【中图分类】TU535新疆地区气候独特,呈现冬冷夏热、气候干燥、日温差较大、太阳辐射强等特点,沥青路面容易出现车辙和推移病害[1-3]。
硫磺沥青路面在梭鱼湾道路建设中的应用
李阳;田子然
【期刊名称】《市政设施管理》
【年(卷),期】2016(000)003
【摘要】随着我国高等级公路骨架网络迅速发展,某些改性沥青和纤维材料的添加在一些道路工程中取得了比较明显的效果.壳牌Thiopave硫磺改性沥青混合料,用硫磺和特殊添加剂替代沥青混合料中一定比例的沥青,可以提高整个道路结构的抗疲劳能力,加强道路的承载能力,延长道路使用寿命.与传统沥青相比,新产品在生产过程中采用相对较低的温度,能显著减少温室气体的排放.
【总页数】4页(P48-51)
【作者】李阳;田子然
【作者单位】大连市政设施修建总公司;大连市政设施修建总公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.大连梭鱼湾商务区道路照明规划设计研究 [J], 王志胜;贺晓阳;杨轶;刘燊;刘洋洋;邹念育
2.硫磺改性技术在达陕高速沥青路面中面层的应用研究 [J], 全凯;牟力;兰富安;
3.市政道路建设中的沥青路面加铺再生施工技术 [J], 杨军
4.排水沥青路面在城市道路建设中的应用及其特点分析 [J], 秦泰
5.硫磺温拌再生技术在山岭重丘区沥青路面中的应用 [J], 蔡忠祥;李飞
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硫磺改性剂在沥青改性技术中的性能研究介绍了硫磺改性剂在沥青改性技术的应用背景及研究必要性,在分析和研究国内外硫磺改性剂应用现状的基础上,阐述了硫磺改性剂的作用原理及在现阶段使用过程中的优势,并提出了其在改性技术中应用的主要问题。
标签:硫磺改性剂;改性技术;拌合1 研究背景和必要性硫磺改性技术,也被称为SEAM技术,上世纪70年代广泛应用在北美地区。
近年出现的硫磺改性混合料技术就是SEAM技术在实际生产过程中应用的体现,硫磺对于沥青有着非常好的强化作用,同时还能在沥青混合料中起到粘结和填充作用,欧洲、美国、加拿大等地多年前已经应用。
壳牌公司推出的专利产品Thiopave(赛欧铺)改性剂,在使用过程中直接被加入到拌合仓,改性剂作为添加剂与沥青、骨料粘结,在物理层面上作为18~26%的沥青成分,化学层面添加剂在高温状态下可溶解到沥青里,起到降低沥青粘度,并改善沥青混合料的流动性,达到拌合更加均匀,并在SBS改性沥青混合料中,生产温度和压实温度降低20-30℃的情况下,硫磺改性剂作为交联剂使得不饱和键交联成网状结构,使得结构更加稳定。
除了欧美地区,中国辽、苏、两广和京津一带也都成功了应用此技术。
[1]文章将系统全面地研究SEAM改性沥青混合料路面的马歇尔性能指标、高温、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能,影响SEAM改性沥青混合料性能的因素。
研究成果对SEAM改性沥青混合料路面的推广应用、优化沥青路面材料和路面结构、节约沥青路面投资具有一定参考价值。
并针对性试验分析与理论研究的基础上,研究和实践有效的SEAM硫磺改性剂添加工艺。
建立切实可行的评价体系,形成适合于辽宁省实际的SEAM改性沥青混合料路面性能评价指标。
[2]2 硫磺改性剂的特性SEAM改性沥青混合料与其他改性沥青相比,因硫磺能够代替一部分沥青,使得在经济成本上低于普通沥青混合料。
但我国在优质的重交通沥青和改性沥青技术的研究上起步相对较晚,自1992年首次应用改性沥青铺设机场跑道以来,改性沥青技术得到较大的发展。
路面最优方案一、路面节能减排解决方案(Thiopave)Thiopave是壳牌专利配方的沥青混合料改性剂,是新一代温拌改性技术。
它有三大特性:节省资金、节能减排、性能提升。
1、节省资金。
Thiopave是新一代的温拌产品,是当前中国唯一不增加成本的温拌剂。
它可替代混合料中的沥青,可以降低普通沥青混合料的拌和温度、摊铺温度以及压实温度。
对品质较差的石料和沥青有明显的改善作用,节约了石料成本。
可替代沥青用量,减少了大量的沥青加热保温费用。
2、节能减排。
Thiopave减少了生产时的燃油消耗。
节约混合料生产过程中的燃料消耗,减少沥青材料的老化和温室气体的排放。
3、性能提升Thiopave在性能上也有了提升:1)改善高温抗车辙性能。
2)提高道路承载能力,提高道路使用寿命。
3)减少发射裂缝,延长道路寿命。
4、其他优点:除了上述提到的三大特性,Thiopave还有其他方面的优势,比如:1)在拌合过程中,不会对周围环境产生影响。
2)不会影响或改变到周围陆地环境和水环境中的含氧量、酸碱度和水体硬度,对水生物种和陆地植物也无明显的影响。
3)可与再生混合料同时使用,更加节省沥青混合料成本。
可以改善较差沥青和石料性能,提高路面质量。
4)施工方法简便等。
5、工程实例1)122省道改扩建工程项目全线(20km)2)243省道南京段(10km)3)246省道南京段(14km)总之,壳牌Thiopave是壳牌专利配方的沥青混合料改性剂,是当前中国唯一不增加成本的新一代温拌剂,可在沥青混合料拌合过程中直接投放,具有替代部分沥青,提高混合料性能,降低施工温度,节能减排的特点。
是路面节能减排的首选产品。
二、上面层改性沥青的优化节能方案(干法SBS改性剂)干法SBS改性剂是当前不增加成本的新型的改性剂,可在沥青混合料拌合过程中直接投放,易于储存。
它具有三大特性:节省资金、节能减排、性能提升。
1、节省资金。
干法SBS改性剂等体积替代混合料中部分普通沥青,达到SBS改性沥青混和料效果。
浅论高速公路工程中改性沥青的应用摘要:随着交通事业的蓬勃进展,交通流量快速增加, 改性沥青在高速公路的应用也愈来愈普遍,在我国,改性沥青的研究起步较晚,但沥青改性所带来的优良的路用性能已经受到了人们的认可和重视,本文通过度析不同种类改性沥青的性能、利用环境、生产效率等,为改性沥青在高速公路的应用提供有价值的参考。
关键词:高速公路;改性沥青;应用1 阻碍改性沥青应用的几大因素改性沥青施工温度较普遍沥青需提高10~20℃,在拌合、摊铺、碾压进程中增加了施工难度,从而增加了直接施工本钱。
而且由于一般沥青施工温度已经很高,提高温度后致使沥青老化现象加重。
加工生产改性沥青需要专门的机械设备,致使增加利用难度,并提高了相应费用。
入口改性沥青价钱普遍较高,一样较一般沥青费用增加50%以上。
不管是国内自己生产仍是国外入口的改性沥青,一旦寄存太久,都存在离析或结团现象。
2 几种常见改性沥青的应用SBS改性沥青。
SBS改性沥青是在原有基质沥青(AH-70)的基础上,掺加%、%、或%的SBS改性剂,改性后的沥青与原沥青相较,其高温粘度增大,软化点升高。
在良好的设计配合比和施工条件下,沥青路面的耐久性和高温稳固性明显提高。
配合比设计。
改性沥青混合料的配合比设计,应遵循《公路沥青路面施工技术标准》中关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺的三个时期,确信矿料级配及最正确改性沥青用量。
①级配。
沥青混合料配合比设计级配应采纳贝雷法进行设计,级配选择原那么:AC-13I型混合料以下筛孔通过量应取级配下限以达到密实、嵌挤。
②粉料比。
小于含量的多少对沥青混合料体积指标和路用性能阻碍专门大,混合料级配中小于的含量必需考虑粗集料本应含有的粉尘部份。
要求矿粉含量不超过沥青含量,小于部份与沥青含量之间的比值即粉料比应存在1~之间,对沥青面层混合料矿粉含量宜取%~5%。
SBS改性沥青的施工。
①运输的技术要求。
SBS沥青在生产工厂装车温度必需维持在160℃以上,运到混合料拌合场的温度不该低于140℃,运输车辆须在24小时内运到指定地址,并及时把沥青泵送到沥青贮存罐中。
1前言近几年来,随着新疆地区公路建设事业的迅猛发展,交通及气候条件对于公路使用性能的要求越来越高。
一方面,新疆地区地域辽阔,随着经济建设的发展,公路交通量迅猛增加,汽车轴载也在增加,运输车辆大型化越来越普遍,车辆超载情况也非常严重,重载车辆的启动停转,这些因素都加速、加重了新疆地区沥青路面的破坏;另一方面,新疆地区气候独特,呈现“冬冷夏热、气候干燥、日温差较大、太阳辐射强”等特点。
新疆地区冬季温度普遍偏低,并且容易在寒潮侵袭下出现极端低温情况,造成沥青路面低温开裂现象。
夏季高温时间持续时间长,日平均气温偏高,沥青路面容易出现车辙和推移病害。
日温差较大也会造成沥青路面内部产生较大的温缩应力,引起路面温缩开裂。
强烈的太阳辐射还会造成沥青路面表面产生紫外线老化,严重影响沥青路面的长期耐久性能。
因此和我国其他地域相比,新疆地区的自然环境更容易对沥青路面造成不利影响,加速沥青路面病害的产生。
路面病害的产生不但降低了新疆地区公路的使用寿命和服务质量,浪费了国家资源,而且严重危害着道路使用者的财产和生命安全。
面对车辆荷载和自然环境的双重挑战,提高沥青路面的使用性能,缓解日益严重的路面病害,一方面可以提高道路的行驶质量,为安全、顺畅、快捷的行车提供保证,从而提高交通运输能力,促进经济的快速发展;另一方面可以延长道路的使用寿命,在全寿命周期内节约大量的维修养护费用。
通常的方法是采用SBS 或PE 以及橡胶粉改性沥青、改善骨料的级配及性能、以提高沥青混合料的路用性能、增加沥青路面结构中沥青层的厚度,以提高整个路面结构的整体承载能力,这些措施都可以缓解沥青路面病害。
2Thiopave 硫磺改性沥青的特点赛欧铺(Thiopave )是一种新型温拌硫磺沥青混合料改性剂,经济易得。
在常温下呈黑褐色颗粒状,与常规沥青混合料相比可以替代高达25%的沥青用量,通过采用硫磺改性沥青,可以有效的解决工程中沥青材料供应紧张的问题,同时,该添加剂可以降低拌合温度30°左右,不需要热存储和热运输,节省资源和能源,另外,赛欧铺作为混合料添加剂可以提高沥青混合料的质量,增加其强度和耐久性,提高混合料抗车辙性能和力学性能,延长道路的使用寿命,降低全寿命周期内的维修养护费用。
因此对Thiopave 硫磺沥青改性技术在新疆公路中推广应用的可行性的探讨,显得十分必要,假如成功应用Thiopave 硫磺沥青改性技术,可以很好的缓解新疆公路建设的矛盾,即可以满足交通功能要求,同时又不会增加太多投资。
3可行性探讨的依据新疆维吾尔自治区交通运输厅根据近年来新疆公收稿日期:2015-06-10作者简介:马志新(1963-),男,新疆库尔勒市人,主要从事公路养护及工程项目管理工作。
Thiopave 硫磺改性沥青技术在新疆公路推广应用探讨马志新1,冯立群2,马芸3(1.新疆叶城公路管理局,叶城844900;2.新疆交通科学研究院,乌鲁木齐830000;3.新疆公路管理局,乌鲁木齐830000)摘要:通过对Thiopave 硫磺改性沥青特点的介绍,以及将《新疆公路沥青路面设计指导手册》中,高温稳定性指标、水稳定性指标、低温性能指标的规定值与《Thiopave 硫磺改性温拌沥青路面施工技术指南》中,对Thiopave 硫磺改性沥青混合料的高温稳定性技术要求、水稳定性技术要求、低温性能技术要求的具体数值进行对比,分析探讨了Thiopave 硫磺改性沥青技术在新疆公路中推广应用的可行性。
关键词:硫磺改性沥青;新疆公路;推广应用中国分类号:U452文献标识码:B马志新,冯立群,马芸:Thiopave 硫磺改性沥青技术在新疆公路推广应用探讨2015年第2期27路建设中路面设计工作中的经验教训、科研成果,组织编制了《新疆公路沥青路面设计指导手册》。
本手册依据现行设计规范及新疆维吾尔自治区交通运输厅相关文件要求,就筑路材料选取、设计指标参数、路面典型结构等做出了详细具体的规定和要求,特别注重了理论与实践的结合,具有很强的实用性、指导性和可操作性。
本手册在全国分区成果的基础上,综合考虑部颁规范中高、低温和降雨的因素,将全疆分为4个气候区。
I区:水稳定及冻稳区,Ⅱ区:低温抗裂区,Ⅲ区:高低温过渡区,Ⅳ区:高温抗车辙区。
并对全疆4个气候分区沥青混合料的高温稳定性指标、水稳定性指标、低温性能指标进行了明确的规定。
为了适应Thiopave沥青路面施工不断增长的需要,指南Thiopave沥青路面的设计、施工和竣工验收,保证Thiopave沥青路面的质量,提高路面使用性能,延长路面使用寿命,壳牌(中国)有限公司沥青技术部完成了《赛欧铺硫磺改性温拌沥青路面施工技术指南》的编制工作。
编写过程中参考相关国家规范、地方标准及行业指南,经多次修改最终完成本技术指南。
4路面使用性能对比分析4.1高温稳定性对比分析在《新疆公路沥青路面设计指导手册》中,对沥青混合料高温稳定性指标进行了如下规定,如表1所示。
表1沥青混合料高温稳定性指标室内试验温度60℃,单位:DS次/mm交通量等级轻交通T1中等交通T2重交通T3特重交通T4-I特重交通T4-II结构层类型上面层上面层中(下)面层上面层中面层下面层上面层中面层下面层上面层中面层下面层沥青路面气候分区I、II10001500—2000800—25001000—300015001000III150020001000280015001000350020001000400025001500IV200025001500300020001500400025001500450030002000《Thiopave硫磺改性温拌沥青路面施工技术指南》表明,在规定的试验条件下进行车辙试验时,Thiopave 沥青混合料的高温稳定性满足如表2所示技术要求。
表2Thiopave沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求气候条件与技术指标七月平均最高气温(℃)及气候分区Thiopave沥青混合料动稳定度相应于下列气候分区所要求的动稳定度(次/mm)>301.夏炎热区1-135001-21-340001-420~302.夏热区2-130002-235002-32-4<203.夏凉区3-22500试验方法T0719通过高温稳定性对比分析表明:Thiopave沥青混合料除了不能满足新疆气候分区中,Ⅳ区:高温抗车辙区的特重交通T4-II交通量等级的高位稳定性要求外,可以很好的满足其他新疆气候分区的各种交通量等级的高位稳定性要求。
4.2水稳定性对比分析在《新疆公路沥青路面设计指导手册》中,对沥青混合料水稳定性指标规定如表3所示。
《Thiopave硫磺改性温拌沥青路面施工技术指南》表明,在规定的试验条件下进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,Thiopave沥青混合料的水稳定性满足表4技术要求。
通过水稳定性对比分析表明:Thiopave沥青混合料完全满足各新疆气候分区的沥青混合料水稳定性要求。
表3沥青混合料的水稳定性指标指标残留稳定度(%)冻融劈裂残留强度(%)气候分区III、III、IV、III、III、IV、上面层≥80≥75≥80≥75中面层≥75≥70≥75≥70下面层≥75≥70≥75≥702015年第2期28通过低温性能对比分析表明:Thiopave沥青混合料满足新疆气候分区,Ⅲ区:高低温过渡区,Ⅳ区:高温抗车辙区的沥青混合料低温性能要求。
对于无法满足I区:水稳及冻稳区,Ⅱ区:低温抗裂区的低温性能要求,可以通过改善沥青混合料级配,提高最大公称粒径等方法,使Thiopave沥青混合料低温性能满足要求。
5结语通过上述分析表明,Thiopave硫磺改性沥青的高温稳定性,水稳定性,低温性能等各项指标完全能过满足《新疆公路沥青路面设计指导手册》中,对高温稳定性,水稳定性,低温性能的规定值。
Thiopave沥青混合料属于新一代的温拌产品,又具有降低普通沥青混合料的拌和温度、摊铺温度以及压实温度,节约混合料生产过程中的燃料消耗,减少沥青材料的老化和温室气体的排放等一系列特点。
所以,Thiopave硫磺改性沥青技术在新疆公路中的推广应用理论上是可行的。
参考文献1沈金安.沥青及沥青混合料[M].北京:人民交通出版社,2006,313-317.2王欣荣,杨春.Thiopave改性沥青的性能及机理[J].黑龙江交通科技,2012,8:23-24.3左志国,曹高尚.Thiopave改性沥青路面力学响应研究[J].青岛理工大学,2011,32(6):26-29.4新疆维吾尔自治区交通运输厅.新疆公路沥青路面设计指导手册,2013.5壳牌(中国)有限公司沥青技术部.企业技术标准,赛欧铺硫磺改性温拌沥青路面施工技术指南SSS D02—2013,2013.6JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[M].北京:人民交通出版社,2004.表4Thiopave沥青混合料水稳定性检验技术要求气候条件与技术指标年降雨量(mm)及气候分区浸水马歇尔试验残留稳定度(%)冻融劈裂试验的残留强度比(%)相应于下列气候分区的技术要求(%)>10001.潮湿区≥85≥80500~10002.湿润区250~5003.半干区≥80≥75<2504.干旱区试验方法T0709T0729表5沥青混合料低温性能指标试验项目破坏应变(-10℃,50mm/min),不小于单位με相应气候区的技术要求I、II3000III2600IV表6Thiopave沥青混合料低温弯曲试验破坏应变(με)技术要求气候条件与技术指标年极端最低气温(℃)及气候分区破坏应变(με)相应于下列气候分区所要求的破坏应变(με)<-37.01.冬严寒区1-126002-1-21.5~-37.02.冬寒区1-223002-23-2-9.0~-21.53.冬冷区1-320002-3>-9.04.冬温区1-42-4试验方法T07284.3低温性能对比分析在《新疆公路沥青路面设计指导手册》中,对沥青混合料低温性能指标进行了规定,如表5所示。
《Thiopave硫磺改性温拌沥青路面施工技术指南》表明,Thiopave沥青混合料宜在温度-10℃、加载速率50mm/min的条件下进行小梁弯曲试验,Thiopave沥青混合料的低温性能满足如表6所示技术要求。
马志新,冯立群,马芸:Thiopave硫磺改性沥青技术在新疆公路推广应用探讨2015年第2期29。