淺談瀝青添加劑在道路石油瀝青制備中的應用

劉子源

摘 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們對道路交通的要求越來越高，不僅要方便人們的出行，而且還要平坦穩(wěn)定。目前，道路瀝青在公路建設(shè)中使用廣泛，使人們出行更為舒適。本文就瀝青添加劑在道路石油瀝青制備中的應用進行研究，以不斷改進道路瀝青的性能，促進公路建設(shè)技術(shù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：瀝青添加劑；道路；石油瀝青

前言：道路石油瀝青廣泛應用于公路建設(shè)中，然而，由于各個地區(qū)氣候和降水的差異，道路石油瀝青不是對所有公路段都適合。所以，瀝青添加劑的出現(xiàn)有效的解決了這一問題，瀝青添加劑可以改變道路石油瀝青的性能，使其更適應公路建設(shè)的要求，建設(shè)優(yōu)質(zhì)公路基礎(chǔ)設(shè)施。

一、瀝青添加劑概述

（一）瀝青添加劑

瀝青添加劑是添加在瀝青當中，用以改變?yōu)r青物理或者化學性能而適應某種特殊需求的添加劑。瀝青添加劑的類型多種多樣，有的可以軟化瀝青，有的可以硬化瀝青，人們可以根據(jù)不同的情況靈活選用適合的瀝青添加劑。

（二）常見瀝青添加劑

1.FR1

FR1是由撫順石油化工研究院開發(fā)的瀝青添加劑，外觀是一種棕色的粘稠狀物質(zhì)，它在實際工作中更多的是作為一種促進劑，可以提高瀝青在TFOT之后的延度。FR1的使用可以使瀝青的延度大幅度提高，有利于建設(shè)高品質(zhì)的公路。

2.PNS

PNS是一種抗老化劑，是一種粉狀或者顆粒狀物質(zhì)，它不但可以提高瀝青的針入度比，而且能夠有效延緩瀝青在高溫高熱狀態(tài)下延度下降的速度。PNS的使用，有效的提高了公路石油瀝青的穩(wěn)定性，延長了公路的使用壽命。

二、瀝青添加劑在道路石油瀝青制備中存在的問題

首先，添加劑的使用量難以把握。瀝青添加劑在使用過程中，對使用量的把握一直都是一個難題，使用量的不同直接影響到瀝青性能的變化。由于測量不精密或者操作不當，都會使添加劑的使用太多或者太少，難以達到理想的程度。

其次，添加劑產(chǎn)生作用的合適溫度難以控制。有的添加劑對溫度的變化十分敏感，這就要求必須要掌握其發(fā)生變化的溫度，以免造成資源的浪費和工程事故的發(fā)生[1]。

最后，添加劑產(chǎn)生作用的時間難以掌控。瀝青添加劑不同于實驗添加劑，有時候需要很長的一段時間才能發(fā)揮作用，對瀝青的性能產(chǎn)生變化。因此，要注意瀝青添加劑發(fā)揮作用的時間。

三、瀝青添加劑在道路石油瀝青制備的重要作用

第一，瀝青添加劑減少了地域?qū)方ㄔO(shè)的限制。我國處于熱帶和亞熱帶的地區(qū)，高溫使公路表面瀝青的穩(wěn)定性和使用壽命大打折扣。瀝青添加劑的出現(xiàn)，使公路的穩(wěn)定性大大提高，而且還延長了公路的使用壽命。

第二，瀝青添加劑的使用提高了公路的質(zhì)量。高質(zhì)量的公路，不僅對各種自然因素和有良好的適應性，而且對人為的磨損也能輕松應對。瀝青添加劑的的使用，從硬度、抗老化各個難點提升了公路的品質(zhì)。

第三，瀝青添加劑的使用減少了公路建設(shè)成本。公路建設(shè)中由于瀝青自身延展性不佳，成本居高不下。有了瀝青添加劑的使用，可以使得瀝青延展性增加，從而使公路建設(shè)成本減少。

四、瀝青添加劑在道路石油瀝青制備中應用問題解決策略

為了保證瀝青添加劑在實際應用中發(fā)揮最大的功效，控制好添加劑的使用量和使用的溫度以及添加劑的作用時間，必須進行科學合理的實驗進行驗證，確保實驗結(jié)果的準確性。因此，我們選用最長見到的FR1進行研究，驗證它的特性，以便更好的應用在公路建設(shè)中。

（一）FR1使用量對定量瀝青的影響

1.瀝青各組分調(diào)和

取500g渣油進行加熱，至130-150℃左右，按比例加入調(diào)和組分，然后保持在這個溫度狀態(tài)攪拌，時間時30分鐘-1小時。

2.加入不同量的FR1

在TH-VR1（為了調(diào)和AH-70道路石油瀝青原料）占93%的調(diào)和試樣中，F(xiàn)R1分別占1-4%，瀝青的性質(zhì)產(chǎn)生了不同的變化。當FR1占1%的時候，抽出油量為6%，針入度為71，軟化點為50，TFOT后瀝青的在10℃時延度達到7cm，15℃延度93cm；FR1占2%的時候，抽出油度5%，針入度68，軟化點51.2，TFOT后10℃延度10cm，15℃達到150cm以上；當FR1達到3%，抽出油量4%，針入度68，軟化度51.7，TFOT后10-15℃瀝青的延度都大于150cm；當FR1達到4%，抽出油量3%，針入度69，軟化度52，TFOT后10-15℃瀝青的延度都在150cm以上[2]。

3.實驗結(jié)果

通過實驗數(shù)據(jù)我們得出，在TH-VR1道路石油瀝青隨著FR1的使用量增加其TFOT后的低溫延度也不斷增加，當FR1的使用量占TH-VR1瀝青的3%時，道路石油瀝青的性能達到最佳狀態(tài)，TFOT后10-15℃的時候，延度更是達到150cm以上。由此可見，F(xiàn)R1是能夠提高道路石油瀝青延度的優(yōu)良添加劑，只要少量的加入就可以實現(xiàn)道路石油瀝青延度的大幅度提升，使瀝青的性能更符合道路建設(shè)的要求。

（二）不同溫度下瀝青添加劑性能測試

1.TFOT

TFOF是指薄膜烘箱實驗，這是一項用于道路石油瀝青薄膜在加熱后的質(zhì)量損失，然后根據(jù)需要來測定加熱后遺留物的針入度、軟化度、粘度、延度等性能的變化，從而判定道路石油瀝青耐老化的性能如何的實驗。這個實驗需要的薄膜烘箱設(shè)備，可以實現(xiàn)溫度的自由控制，而且可以進行長時間的操作，使瀝青添加劑保持高溫狀態(tài)好幾天，方便我們測試不同溫度下瀝青添加劑的性能變化。

2.溫度對FR1性質(zhì)變化的影響

取質(zhì)量相同三份FR1，一份新鮮的，一份老化3天的，一份老化6天，分別置于實驗室140℃條件下熱貯，可以發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)R1老熱化之后，它的粘度就會逐漸下降，把老化3天和老化6天的FR1比較，儲存的時間越久，粘度下降的幅度會越大，由此可見，F(xiàn)R1的老熱化速度是隨著儲存時間加速的。

（三）FR1的老熱化對石油道路瀝青延度影響

1.FR1和瀝青的高溫儲存

將400g左右的FR1和800g左右的瀝青裝入溶積1L、直徑12cm的搪瓷杯，蓋上蓋子，放在溫度設(shè)置為140℃鼓風干燥箱存儲，定期進行考察，觀察長期熱儲存中瀝青性質(zhì)的變化情況。

2.FR1熱老化對瀝青的影響

通過實驗，我們進行實驗數(shù)據(jù)分析，RF1含量均為3%的瀝青，當其處于新鮮狀態(tài)時，針入度為62，軟化度為51.7，TFOT后質(zhì)量損失0.28，針入度比63%，10-25℃延度均在150cm以上；當瀝青加入老化3天的FR1的時候，針入度66，軟化度51.3，質(zhì)量損失0.25，針入度比62%，TFOT后10-25℃延度大于150cm；當瀝青加入老化6天的FR1，針入度為66，軟化度50.4，質(zhì)量損失0.23，針入度比62%，TFOT后10℃延度為60cm，15-25℃延度大于150cm[3]。

3.實驗結(jié)果

從實驗我們可以得出，道路石油瀝青中加入老化3天和新鮮的FR1比較，無論是針入度和軟化度，還是TFOT后的質(zhì)量損失、延度都沒有太大的變化，而當瀝青中加入老化6天的FR1時，TFOT后的延度明顯變化，10℃延度60cm，即使延度只有60cm，也是符合高質(zhì)量道路建設(shè)的標準。由此可見，F(xiàn)R1的作用結(jié)果時期長，即使在高溫狀態(tài)也能有良好的發(fā)揮作用，使道路石油瀝青保持較好的延度，使其滿足對高溫環(huán)境的要求，有較好的抗老化作用。

結(jié)束語：綜上所述，瀝青添加劑的使用對于提高公路的安全性和穩(wěn)定性有十分重要的作用。因此，我們要不斷的進行實驗研究，不斷完善瀝青添加劑的使用，促進我國公路事業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]俞方英，紀小平，儲偉偉.一種新型溫拌瀝青添加劑及其應用[J].新型建筑材料，2013，02：16-18.

[2]王文奇，邱延峻，郭玉金，等.有機降黏型溫拌瀝青添加劑發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].化工新型材料，2017，04：210-212.

[3]“硬質(zhì)瀝青開發(fā)和工程應用研究”項目通過技術(shù)鑒定[J].石油煉制與化工，2014，05：53.