特立尼達湖瀝青加工工藝研究

張運會

(河北省高速公路石黃管理處)

0 前 言

特立尼達湖瀝青采自加勒比島國——特立尼達和多巴哥境內的瀝青湖。瀝青湖蘊藏了數以百萬噸計的天然瀝青，自百多年前的首次質量測試直至如今，測試結果都顯示瀝青的質量成分經久不變。TLA(天然)湖瀝青相比一般的石油瀝青不同之處在于它不是從石油中提煉出來，而是地層內部的石油資源經過億萬年在地殼運動和火山口的高溫作用自然形成。

據分析，特立尼達湖瀝青大約含53% ～55%的瀝青，36% ～37%的礦物質，9% ～10%的礦物質、有機質和一些揮發性物質合成的水。礦物質主要由石英和粘土礦物質組成，礦物質非常精細，其中90%小于75 μm，約44%小于10 μm，正是由于這些礦物質具有堅硬的特點和穩定結構，從而使該瀝青具有了獨特的特點和性能。該改性瀝青從1860年開始應用于道路工程，迄今已有100 余年的歷史，湖瀝青有極強的環境適應性，超長的使用壽命，較低的維護費用等綜合優異性能，得到了使用者普遍的好評。

1 TLA 加工工藝研究

1.1 TLA 與基質瀝青配伍性研究

對TLA 與基質瀝青之間的配伍性展開研究，TLA 與基質瀝青之間是否存在配伍性。

在該部分僅通過車轍因子來檢驗TLA 與基質瀝青的配伍性，結果詳見圖1。

圖1 車轍因子與灰分含量關系圖(58 ℃)

由圖1 可以看出，采用車轍因子參數時，TLA 對不同基質瀝青的改性效果差異顯著，即是說TLA 對不同的基質瀝青其改性效果不同，與基質瀝青之間物理相溶上不存在配伍性，但是在性能改善方面存在配伍性。

1.2 TLA 改性瀝青室內加工工藝研究

TLA 改性瀝青的加工，根據已有資料認為是一種物理過程，攪拌時間為30 ～40 min，攪拌溫度為170 ℃。但是，對TLA 本身的溫度，不同的文獻要求不同，有些文獻要求TLA需加熱至190 ℃，然后與135 ℃的基質瀝青混合、攪拌;有些文獻認為TLA 本身不需加熱，直接敲碎倒入135 ～155 ℃的基質瀝青中攪拌30 ～40 min。可見，關于TLA 改性瀝青的加工工藝眾說紛紜，本文擬通過不同方案的試驗研究，得出TLA 改性瀝青的最佳工藝方案。圖2 為室內加工工藝試驗研究結果。

圖2 TLA 改性瀝青中灰分含量隨溫度與時間的變化關系圖

由上述圖表可以看出:

(1)攪拌時間對TLA 改性瀝青的影響不顯著;

(2)TLA 改性瀝青中灰分的沉淀作用與放置時間的關系顯著，例如在175 ℃的條件下放置3 h 灰分的沉淀量，相當于145 ℃條件放置12 h 的沉淀量;175 ℃的條件下放置1 h 灰分的沉淀量，相當于100 ℃條件放置12 h 的沉淀量。

(3)本研究提出室內TLA 改性瀝青樣品的制備方法:高溫制備TLA 改性瀝青，攪拌20 ～40 min 后停止加熱，然后持續攪拌直至TLA 改性瀝青的溫度降至90 ℃左右后再進行試件的制備，以盡量避免灰分的沉淀對試驗結果產生不利影響。

1.3 TLA 改性瀝青混合料室內加工工藝

對TLA 改性瀝青混合料而言，在室內試驗過程中，采用干法工藝有利于試驗結果的穩定性、有利于減小試驗結果的離散性。TLA 的摻加方式(干法、濕法)、基質瀝青種類、級配、TLA 摻量等因素中，干濕法工藝對結果的整體影響甚至大于TLA 摻量的影響。

1.4 TLA 改性瀝青混合料現場加工工藝

采用濕法施工工藝，其必然的灰分沉淀導致了現場瀝青用量的較大的波動，從而導致依托工程車轍深度稍高于一般工程。因此，在TLA 改性瀝青混合料的現場生產過程中，建議盡量采用干法工藝，以徹底避免灰分沉淀對路用性能的不良影響。

2 結 論

(1)TLA 改性瀝青在加工工藝上，對攪拌時間要求不高，一般在20 ～40 min 即可;

(2)從相容性的角度看，TLA 與基質瀝青基本不存在配伍性問題，即其與任何一種基質瀝青基本均只需采用物理加熱和攪拌的方式即可;

(3)對瀝青混合料，無論是室內試驗還是現場實際生產，應盡量采用干法工藝，以避免TLA 中灰分沉淀對試驗結果、對路用性能的影響。

［1］沈金安.特立尼達湖瀝青及其應用前景［J］.國外公路，2000，20(2).

［2］丁建平.湖瀝青在北京道路改造工程中的應用［J］.市政技術，2005，23(6).

［3］查旭東，王瑋，徐進，等.灰分沉淀離析對TLA 改性瀝青性能的影響［J］.長沙理工大學學報:自然科學版，2009，2(6).