道路石油瀝青加熱方法對瀝青性能的影響

王 萍

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

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道路石油瀝青加熱方法對瀝青性能的影響

王 萍

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

分析了道路石油瀝青加熱后產生的性質變化，探討了不同加熱方式對瀝青產生的影響，并研究了適宜瀝青加熱的方式，指出為保證瀝青的使用性能，在制造、運輸、施工、檢測等過程中，都應選擇正確的瀝青加熱方式。

瀝青，加熱方式，針入度，軟化點

0 引言

道路石油瀝青在施工的各個階段中，都需要進行一定的加熱。在制造時，瀝青本身屬于原油高溫加熱分解而形成的產物。在保存時，瀝青的流動需要加熱。在運送時，瀝青的保溫需要加熱。在實際施工時，也需要將其加熱到溫度曲線所需的最優溫度。如果瀝青溫度過高或過低，都可能在材料表面形成太厚或太薄的瀝青膜，導致結構比例失調。因此，掌握正確的瀝青加熱方法，對于道路施工而言極為重要。

1 道路石油瀝青加熱后對其性能產生的影響

對道路石油瀝青進行加熱，可以采用各種各樣的加熱方法。比如，在制作過程中，可以采用空氣加熱或是水蒸氣加熱。在保存過程中，可以運用電熱絲或是太陽能加熱。在運送時，可利用導熱油管進行加熱。施工時則可以用柴油等原料制造出明火而加熱。實驗過程中，運用電熱干燥箱、電磁爐、微波爐、電爐、紅外燈等，都可以實現道路石油瀝青的加熱。加熱方法不同，其效果也會有所差異，從而對道路石油瀝青的使用性能產生一定影響。

通常說來，瀝青煉制完成以后，都會裝在具有保溫效果的瀝青罐中，直到拌和。道路石油瀝青加熱溫度通常為170 ℃，且需要以加熱狀態保存和運輸。瀝青在儲油罐中預熱，并在配油釜中調制，這一過程需要耗費較長時間。瀝青溫度升高時，其內部的分子運動也會加快，不但會讓瀝青迅速蒸發，還會使瀝青產生一些物理變化或化學變化，其主要表現為：第一，加熱后，瀝青內部的輕質油持續揮發，瀝青會變硬或變脆，粘結性也隨之下降。第二，儲油罐表層的瀝青和氧氣接觸后，將產生一系列聚合反應。第三，在管道中運輸或是從罐頂落到罐中時，瀝青的表面積會變大，產生氧化反應。

根據檢測可知，瀝青經過混合材料拌和之后，40級～60級的瀝青針入度可以下降到原來的85%，60級～80級的瀝青針入度會下降到80%左右，而80級～100級的瀝青針入度會下降到75%。從表1數據可以看出，瀝青在加熱過后，針入度普遍下降了20%～50%左右，這也是瀝青老化的首要因素。

表1 瀝青加熱之后產生的性能變化

該階段中，瀝青會出現這樣的變化，主要是因為當前的制作水平和瀝青混合材料的工藝存在不足，引發了瀝青加熱后的老化現象。在對瀝青混合材料進行拌和時，必須要嚴格按照瀝青黏溫曲線的測試標準，把瀝青加熱至160 ℃～180 ℃。當集料與埋填材料被瀝青薄膜完全覆蓋時，可以起到良好的粘結效果。這時瀝青薄膜的厚度通常為5 μm～15 μm。有關專家研究了瀝青加熱時期的老化現象，分析了150 ℃條件下集料瀝青膜對于氧氣的吸收量，具體可見圖1。

通常情況下，瀝青的用量會對瀝青膜的厚薄產生直接影響，因此，在加熱拌和時對工藝的控制，以及混合材料攪拌是否均勻，都可能會對瀝青的老化程度造成影響。另外，這一環節中攪拌機的種類也會關系到瀝青的老化。運用間歇式攪拌機時，材料在干燥滾筒中燃燒，直至溫度超過180 ℃，然后進入熱料倉中，在拌和鍋里和瀝青持續攪拌，瀝青就會覆蓋至材料表層，形成薄膜，這種薄膜的厚度通常只有幾微米。這個過程中，瀝青薄膜會經受高溫炙烤，還會和熱空氣直接接觸，于是內部的輕質油開始揮發，瀝青和氧氣產生化學反應，從而出現老化現象。運用連續式攪拌機時，材料加熱與瀝青拌和都是在同一個滾筒中進行，前半部分是加熱階段，而后半部分則是拌和階段。這一形式中，瀝青不僅會受到材料加熱后溫度的影響，還會受到熱煙氣的影響，因此更加容易出現老化現象。在瀝青混合材料裝進熱儲料倉之后，這種老化過程還會持續下去。

瀝青在制造、保存、運送和施工等實際過程中，不管是其加熱溫度過高，或是與空氣接觸過多，都會引起瀝青的老化，使道路石油瀝青的實用性能大大降低。具體表現為：軟化點提升、密度增加、針入度下降、黏度上升等。

2 選擇適當的加熱方式，提升瀝青的使用性能

要提高道路石油瀝青的使用性能，就要嚴格控制好瀝青的老化現象。首先，在瀝青加熱時必須掌控好瀝青的溫度，避免其溫度過高，要根據瀝青黏溫曲線的標準，對其進行合理加熱。其次，要學習海外發達國家的先進技術方法，采用對儲料倉灌注氮氣的手段，讓瀝青盡量不和氧氣接觸，從而延緩瀝青的老化過程。此外，在制作瀝青混合材料時，要盡量保持真空化操作，縮短瀝青和氧氣接觸的時間。

瀝青在制作、運送、保存、利用以及回收等環節中，都有可能會碰到瀝青質量檢驗。瀝青在接受質量檢驗時，因為任務較多，而時間相對較少，經濟條件方面也會遭到一定限制，所以各個單位通常會選擇不同的方法進行加熱。比如氣體加熱，包括管道天然氣加熱、罐裝煤氣加熱等。還有光加熱，比如太陽能加熱等。波加熱，如微波爐加熱。而除了上述加熱方法之外，大多數單位都會選擇電能加熱，比如電爐、電熱板、紅外線電燈、電烘箱、電磁爐等。不同的加熱方法擁有不同的目的和效果。比如在進行瀝青軟化點測試時，只需提取少量瀝青，運用電烤燈將其加熱，或是用太陽能直接烘烤，直到瀝青融化。若要想節省資源，或探索一些新的檢測途徑，就可以利用拋光太陽能傘鏡對瀝青進行加熱。在加熱時，必須要注重不同加熱方式對瀝青產生的影響。

通常來講，瀝青的加熱方式可以分為點線式或面式等。點線式加熱主要包括酒精噴燈、電烤燈等，面式加熱則主要包括電爐、電磁爐和電熱板等，這些加熱方式都存在一定程度的溫差。如果接近加熱源，則熱量較大，溫度較高；如果遠離加熱源，則熱量較小，溫度略低。在這種情況下，溫差可能會達到幾十攝氏度甚至上百攝氏度。比如，利用電磁爐進行加熱時，其受熱源頭在鍋底，將面板溫度設定在150 ℃，瀝青表層厚度為8 cm，加熱大約30 min，則瀝青就會徹底熔化。以玻璃水銀標準溫度計進行檢測，可知鍋底溫度是170 ℃，而鍋表面的溫度是145 ℃，這一溫度差就達到了20多攝氏度。

JTJ 051—2000瀝青和瀝青混合材料測試規程中，提到了標準瀝青加熱測試工具——電熱干燥烘箱。用這種電熱干燥烘箱進行實驗，并檢查其結果可知：第一，溫度實際測量數值和顯示數值之間的差異，在不用鼓風機的情況下達到了27 ℃左右。而微波爐則是一種較為合適的加熱工具，其加熱源呈立體狀態散播，將瀝青加熱到150 ℃只需要不到20 min，并且具有氧化時間短、加熱均勻、機器體積小、節能環保、成本較低等多種優勢，可以成為瀝青加熱的主要工具。

3 結語

道路石油瀝青在加熱時，不但要經受高溫，還會一直暴露于空氣中，這樣會大幅度降低道路石油瀝青的使用性能。因此，在制造、保存、運送、施工、檢測等過程中，都要選擇正確的瀝青加熱方式，盡量避免讓瀝青和空氣接觸，同時控制好瀝青的溫度，以免瀝青過早出現老化現象。

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[2] 樓啟華,嚴劍強,嚴正周.瀝青與瀝青混合料的加熱與控制[J].交通科技,2012(3):100-102.

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Impact of road petroleum asphalt heating mode upon asphalt performance

Wang Ping

(ShanxiHighway&Bridge2ndEngineeringCompany,Linfen041000,China)

The thesis analyzes road petroleum asphalt heating property change, explores the impact of different heating modes upon asphalt, studies suitable asphalt heating modes, and finally points out that: it is necessary to select correct asphalt heating modes in manufacture, transportation, construction and detection process in order to guarantees asphalt servicing performance.

asphalt, heating mode, penetration, softening point

1009-6825(2016)16-0140-02

2016-03-23

王 萍(1974- )，女，工程師

U416.217

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