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沥青在加热拌和及铺筑过程中的老化

沥青最主要也是最常规的使用方式,是采用从有厂到控和厂的运输时间热拌沥青混合料的施工方式,此时沥青将经历一个比贮存过程严重得多的老化过程。拌和过程的老化是最重要的,通常称之为热老化。

 

 集料和填料混合搅拌时被沥青薄膜所裹覆,其薄膜厚度一般在5~15um。沥青在拌和机 内与热矿料混合,其温度一般高达160~180℃,直接影响到沥青的氧化和组分挥发。除了加热 温度影响外,拌和时间、沥青用量也会造成拌和过程中沥青的老化。一般来说,拌和温度越高、 沥青膜越薄,沥青的老化也越严重。从图中50℃时氧气吸收量可见大约仅限于4pm的厚度范围内。

沥青在加热拌和及铺筑过程中的老化

 拌和机的类型也会影响拌和过程的老化。对间歇式拌和机,矿料经过干燥滚筒内火焰燃烧加热到180℃甚至更高的温度后,进人热料仓,然后在搅拌锅内与沥青拌和。此时沥青是以薄膜的形式裹覆到热矿料的表面,沥青膜的厚度小至几微米,一方面突然经受高温,一方 面又接触热空气,故轻质油分必将迅速挥发,且又与氧气发生化学反应,从而引起严重的老 化。对连续式拌和机来说,矿料加热、沥青拌和在一个滚筒内完成,加热阶段在滚筒前半 部,拌和阶段在滚筒后半部、这种拌和方式所引起的沥青老化,除了矿料加热温度的影响外,还受热烟气的影响、空气中的热和氧的作用比间歇式拌和机更为严重。无论何种拌和机,沥青混合料拌和过程都将发生严重的老化。据测定,沥青混合料拌和后,40/60级沥青针 人度可能降低到原沥青针人度的85%,60/80级沥青针人度可能降低到80%,80/100级的沥 青可能降低到75%,也有的资料认为降低到63%112),也就是说沥青在拌和过程中热老化将使 针人度下降20%~50%,因此是沥青老化的最主要的一个阶段。壳牌沥青公司把两种不同类 型的拌和机进行了比较,在相同的拌和温度下,经过连续式拌和机拌和后,针人度值比间歇式 拌和机拌和的要多减少5%~15%,而软化点多升高4℃以上。而且,沥青老化的程度随拌和时 间的延长而加重。


 在拌和厂,经常采用热储料仓来储存拌和好的沥青混合料,以满足生产的需要。此时混合 料的温度仍然在140℃以上。当沥青混合料卸人储料仓中时,部分空气随沥青混合料一起被 困在材料的空隙之中,仓内部分空气与沥青发生氧化作用。因此,料仓的进出口门必须密封。 然而,仓顶的空气与沥青混合料表面发生作用而产生二氧化碳,它比空气重并将覆盖在混合料 表面起着保护作用而防止混合料进一步老化。美国的研究表明:储料仓中混合料的老化多由 于带人的空气而引起,而沥青混合料在运输和摊铺过程中只会发生轻微氧化。沥青粘度因拌 和温度升高而降低.沥青反复加热,最终会损害沥青长期使用性能。为了减轻沥青在储料仓中 的老化、一些国家已经采用向储料仓中充注氮气等惰性气体的方法。

分别示出了沥青混合料在拌和过程中及热储料仓贮存过程中随拌和和贮存时间 的延长沥青发生老化的情况。

此文关键词: 沥青老化