改性瀝青生產及路面施工情況介紹
時間：2005/10/28
河北省市政協會組織了改性瀝青生產的現場觀摩會，下面結合石家莊道橋管理處生產改性瀝青混合料及路面施工情況的有關資料進行介紹。
石家莊道橋管理處于2003年10月購進并安裝了一套浙江蘭亭高科生產的SG-12Ⅱ型SBS改性瀝青成套設備。
1、改性瀝青成套設備構造與原理
SG-12Ⅱ型改性瀝青成套設備及附屬設施總投資240多萬元，總裝機容量205KW，生產能力為12t／h，改性劑研磨細度為2～5μm，整套設備由加熱恒溫系統、改性劑及瀝青計量系統、瀝青改性系統、自動控制系統組成。
(1)加熱恒溫系統：
該設備的加熱主要由一臺25萬大卡燃油加熱爐來完成。加熱爐是江陰亞特機械制造有限公司高溫加熱爐廠生產制造，燃燒器是德國威紊產品，恒溫系統主要由高溫氣動閥和溫度控制調節儀表組成單元式恒溫控制系統，并帶有自鎖功能，在停電及夜間保溫時不受控制室控制，對鍋爐操作人員帶來了極大的方便。
(2)改性劑及瀝青計量系統
改性劑(SBS)計量是采用動態物料計量裝置來完成，實現破碎、計量、提升、分配連續全過程，其精度達到國家衡器Ⅲ級要求，采用PLC全自動生產控制系統，具有操作調試簡單、計量穩定、性能可靠等優點。
瀝青的計量主要是由橢圓齒輪通過進出口的壓差推動齒輪旋轉，利用橢圓齒輪中的容積腔對瀝青進行容積式計量。
(3)瀝青改性系統
SBS改性瀝青加工過程一般包括改性劑溶脹、研磨分散、孕育三個階段，每一階段的加工溫度和時間是關鍵因素，一般控制溫度為：溶脹溫度165℃～175℃，時間為15～30分鐘為宜，溶脹溫度過低需要延長溶脹時間來克服，對研磨也帶來一定困難，但溶脹溫度過高，會使瀝青老化，從而降低瀝青的指標。
研磨是改性瀝青生產過程中最主要的環節，其細度和均恒度直接影響到瀝青的改性指標。溫度應控制在175℃左右為宜。
孕育在該設備中起到兩個作用；一是通過攪拌防止改性瀝青在熱儲存中的離析。二是通過緩慢攪拌對改性瀝青的微粒再度進行溶脹、分散，完全溶合在基質瀝青中。在連續使用時，溫度可控制在175℃左右，在儲存過程中溫度控制在155℃～160℃左右。
瀝青改性系統是設備的主體部份，它由三臺高速剪切均化磨，二只溶脹罐，二只過渡罐通過一系列的閥門和管道連接成連續式流水工藝。其工藝過程簡述如下：
首先將基質瀝青與改性劑分別加入溶脹罐1、溶脹罐2，經過一定的溶脹時間，自動開啟1#高速剪切均化磨，打開溶脹罐1放料閥，混合料進入1#磨機開始研磨，研磨后的混合料進入過渡罐3，在1#高速剪切均化磨啟動后經過一定的設定時間，2#、3#均化磨相繼啟動。因此過渡罐3中的混合料經2#均化磨進入過渡罐4、又經過3#均化磨進入成品儲存罐5、與此同時，當1#均化磨研磨完溶脹罐1中的混合料后，開始對溶脹罐2中的混合料進行研磨，同時溶脹罐1又開始加料進行溶脹攪拌，如此生產連續進行。
(4)電氣控制系統
成套設備的運行由PLC程序控制，可自動亦可手動，采用屏幕操作終端進行操作和監控。溫度控制在整個產品的生產過程中占有很重要的地位，本系統采用性能可靠的溫控表，可將溫度控制在一定的范圍內。
2、SBS改性劑與基質瀝青的選型：
瀝青作為一種石油提煉產物，其成分相當復雜，基質瀝青通常所說的三大指標并不能完全反映瀝青的內在組分性質。從化學組成來說，可分為瀝青質、膠質、芳香分、飽和分，每個組分之間的比例關系直接影響到改性瀝青的改性效果。SBS改性劑分為線型和星型兩種，每一種改性劑又有許多牌號可供選擇，同一型號的SBS改性劑與不同產地的基質瀝青配伍，所生產的瀝青改性效果不同：同一產地的基質瀝青與不同型號的SBS改性劑配伍，所生產的瀝青改性效果也有很大差別。因此，基質瀝青與改性劑之間存在配伍性問題，要想取得最佳的瀝青改性效果，必須通過試驗找出最佳配伍的基質瀝青與改性劑型號。
3、SBS改性劑的配比設計
改性劑的添加比例決定著改性瀝青的性能指標及改性效果，對于同一種基質瀝青，同一種改性劑，其摻加比例不同，改性效果不同，比例小了達不到改性效果，比例大了改性瀝青和易性差，增加了路面施工難度，難以保證路面施工質量，而且還增大了改性瀝青生產成本，因此設計最佳的改性劑配方是直接關系到改性瀝青最佳性能價格比的一個很重要的問題。
下表是YH-791型SBS改性劑與濱洲產90#基質瀝青配伍，不同改性劑添加量時的改性效果實驗數據。
YH-79l型SBS改性瀝青技術參數試測值
從表中可看出符合改性瀝青c級標準的SBS改性劑摻加量為5％和6％，顯然5％的摻加量既經濟又能達到改性瀝青規范要求。
4、改性瀝青混合料的生產
改性瀝青混合料的生產跟普通瀝青混合料的生產工藝基本相同，都是把一定級配的集料與瀝青按規定比例在給定的溫度下拌合均勻而制成的混合料，所不同的是：
(1) SBS改性瀝青混合料比普通瀝青混合料加熱溫度要求高，骨料溫度需加熱到近200℃，成品料溫度需提高10～20℃。
(2) 由于改性瀝青粘性較大，所以拌和時間要比普通瀝青混合料延長40秒左右。具體通過試驗確定溫度達到要求時的拌合時間。
(3) 改性瀝青混合料宜隨拌隨用，若因生產或其它原因需要暫時貯存時，貯存時間不宜超過24h，貯存期間溫降不應超過10℃，且不得發生結合料老化、滴漏以及粗細集料顆粒離析。
5、SBS改性瀝青混合料路面施工：
SBS改性瀝青混合料路面施工與普通瀝青混合料的生產工藝基本相同，主要區別及注意事項有如下幾點：
(1) 改性瀝青混合料采用機械攤鋪時，對城市快速路、主干路、高速公路以及一級公路宜采用兩臺以上攤鋪機梯隊作業，進行聯合攤鋪。相鄰兩幅之間應有重疊，重疊寬度宜為5～10cm。相鄰兩臺攤鋪機相距10～30m，且不得造成前面攤鋪的混合料冷卻。有條件時可采用全寬度攤鋪機一幅攤鋪。
(2) SBS改性瀝青混合料的攤鋪溫度最低不得超過170℃。
(3) 改性瀝青混合料壓實應在攤鋪以后緊接著進行，不得等混合料冷卻后碾壓。在初壓和復壓過程中，宜采用同類壓路機并列成梯隊壓實，不宜采用首尾相接的縱列方式。
(4) 改性瀝青混合料應保持連續均勻，不間斷的攤鋪。
(5) 采用振動壓路機壓實改性瀝青混合料路面時，壓路機輪跡的重疊寬度不應超過20cm，但采用靜載鋼輪壓路機時，壓路機輪跡的重疊寬度不應少于20cm。
(6) SBS改性瀝青混凝土路面的壓實性能受配合比、瀝青品種、壓實溫度等因素的影響。其中以壓實溫度的影響最大。
①初壓溫度的確定。當初壓溫度過低時，SBS改性瀝青粘度高，難以壓實，如過度碾壓就會出現裂縫。所以，應盡可能在剛攤鋪完就緊跟碾壓，即使壓路機離攤鋪機一米左右都是允許的，若有一臺壓路機緊跟在攤鋪機之后碾壓就更好。因為全幅攤鋪在國內很普通，路面相對較寬。
②碾壓終了溫度的確定。
復壓溫度在140℃～160℃時能得到較高的壓實度，當溫度降至120℃以下時，碾壓效果已不明顯，繼續碾壓對壓實度的提高已功效不大。所以，終了溫度控制在120℃為宜。
(7) 改性瀝青混合料路面鋪筑期間，當需要暫停施工時，中、下面層可采用平接或斜接縫；上面層應采用平接縫，宜在當天施工結速后切割、清除、成縫。
(8) 碾壓要保持合理有效的遍數，應遵循：先靜壓一遍，振壓兩遍，結束前要靜壓二遍的五遍原則。
6、改性瀝青的經濟效益與社會效益
改性瀝青混合料與普遍瀝青混合料相比，成本有了一定的提高，其中主要體現在SBS改性劑的費用上，每噸SBS改性劑大約需要2萬元，每噸改性瀝青要添加5％左右的SBS改性劑，經測算每噸改性瀝青混合料比普通瀝青混合料戍本約需增加85元，按4cm厚的面層折算，改性瀝青混合料面層比普通瀝青混合料面層成本增加8元／m，雖然改性瀝青混合料成本有了一定增加，但是由于改性瀝青混合料改善了路面使用性能，大大延長了路面使用壽命，降低了維修費用，綜合考慮，改性瀝青路面的經濟效益還是相當可觀的。
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