湖沥青中地沥青的改性机理研究

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1、公路交通技术2013年6月第3期TechnologyofHighwayandTranspo~Jun．2013No．3湖沥青中地沥青的改性机理研究吴光勇，王安福，莫石秀，孔令云。(1．广东省路桥建设发展有限公司，广州510635；2．长安大学公路学院，西安710064；3．重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074)摘要：采用4组分分析法对国内常用基质沥青品种和湖沥青中地沥青的组分比例进行分析。研究结果表明，标号对基质沥青4组分含量影响较小，原油种类对基质沥青4组分含量影响较大；湖沥青中地沥青饱和酚含量明显低于基质沥青，沥青质含量明显高于基质沥青，造成湖沥青粘度增大。由胶体结构

2、理论可知，湖沥青中地沥青C／H较大，沥青质沉淀析出，结构稳定，加入到基质沥青中不易被溶解，可提高湖沥青改性沥青在高温下的稳定性和抗变形能力。关键词：道路工程；沥青路面；湖沥青；地沥青；改性机理文章编号：1009—6477(2013)03—0038—04中图分类号：U414文献标识码：BResearchOnModifiedMechanismofLandAsphaltinLakeAsphaltWUGuangyong，WANGAnfu，M0Shixiu，KONGLingyun随着交通量和特重车的日益增加，高速公路对从TLA中地沥青对沥青胶结料性能的影响着手，研沥青路面的性能要求越来

3、越高。为更好地解决沥青究TLA对基质沥青的改性机理。路面高温车辙、低温开裂等问题，延长沥青路面的使用寿命，通常采用改I生沥青来改善沥青的路用性能J。1原材料普通沥青一般是从石油中提炼而得，而天然湖1．1基质沥青沥青(TLA)则不同。其是天然形成，经历了漫长的本研究收集了国内常用的一些沥青品种，主要老化过程，使其具有较高的高温稳定性和较强的抗包括泰普克(TPK)、爱思开(SK)、中海(ZH)、埃索变形能力，路面设计寿命可长达30年，超过其它普(AS)等基质沥青，部分基质沥青常规指标汇总见表1。通沥青1倍，中途无需中修、大修和重铺，从而大大1．2TLA减少养护成本j，因此，在我国

4、越来越多地被采本研究采用的TLA基本指标见表2。用。以往研究中，涉及TLA改性机理的内容相对不够深入，未能真正解释TLA对基质沥青各项性能影2研究方法响的根本原因，从而影响了TLA改性沥青的进一步沥青是由多种碳氢化合物及其非金属(氧、硫、推广应用。氮)衍生物组成的混合物，其组成主要是碳(80％～TLA主要由地沥青和灰分2大成分组成，本文87％)和氢(10％～15％)，其次是非烃元素，如氧、表1基质沥青常规指标汇总基金项目：广东省交通运输厅科技项目(2010-02—009)收稿日期：2012—11-21作者简介：吴光勇(1961一)，男，广东省揭阳市人，本科，高工2013年第3

5、期吴光勇，等：湖沥青中地沥青的改性机理研究39表2TLA基本指标汇总检测项目检测结果检测方法螂把寸饱和酚芳香酚胶质沥青质图1不同标号中海沥青4组分含量60硫、氮等(<3％)，此外，还含有一些微量金属元素，5O如镍、钒、铁、锰、钙、镁、钠等，但含量都很少。面40由于沥青化学组成结构的复杂性，虽然多年来篓so许多化学家致力于这方面的研究，但目前仍不能直孽201O接得到沥青元素含量与路用性能之问的关系。鉴于0此，人们对石油沥青的分析从沥青化学组分分析方面展开。所谓组分分析就是利用沥青各组分对不同、姐寸溶剂的溶解度和对不同吸附剂的吸附性能的差异，∞∞∞mo∞加m5O使其可按分子的大小

6、、极性或构型划分成不同的组分。我国现行JTGE20—2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中规定有3组分和4组分2种分析法。：3组分分析法的优点是组分界限明确，组分含量能在一定程度上说明沥青的性能；其主要缺点是分析流程复杂，分析时间长。4组分分析法相对流程简单，各组分与沥青性质的关系研究相对较为充分。因此，本研究中采用4组分分析法对湖沥青中地沥青的组分进行分析，从地沥青化学组分组成角度研究TLA的改性机理。4组分分析的主要过程如下：将沥青试样先用正庚烷沉淀“沥青质(At)”，再将可溶分(即软沥青质)吸附于氧化铝谱柱上，先用正庚烷冲洗，所得的饱和酚芳香酚胶质沥青质组分称为

7、“饱和酚(S)”；再用甲苯冲洗，所得组分称图4不同标号辽河沥青4组分含量为“芳香酚(Ar)”；最后用甲苯一乙醇、甲苯、乙醇冲洗，所得组分称为“胶质(R)”。同一原油、不同标号的基质沥青，沥青质含量与沥青标号高低的规律性较明显：标号升高，沥青质含3试验结果及分析量降低，沥青标号由90号到70号，相对于90号沥采用4组分分析法，对同一原油的沥青、不同原青的沥青质含量而言，沥青质含量约增加12．5％；油的沥青分别进行了组分分析。而沥青标号由90号到7O号，软化点升高是一个必3．1原油相同、标号不同基质沥青4组