瀝青在運(yùn)輸、貯存、加熱過(guò)程中的老化
瀝青“老化”是指瀝青從煉油廠被煉制出來(lái)后,在貯存、運(yùn)輸、施工及使用過(guò)程中,由于長(zhǎng)時(shí) 間地暴露在空氣中,在環(huán)境因素如受熱、氧氣、陽(yáng)光和水的作用下,會(huì)發(fā)生一系列的揮發(fā)、氧化、 聚合,乃至瀝青內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,同時(shí)發(fā)生性質(zhì)變化,導(dǎo)致路用性能劣化的過(guò)程。瀝青老化是一 個(gè)逐漸發(fā)生的過(guò)程,它的速率直接影響路面的使用壽命,因而是影響瀝青路面耐久性的主要因素。
瀝青自從煉油廠煉制出來(lái)以后,直至拌制 瀝青混合料之前,一直裝在保溫的瀝青罐內(nèi), 經(jīng)過(guò)8年使 瀝青的熱態(tài)貯存、熱態(tài)運(yùn)輸、在儲(chǔ)油罐內(nèi)預(yù)熱、用后的老化 配油釜內(nèi)調(diào)配等過(guò)程,往往經(jīng)歷很長(zhǎng)時(shí)間。由 貯氟、運(yùn)輸和純工過(guò)程中的老化 于溫度升高加速分子的運(yùn)動(dòng),除引起瀝青蒸發(fā) 外,還能引起瀝青發(fā)生某些物理化學(xué)變化。在 2 這個(gè)時(shí)期,瀝青老化的機(jī)理主要是:
(1)由于受熱使瀝青中的輕質(zhì)油分不斷揮發(fā),使瀝青變硬變脆,降低粘結(jié)性; 圖2-5-1 青在拌和、貯存,運(yùn)輸及使用過(guò)程中的老化。
(2)儲(chǔ)罐表面的瀝青與空氣接觸,與空氣 中的氧氣會(huì)發(fā)生一些聚合反應(yīng),瀝青也會(huì)發(fā)生一定程度的老化。
(3)瀝青在管道內(nèi)不斷運(yùn)行并由儲(chǔ)罐頂處灑落到罐內(nèi)時(shí),瀝青的表面積增大,瀝青將發(fā)生氧化反應(yīng)。
公路部門的用戶單位在瀝青到貨后檢測(cè)瀝青質(zhì)量,所測(cè)定的針人度有時(shí)比瀝青廠出廠的 針人度小,實(shí)際上反映了這一階段瀝青的老化事實(shí)。
但是,由于這段時(shí)間內(nèi)瀝青還貯存在儲(chǔ)油罐中,瀝青的數(shù)量多、深度深,接觸加熱源及空氣 的面積較小,所以老化并不會(huì)很嚴(yán)重。對(duì)于供噴灑使用的瀝青,如瀝青表面處冶、瀝青貫人式 或透層油和粘層油等施工方式,瀝青加熱后立即進(jìn)人路面使用期,這一階段的老化是主要的。 試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的加熱損失試驗(yàn)主要是反映這一階段瀝青的老化影響。
如果瀝青貯存過(guò)程中使用的熱源是蒸汽鍋爐,往往會(huì)有漏氣的情況發(fā)生,水蒸氣進(jìn)人瀝青 中,就凝聚成水,很難與瀝青分離,許多本來(lái)并沒(méi)有水的瀝青需要脫水,經(jīng)常是由于這個(gè)原因。
試驗(yàn)證明,如果瀝青是被密閉封存,且不再加熱,是冷態(tài)貯存的話,瀝青可以貯存許多年也不會(huì)有明顯的老化。試驗(yàn)室為了長(zhǎng)時(shí)間使用同一種瀝青作為標(biāo)準(zhǔn)瀝青,可以分裝成小桶,密閉貯存,防止老化。
瀝青從煉油廠到拌和廠的加熱溫度一般在170℃左右。從圖2-5-2調(diào)查的資料表明這一階段里瀝青的技術(shù)性能幾乎沒(méi)有變化(60℃粘度約上 升2.5%),即使增加運(yùn)輸時(shí)間也看不出有多大改 變,這可能與油罐封閉和接觸空氣面積小有關(guān)。因此在運(yùn)輸過(guò)程中瀝青幾乎不發(fā)生老化。