丁苯聚合胶乳改性乳化沥青生产工艺及设备

【摘 要】 随着高等级路面的快速发展，施工工艺的不断改进，各种新材料新工艺新设备被广泛应用在高等级公路路面的预防性养护中，重点介绍了丁苯聚合胶乳改性乳化沥青生产工艺和生产设备

【关键词】 改性 乳化沥青 生产 设备

近年来，随着高等级公路的快速发展和“四新技术”的推广使用，筑养路机械也发生了日新月异的变化，涌现出了一些先进的养护设备，如智能型沥青洒布车，同步碎石封层车，稀浆封层车，就地冷再生技术的应用，随着这些新设备新材料新工艺的普遍使用，大大地推动了乳化沥青的发展，特别是在我们养护领域，为提高乳化沥青的使有范围，我们针对性地对其进行改性，添加改性剂，使其既具有乳化沥青独特的优点，破乳后又具有改性乳化沥青的路用性能的优良的优点，形成改性乳化沥青。

1 生产改性乳化沥青原材料的选用

生产改性乳化沥青原料包括基质沥青，乳化剂、改性剂。基质沥青的选择：根据本地区的气候条件和路用性能等特性，我局选用的是中海油90号重交基质沥青，根据有关技术规范和设计要求的指标项目，我们对中海油90号重交基质沥青进行了检验，其试验结果（如表1）。

从表1的试验结果可知，中海油90号基质沥青符合《公路工程沥青路面施工技术规范》中的技术指标及设计要求，并经多次试验，其性能稳定可靠。

乳化剂的选择：选用了维实维克公司生产的MQK-1D乳化剂。

改性剂的选择：改性剂选用的是维实维克生产的1468胶乳。1468是一种固含量65-67%的阳离子丁苯聚合胶乳，专门用于生产高弹性胶结料。

2 改性乳化沥青生产方法

改性乳化沥青生产有三种方法：

（1）用改性材料先将基质沥青改性，再将改性沥青乳化（如图1所示）。（2）将改性材料掺入乳化剂水溶中，然后与热沥青同时进入胶体磨进行乳化（如图2所示）。（3）将乳化剂水溶液、基质沥青和胶乳同时进入胶体磨，边改性边乳化（如图3所示）。

3 乳化沥青生产设备

美国VSS公司的EP-75S型乳化沥青设备，采用先进的生产工艺流程，采用了德国进口的专用胶体磨，生产能力能达到每小时15吨，具备高效的研磨及多级剪切功能，加功性能强，改性效果佳，生产出的改性乳化沥青质量稳定。该设备采用微电脑自动化控制，其PLC触摸屏控制系统更准确，自动化程度高，计量准确，操作简单，生产效率高。如图4所示；

3.1 温度的控制

在改性乳化沥青生产工艺中，除原料、设备外，最重要的是温度的控制。我单位生产的改性乳化沥青固含量为62%，基质沥青从低温贮存罐抽打到高温贮存罐加热，温度控制在130-145度之间，温度过高容易造成基质沥青的老化，过低不利用沥青的流动。

3.2 皂液的配置

根据所需的乳化沥青的不同，选择适宜的乳化剂种类和剂量以及添加剂种类和剂量，配置乳化剂水溶液（皂液）。根据乳化沥青设备和乳化剂种类的不同，乳化剂的水溶液（皂液）的制备过程也有差异。对于全自动连续式的乳化沥青生产设备，皂液的各个组分（水、酸、乳化剂等）都是由生产设备本身设置的程序自动完成的，只要保证各材料的供给即可；对于半连续式或间歇式的生产设备，则需要按照配方要求手工配置皂液。有的乳化剂水溶液需要加酸调节PH值，有的则不需要。有些常温下呈固态的乳化剂还需要在配置皂液前首先将其加热熔化。

3.3 生产过程控制

该设备的PLC控制系统装有压力表、温度表、热电偶，全部采用温度控制。当使用温度来控制各种原料的流量时，要准确知道每种液体的温度并保持温度稳定是十分重要的。所以当皂液配制完成和高温沥青罐中的基质沥青温度达到生产所需的温度时，起动沥青泵，皂液循环泵，使基质沥青、皂液在系统中充分循环，确保生产过程中基质沥青温度、皂液温度的稳定。由于丁苯聚合胶乳改性乳化沥青是在监控皂液和沥青的输入温度以及保证乳化沥青的特定输出温度的情况下，通过乳化沥青站来进行生产的。这个特定的输出温度经过计算就可以得出该乳化沥青技术规格所要求的理想的沥青标准。这个温度计算结果就可以用来设置正确的沥青、皂液比率从而得到这个输出温度。

计算出口温度。

其中：M1=沥青的质量，单位磅、千克或总质量百分比

M2=皂液的质量，单位磅、千克或总质量百分比

C1=沥青的比热=通常0.5到0.7BTU/Lb（m）℃

C2=皂液的比热=1 T1=沥青的温度 （℃）

T2=皂液的温度（℃） ET=出口乳化沥青的温度（℃）

我局采购的中海油90号沥青的比热为0.54，比如固含量为62%沥青的乳化沥青；沥青的比热为0.54，温度是135℃；皂液温度为40℃，通过计算得出乳化沥青的出口温度，然后在主机的乳化沥青出口控制面板上设定该值。

ET=（0.62×0.54×135）+（0.38×1×40）/（0.38×1）+（0.62×0.54）

=45.198+15.2/0.7148

=84.5℃

实际生产操作中，出口温度一定要稳定使沥青的含量保证在±0.5%。由于许多乳化沥青的规格对沥青的百分含量有要求，所以，出口温度设定值要比计算的值高出零点几度，以保证沥青含量的下限要求。

按试验室提供的试验数据，设定胶乳泵流量值。

4 成品乳化沥青性能（表2）

经试验，我局生产出的丁苯聚合胶乳改性乳化沥青与施工路段的混合料做拌和试验，拌和时间均大于180秒，存贮稳定性高，符合交通部《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）要求。

5 成品改性乳化沥青存储

成品丁苯聚合胶乳改性乳化沥青存储的优点在于，一可以随时监测，检查质量，保证使用性能，二是供应及时。要做到及时供应，除了生产能力的保障外还要配备存储设备――存储罐。丁苯聚合胶乳改性乳化沥青在存储罐中需要搅拌或循环，因为改性乳化沥青中含有较多的极性化合物，而丁苯聚合胶乳改性剂属于非极性化合物且粘度较大，易聚集在上部，产生分层现象。如存储时间较长，每天必须搅拌或循环一定时间，确保改性乳化沥青的质量。

6 结语

想要生产出合格的丁苯聚合胶乳改性乳化沥青，必须具备以下几个条件：基质沥青选择、改性剂的选择及掺量；高品质的沥青乳化剂；良好的乳化沥青生产设备；只具备了上述的条件，加上合适的生产工艺，我们就可以生产出合格的改性乳化沥青。

参考文献

[1]《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）.

[2]SBS改性沥青的生产与应用北京人民交通出版社，2001.