科技成果

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成果名称: 系列热熔型彩色沥青的研发及评价体系研究

成果登记号: 9612018Y0746

第一完成单位: 西安公路研究院

联 系 人: 刘琳

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新产品

技术领域: 新材料及其应用

应用行业: 交通运输、仓储和邮政业

成果简介:

该项目属于新材料领域,主要用于交通运输行业。

在完成"系列热熔型彩色沥青的研发及评价体系研究"项目基础上,研发了HPCA系列热熔型彩色沥青,并研究了热熔型彩色沥青功能性指标评价体系、热熔型彩色沥青的生产技术、施工泵送技术等关键技术难题,铺筑了试验路,制定了技术指南,并在此基础上拓展了HPCA系列热熔型彩色沥青的功能性产品。研究结果表明,HPCA系列热熔型彩色沥青,环保高效、性价比高,研发的相关设备和技术解决了热熔型彩色沥青在施工、检测中的技术难题,拓展产品具有良好的应用前景,经济、社会效益显著。

(1)基于环保性能、施工性能以及配伍性能等工程特性,研发了HPCA系列热熔型彩色沥青,其常规性能指标满足规范要求,比市场产品更优。基于环保性能、施工性能以及配伍性能等工程特性,对明色沥青原材料进行了优选,确定了最佳制备工艺和HPCA系列热熔型彩色沥青的配方。当树脂与溶剂油质量百分比在60:40~40:60之间,改性剂掺加量为6%时,性能指标满足工程需要;改性剂的熔胀温度在160℃以上,熔胀时间在60min以上,剪切转速为5000rad/min,剪切温度控制为180℃,剪切时间为50min,发育温度在170℃左右,发育时间在60min以上时,制备的明色沥青各项路用性能指标最优。

(2)基于热熔型彩色沥青功能特性,进行了热熔型彩色沥青的功能性评价方法及指标研究,补充了现有的彩色沥青规范中的相关功能性控制指标,为彩色沥青的评价提供了借鉴和参考。采用10℃测力延度试验方法作为评价沥青低温性能的方法,并推荐低温控制指标为:老化前,Sa≤150%,E≤40;老化后指标衰变率Sa≤150% ,E≤150%。基于直接拉拔试验设备,采用粘结性能评价试验方法作为评价沥青与石料粘附性评价方法,并推荐粘附性控制指标为:拉拔试验推荐涂膜厚度60μm,拉拔强度不低于5mpa, 老化前后的浸水后粘结强度应保持在浸水前的75%以上。基于透光率测试仪,采用明色沥青可见光透过率测试方法作为明色沥青功能性指标,并推荐透光率控制指标为:老化前透光率在60%以上,短期老化后透过率衰变率应小于40%,长期老化后可见光透过率衰变率应小于65%。基于RGB测试仪,采用老化前后色彩衰变测试方法,作为彩色沥青色彩长效性指标评价方法,并推荐色彩长效性控制指标为:一般宜不超过3级明显变色。提出了彩色沥青功能性指标评价体系及相应的评价方法和指标,用于评价彩色沥青的耐久性,补充了规范相关指标,为彩色沥青的推广和技术进步提供了借鉴和参考。

(3)进行彩色沥青的中试及小批量生产研究,成功研发了生产设备并投入生产。进行了工厂中试研究,并进行了设备改造,采用稀释剂100kg,树脂100kg,改性剂12kg的生产配比,通过加热稀释剂到170℃,加入树脂搅拌均匀,完全熔化后,导入胶体磨,加入改性剂剪切,均匀。通过不同的生产时间取样结果表明,剪切时间在60min左右性能最好。设计了大型的彩色沥青生产设备,采用集装箱式,移动方便,可在工地现场使用;配有螺旋上料器,安装有高速搅拌装置,通过螺旋涡流,使改性剂快速均匀的通过胶体磨,缩短溶胀时间,且研磨均匀;专用控制室;导热油加热并,具有二次研磨功能。为产业化和推广应用打下了基础。

(4)为解决热熔型彩色沥青的运输、泵送及与拌合楼对接问题,减少现场彩色沥青黑色沥青交叉使用时带来的较大的设备清洗工作量及费用,研制了一种智能型车载自加热储泵设备,解决了彩色沥青运输及泵送难题。研制了一种车载设备,设备可直接通过车辆运输;带有储存罐,具有储存沥青功能,罐体容积可根据需要调整,罐体通过镀锌铁皮和耐热保温棉保温;设有加热系统,该加热系统通过加热仓,导热油管道、排气管道以及柴油燃烧器组成,具有加热功能,直接加热导热油管道,通过导热油管道加热沥青;该柴油燃烧器配有柴油储存罐,可供长时间加热沥青。带有沥青泵,可直接将沥青泵送至拌合楼或储存装置;设置电器控系统,总体控制整个设备的运转,可设置和、控制以及显示温度、压力、泵转速等各项参数;带有电源接口,可外接电源或配电箱;配有温度传感器,可实时显示沥青温度;配有压力传感器,可实时显示沥清以及导热油管道压力;带有拌合楼对接系统,该系统有沥青泵、保温高粘度三螺杆泵(沥青泵),阀门,可直接与拌合楼对接,通过拌合楼控制沥青泵的泵送及阀门的开合。使沥青混合料拌合时沥青泵送到拌合楼,间歇时调整阀门使沥青在罐内循环。沥青的加热通过柴油燃烧器、导热油循环系统、温控系统以及电气控制系统共同实现。带有梯子,可供操作人员上下及罐顶观察,安全方便。