道路石油沥青加热方法对沥青性能的影响研究

道路石油沥青加热方法对沥青性能的影响研究

张庆斌

张庆斌（菏泽市牡丹区公路管理局，山东，菏泽，274000）

【摘要】在道路石油沥青的生产过程中有很多种加热方式，而加热方式的不同对沥青性能的影响也不同。本文先对道路石油沥青进行相关的介绍，然后阐述道路石油中的加热技术，最后阐述石油沥青加热对其性能的影响。

【关键词】石油沥青；加热技术；性能；沥青老化

1．道路石油沥青的相关介绍1.1关于石油沥青的介绍石油沥青是经过原油加工而得到的一种化学产品，在常温下是固体、半固体、黑褐色或黑色的粘稠的液体，其化学成本也比较复杂，主要由油分、树脂、地沥青质组成。

石油沥青主要在建筑业、工业、农业和交通运输等行业中应用甚广，其可以由蒸馏法、溶剂沉淀、氧化法、调合法和乳化法等方法炼制而成，另外，其组成和性质也随原材料和生产所用的方法的不同而有所变化。

石油沥青具有以下几种性质：（1）石油沥青具有很强的黏性，它能有效的阻止沥青内部材料的流动；（2）石油沥青具有一定的塑性，它能在外力的影响下发生形变却不会被破坏,因此，能把它作为材料制成优良的柔性防水材料。

同时，由于石油沥青具有良好的塑性，使得它能够很好的吸收路面产生的噪音，故石油沥青常常作为修建道路的路面材料。

（3）石油沥青对温度比较敏感，温度的变化常常会影响到石油沥青的性能；（4）石油沥青具有大气稳定性，它能在阳光和温度等自然因素的影响下产生抵抗自身老化的性能。

1.2石油沥青的发展现状从2008年金融危机开始，石油行业受到冲击，导致石油行业经济增速严重下降；2009年，全球金融危机蔓延，石油行业受到的不确定因素影响增多，然而，国家开始实施一系列推动石油行业发展的政策，从而为石油行业带来了新的发展空间。这些经验告诉我们，每次危机都会给相关行业带来大的变动及调整，并给石油行业带来一定的冲击力。

在未来几年，石油行业的经济增长将会大幅度上升，并影响国民经济的发展。

2．道路石油沥青中的加热技术2.1石油沥青加热的技术及特点石油在沥青在加热过程中主要以加热介质的方式加热，其加热过程有三种，即动态整体加热、动态局部加热和静态整体加热。

2.1.1静态整体加热是采取一次性加热整个容器里的石油沥青，此时，热量主要通过对流和自然传导的方式来加热石油沥青。

但采取这种方式来加热沥青，会使得沥青的局部受热现象严重，同时还会损失大量的热量且沥青加热速度较慢。

2.1.2动态整体加热是以静态式整体加热为基础，在原来的固定容器中装一个可控制的搅动装置，达到使沥青均匀受热的目的。

这种方法相对于静态整体加热损失的热量更少并有效的提高沥青受热的速度，但采取这种方式需要的装置结构更加复杂，且提高了生产成本。

2.1.3动态局部加热是通过改变容器中沥青的固定不动的形式，让沥青以流动的形式来达到沥青各局部连续性受热的目的。采取这样的方式，石油沥青就会分均匀，而且还能有效的提高沥青受热的速度，并减小热量的损失；同时，这样方式对装置的要求没有之前那么高，降低了生产成本，因此动态局部加热是目前最理想的加热技术。

2.2石油沥青加热的方法石油沥青对于人们的生产生活越来越重要，选择恰当的加热方式对于沥青的加热有重要的意义。而目前加热沥青的方法越来越多，如明火直接加热、太阳能加热、水加热、燃气加热红外辐射加热和燃油加热等，有有时候为了生产的需要，还需要将几种方式结合起来，并采用适当的方式将各种方式组成一个沥青加热系统。但在加热的过程中，要注意三个温度区间，并针对温度区间的不同采取不同的加热方式，如当温度较低时，即温度在低温区间时，可以采取太阳能加热或间接的方式加热；当温度较高，即温度属于高温区间时，可以采取电或明火的方式直接加热。

2.3石油沥青加热需要注意的问题2.3.1有效控制加热时的时间和温度在石油沥青加热过程中，会发生很多化学变化，而在加热时，不管选择什么样的加热设备和什么样的加热方法，都需要有效的控制加热过程中的时间和温度。当加热过程中沥青局部受热过高会导致沥青老化，对此当加热沥青时温度达到一定程度后，控制搅拌器的搅动速度或是沥青开始流动来加快沥青局部的热量转换。另外，当沥青受热后的稳定达到预先规定的温度时，为了防止沥青长时间受热而老化应该立即停止加热。

2.3.2减少热量的损耗在加热石油沥青的过程中，需要不断的维持热源来保持沥青的持续性受热，但在加热过程中操作和加热方法不适当就会浪费掉大量的热量，这样就会大大的提高生产成本。

因此，在石油沥青的生产过程中，有效的控制燃料的燃烧，尽量使燃料能够充分燃烧，以提高燃料的转化效率。

2.3.3注意加热过程中的安全问题在石油沥青的加热过程中，伴随着大量的化学反应，有时候化学反应产生的有毒气体或物质会带来一定的安全问题，工作人员在这方面应该做好相应的防范措施。同时，沥青加热的整个装置长时间处在高温和高压的条件下，使得沥青在这样的环境下膨胀，并且沥青本身会燃烧，还具有很强的黏性，导致很容易发生火灾或爆炸等事故。

3．石油沥青加热对其性能的影响研究在生产石油沥青的过程中，必须要经过加热这一步，而不同的加热方式会产生不同的结果，且对沥青性能的影响也不同，下文笔者主要对石油沥青加热方法对沥青性能的影响进行研究。

3.1石油沥青加热对其物理和化学性能的影响在生产出大量的沥青后，工厂将其在投入使用之前都储存在专门储存沥青的保温罐中，由于沥青在热态下储存，导致沥青分子的运动加快，这就引起了沥青发生一些物理和化学变化。这些变化主要表现在三个方面，即空气会与沥青储存罐的表面的沥青接触而发生一系列的化学反应，使得沥青的性能发生变化；由于受热会加速沥青分子的运动，从而使得沥青中轻质油蒸发，导致沥青的黏性降低，失去铺建道路的作用；沥青储存在沥青罐中被运输时，沥青容易落在储存罐内，从而增大沥青的表面积，从而提升沥青与氧气发生反应的几率，改变沥青的性能。

3.2石油沥青加热对其老化的影响石油沥青的加热过程中，温度过高会改变沥青的针入度，即沥青老化。石油沥青在生产完成后，经过运输、储存以及在道路施工中使用的过程中都要时时受热，当温度过高时很容易与空气中的氧气发生反应，从而降低沥青的性能。因此，为了防止在加热过程中沥青老化，需要在加热过程中严格控制沥青的温度，防止沥青过热。目前，一些发达国家采取向沥青储存罐中充入大量的氮气等惰性气体，以达到减少氧气与沥青发生化学反应，防止沥青老化。因此，我国应该引进这方面的先进技术，以优化石油沥青的加热方式，并有效的防止沥青老化。从这两个方面可以有效的防止沥青老化，但这两个措施还处于研究阶段，在实际生产中用到的很少。

4．结语近些年，石化工业得到了飞速发展，石化工业在国民经济中所占的比重也越来越大，石化工业也成为了每个国家关注的重点。

同时，使用石油沥青建设道路也越来越普遍，尤其沥青具有的吸收噪音的作用对于保护环境也有一定的意义。但在石油沥青加热的过程，可能会因为对温度的把握不够，从而影响到沥青的性能，因此，研究沥青加热方式对沥青性能的影响具有很重要的现实意义。

参考文献：[1]彭飞.石油沥青质的吸附、沉淀机理及其影响因素分析[J].山东工业技术.2014(13)