克拉玛依稠油moa基质沥青改性及应用

2020年2月石油沥青PETROLEUM ASPHALT第34卷第1期
克拉玛依稠油MOA基质沥青改性及应用
毛三碣J熊良铉S繭习年2,杨克红2
(1.中石油燃料油有限责任公司研究院，北京100195；
2.中石油克拉玛依石化有限责任公司炼油化工研究院，克拉玛依834000)
摘要：以克拉玛依稠油MOA基质沥青为原料，进行了SBS改性沥青生产及应用。

SBS 改性沥青可以满足交通部JTG F40—2004中SBS I-B技术要求，改性沥青混合料路用性能满
足JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》中SMA-16技术要求。

对MOA改性沥青
路面进行质量评估，路面使用性能总体良好。

关键词：SBS改性沥青MOA混合料
克拉玛依稠油沥青中芳怪、沥青质和硫含量低，而胶质含量高，存在着SBS改性剂和沥青相容性和配伍性差的问题，沥青与SBS的相容性差,容易出现离析问题，须在高温条件下才能获得离析合格的SBS改性沥青。

为解决此难题，克石化炼化院自主开发了一种物理分离沥青和化学法相结合的组合工艺，简称MOA(Modify Optimize of Asphalt)工艺。

该工艺过程原料油通过化学反应进行改质，可以大幅度地将沥青质含量提高到10%左右，同时调入一定量的高芳桂组分，优化了沥青的族组成，提高了沥青与SBS的相容性,可在反应温度190弋左右下制得符合交通部技术规范JTG F40—2004的SBS改性沥青叫2014年，以M0A基质沥青为原料成功进行了SBS I-B改性沥青工业化生产，并在陕西某公路项目成功应用。

1工程概况
2014年中旬，陕西某公路项目上面层需求克石化SBSI-B改性沥青，预计用量为2000t,下面层使用克拉玛依石化公司生产的90号A级道路沥青，路面设计结构如表1所示。

2技术方案
实验室以高芳疑溶剂与M0A沥青调合的改性基质沥青和4%独山子SBS(T6302L)为原料,在8L剪切反应釜内试制SBS(I-B)改性沥青，185~195覽剪切0.5~ 1.5h,反应釜升温至185~195°C,加入0.2%自制复合稳定剂搅拌发育一定时间，制备的I-B类SBS改性沥青性质分析如表2所示。

表1路面设计要求
路面路1路2路3
路面宽贰/m30+1021+921+9
路面长度/m 520048002500
机动上面层5cm厚AC-16②5on厚SMA-16②5cm厚SMA-16②车道下面层7cm厚AC-257cm厚AC-257cm厚AC-25非机上面层4cm厚AC-164cm厚AC-16③4cm厚AC-16③动车
道下面层7cm厚AC-257cm厚AC-257cm厚AC-25注：①机动车道宽度+非机动车道宽度；
②使用SBS(I-B)改性沥青，拌和时加入0.3%工程纤维;
③添加0.4%的抗车辙剂。

表2实验室制备的I-B类SBS改性沥青关键性质分析项目分析结果I-B技术指标针入度/(10“mm)8180~100
软化点/t56<50
延度(5t)/cm56<40
离析(软化点差)/七0.5>2.5
黏度(135t)/(Pa.s) 1.43>3.0 TFOT后
针入度比，%78<55
延度(5t)/cm31<25
收稿日期：2019-08-16o
作者简介：毛三鹏，男，高级工程师，电子邮箱：mao-sanpeng@ o
项目基金来源：中石油“劣质重油加工新技术研究开发与工业应用”重大专项二期
38石油沥青2020年第34卷
由表2可知，以高芳桂溶剂与MOA沥青调合的改性基质沥青为原料，在反应温度185〜195°C 条件下制备的改性沥青完全能够满足SBS I-B技术要求，这说明通过MOA工艺对沥青进行化学改性后，有效提高了克拉玛依沥青与SBS的相容性，大大降低T反应温度和改性难度o
3工业生产过程
3.1主要设备
该装置主要由基质沥青罐、预混罐、胶体磨和发育罐等设备组成。

具体情况如下:
（1）基质沥青罐1个500m3
（2）基质沥青加热罐1个60m3
（3）SBS螺旋加料机1台
（4）改性沥青混溶罐1个5m3
（5）胶体磨1台20m3/h
（6）改性沥青发育罐4个20m3
（7）成品罐2个200m3
（8）加热炉2个（导热油310号；其中1台剩余的设备提供热源。

）
3.2原材料
（1）基质沥青：MOA沥青与减四抽调合90号MOA改性基质沥青，其性质分析如表3所示,可以满足JTG F40—2004中90号A技术要求,也满足SBS改性沥青对基质沥青的要求。

（2）SBS：独山子T6302L,加入量为3.8%〜4.2%o
（3）稳定剂:自制复合稳定剂，包括AB两种物质，加入量0.2%。

3.3工艺流程
表3MOA基质沥青性质分析
项目90号MOA基质沥青90号A标准
针入度/(10-imm)9780〜100
软化点代46<45
延度（10弋）/cm>100<45
延度（15弋）/cm>150<100
加热炉给1台成品罐提供热源，另一台加热炉给SBS改性沥青生产工艺流程见图lo
图1SBS改性沥青生产工艺流程
3.4生产工艺参数
（1）导热油温度：220兀；
（2）基质沥青罐温：150；
（3）基质沥青加热罐温:175T；
（4）发育罐温度:170〜185壬。

3.5改性沥青性质分析
工业生产的SBS I-B改性沥青关键性质见表4O
由表4可知，按照JTG F40—2004中聚合改性沥青技术要求，工业生产的改性沥青各项技术指标满足SBS I-B技术要求。

3.6路用性能评价
沥青材料性质检测和混合料评价是由监理公司委托某建筑材料检测有限公司完成。

由表5可知，现场生产的SBSI-B改性沥青混合料的高温性能、低温性能和抗水损害性能均满足JTG F40—2004中SMA-16技术要求。

表4工业生产SBS I-B改性沥青关键性质
项目分析结果I-B技术指标针入度/(nrifflm)8680〜100
软化点代54.1<50
延度（5T）/cm58<40
离析（软化点差）/弋 1.4>2.5
黏度（135弋）/（Pa.s） 1.39>3.0 TFOT后
针入度比，%80<55
延度（5弋）/cm30<
25
第1期毛三鹏等-克拉玛依稠油MOA基质沥青改性及应用39
表5SBS I-B改性沥青混合料技术性质
试验项目技术要求检测值混合料类型SMA-16
沥青用量，% 5.5最大理论密度/（g.cm-3） 2.467空隙率，%3~4 3.6矿料间隙率，%<1717.1沥青饱和度，%75~8578.8稳定度/kN<610.89流值/mm 3.2车辙试验/（次.mm-1）>30003280低温弯曲应变/“>28003703.4冻融劈裂试验强度比，%M8090.64浸水马歇尔试验残留稳定度MS。

，%M8091.964路面质量评估
路面质量评估见表6O
3.7混合料拌和、现场摊铺
现场施工的拌和设备为3000型两台，沥青
罐是不带搅拌的50m3卧式罐。

每天沥青混合料
最大产量在5000〜5500t之间，最大沥青用量
在2501左右。

摊铺现场见图2O图2混合料摊铺现场
表6路面分项评价指标
评价指标评价标准
监测结果（平均）
两年后判定结果五年后判定结果
PCI 右幅三85时等级为优96.47优95.89优左幅M85时等级为优96.27优96优
RQI 右幅W10mm时等级为优 2.6mm优 2.7mm优左幅W10mm时等级为优 2.4mm优 2.5mm优
BPN 右幅M42时等级为优59.7优59.3优左幅N42时等级为优52.97优52.65优
TD 右幅>0.45mm时合格0.65mm96%*0.6697%左幅>0.45mm时合格0.66mm100%0.66100%
Cw 右幅V300mL/min时合格60.67mL/min100%61.5mL/min100%左幅V300mL/min时合格52.1mL/min100%53.0mL/min100%
*:50个监测数据中有2个＜0.45mm,合格率为96%。

用克拉玛依稠油MOA基质沥青现场生产SBS I-B改性沥青并摊铺应用为国内首次亮相，为了进一步跟踪路面的使用状况，在路面使用两年后和五年后，委托陕西某公路研究院对MOA改性沥青路面进行性能检测，检测路段全长4.011km,检测时气温分别为10〜15兀和30〜35弋，检测项目包括沥青路面的使用性能根据路面状况指数PCI,行驶质量指数RQI,路面抗滑性能指数BPN,路面构造深度TD,路面渗水性能Cw这五项路面评价指标进行分项评价，检测依照《公路沥青路面养护技术规范》（JTJ037.2—2001）,采用人工检测方法。

由表6可知，使用五年后, MOA基质沥青现场生产SBS I-B改性沥青摊铺路面的各项性能总体保持良好。

5结论
a）通过MOA工艺对沥青进行化学改性后，有效提高了克拉玛依沥青与SBS的相容性，实验室可在反应温度185〜195尤条件下制备满足JTG F40—2004技术要求的SBS I-B改性沥青。

b）以克拉玛依稠油MOA基质沥青为原
40石油沥青2020年第34卷
料，工业生产的SBS I-B改性沥青主要性质满足JTG F40—2004技术要求的SBS I-B改性沥青。

其改性沥青混合料的高温性能、低温性能和抗水损害性能均满足JTG F40—2004中SMA-16技术要求。

c）使用五年后，克拉玛依稠油MOA基质沥青现场生产SBS I-B改性沥青摊铺路面的各项性能总体仍保持良好，值得推广应用。

参考文献
[1]熊良蚀，毛三鹏，杨克红，等•大幅度提高沥青
质含量的工艺研究[J]•石油沥青，2016,30（5）：6-10.
Modification and Application of MOA Matrix Asphalt from
Karamay Heavy Oil
Mao Sanpeng1,Xiong Liangquan2,Lin Xixiong2,Yang Kehong2
(1.Research Institute,Petrochina Fuel oil Co.,Ltd.,Beijing100195;
2.Petrochemical Research Institute,Petrochina Karamay Pe t roch e mi c al Co.,Ltd.,Karamay834000)
Abstract:Production and application of SBS modified asphalt are successfully carried out by MOA matrix asphalt from Karamay heavy oil.SBS modified asphalt meet the Ministry of Transport JTG F40-2004 SBS I-B in the technical requirements,and the road performance of modified asphalt mixture meet JTG F40-2004u highway asphalt pavement construction technical specification”SMA-16in technical requirements.The quality of MOA modified asphalt pavement is evaluated,and pavement performance is overall good.
Keywords:SBS;modified asphalt;MOA;Mixture
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•短讯•
江西省交通固定资产投资超630亿元
2019年12月16日，记者从江西省交通运输厅获悉，2019年1至11月，全省公路水路交通固定资产投资达630.9亿元，完成年度计划113%,同比增长11%。

其中，高速公路111.1亿元，国省干线258.4亿元，农村公路220.2亿元，水运建设37.4亿元，场站建设3.8亿元，提前一个月超额完成全年投资目标任务。

2019年以来，江西省交通重大项目如期推进。

广吉高速、鄱阳湖二桥项目已于上半年建成通车，昌九改扩建项目已于国庆前基本建成通车，目前，抚州东外环项目进展顺利，预计年底可实现主线通车。

宜丰联络线和萍莲高速公路项目按照工期推进，均实现阶段目标任务。

水运方面，赣江、信江三级航道项目全部落地开工。

赣江新干航电枢纽船闸已建成通航，电站提前5个月实现全部7台机组并网发电。

井冈山航电枢纽船闸主体土建工程基本完成。

赣江石虎塘-神岗山皿级航道整治工程筑坝、疏浚主体工程基本完成，具备年底赣江三级航道贯通的基本条件。

2019年江西省多措并举全力筹措建设资金，为完成交通固定资产投资打下坚实基础。

争取国家部委补助资金92亿元，用于高速公路、普通公路、水运等项目建设；申请省级地方政府一般债券5亿元，申请政府收费公路专项债券146亿元，较去年增加103亿元；开展多元融资，支持省高速集团发行债券327亿元，支持省港投集团累计获得银行授信191.5亿元，外部信用评级由AA提升为AA+等级。

（转自中国公路网）。