湖沥青
TLA改性沥青在高等级公路路面工程应用中的优势
TLA改性沥青在高等级公路路面工程应用中的优势摘要:文章通过对特立尼达湖沥青组成特性的分析,说明了湖沥青诸多可能的性能优势。
结合国内外路面工程中的实际应用情况,再根据相关的路用性能研究结果和国内经济情况,得出了湖沥青在我国较好的应用前景,也指出了国内湖沥青研究的不足与期望。
关键字:特立尼达湖沥青,组成,应用,价格1 前言特立尼达湖沥青,简称湖沥青,英文简称TLA (Trinidad Lake Asphalt),是世界上最有名的一种天然沥青,产于北美洲西印度群岛的特立尼达和多巴哥境内的沥青湖。
该湖位于特立尼达岛西南部,面积约47公顷,深达90米,湖沥青估计储藏量达1200万吨。
由于它经过了亿万年的自然环境(包括高温和地壳压力等因素),所以它具有软化点高、热稳定性好、抗氧化能力强、耐油、耐酸碱性能好等优点。
2 特立尼达湖沥青的组成特性特立尼达湖沥青中的物质及化学成分非常稳定,自100多年前进行首次质量测试至今,测试结果历久不变。
TLA中大约含54%的地沥青,36%的矿物质细颗粒(灰分),10%的有机材料和矿物化合水。
地沥青的组成包含约36%的软沥青质和18%的沥青质。
在可溶性沥青中,含67 %~70 %软沥青质和30 %~33 %沥青质。
灰分的主要成分是石英和粘土,非常精细,90%小于0.075mm,44%小于0.01mm。
3 国外应用概况国外将TLA应用于道路工程已有100多年的历史,现已广泛应用于欧美许多国家。
美国华盛顿特区在几个城市街道的路面工程中已应用了TLA。
除此之外,飞机场、桥面铺装、高速公路、公共汽车枢纽站等重交通路段应用日趋广泛。
英国伦敦的主要街道和高速公路在热压式沥青混凝土路面上普遍应用了TLA改性沥青。
高速公路的服务寿命已经超过30年,在多数情况下不需要维护。
在德国,高速公路、环城公路使用了TLA改性沥青。
在30多年的应用中,表现出在极寒冷的气候条件下的很低的温度敏感性和粘结剂的韧性,节省了大量的结构维护费用。
浅谈湖沥青路面的应用与推广
浅谈湖沥青路面的应用与推广
郑洪涛’ 孙立双 1 . 大连市交通规划勘察设计院有限公司 大连 1 1 6 0 3 3 2 . 沈阳建 筑大学土木工程学 院 沈阳 1 1 0 1 6 8
( 1 ) T L A 改性沥青的制备 T L A改性沥 青中含有灰 分, 加 热时易产生沉淀 , 因此 , T L A改性沥 I 关 键词 】 湖沥青( T L A ) ; 沥青特性 ; 施工质量控制 青的拌 和采用 搅拌轴 为水平轴 的卧 式拌 和罐。 首先对基 质沥 青和 T L A 分 别预热 到1 5 0 ℃, 将基质沥 青与T L A 按一定 比例 ( 一般 为3 : l 或3 : 2 ) 进 1 , 引言 行 拌和, 并提 高温 度到l 7 O ℃, 搅拌 4 0 mi n , 将搅拌好 的T L A改性 沥青输 特立 尼达 湖沥青 ( T L A) 是 一种天然 沥青, 产 自特立 尼 达和 多巴哥 送 到沥青罐 中待用 。 境 内的 沥青湖 。 沥 青湖面积约 4 7 公顷, 深度 约9 0 米, 估 计TL A 储藏 量达 ( 2 ) T L A 改性沥青混合料的拌和 1 2 0 0 万 吨。 这 种天然 沥青具 有热 稳定性 好、 软化 点高、 耐油、 耐 酸碱 、 TL A改性 沥 青加 热 温 度 控制 在 1 7 0 " C ~1 8 0  ̄ 2 , 矿 料加 热 温 度应 抗氧化能 力强等优 点。 控制在l 9 0 U-2 0 0 " C, 混 合 料 出厂温 度 控 制在 l 7 5 ℃~1 8 5 U, 不 高于 沥青的基本特性 , 总结了 T L A 胜沥青混合料的施工控制技 术要点 。
2 T L A 在 国 内外应 用情 况
1 8 8 0 年, 美 国华盛顿特 区的几个城市街 道路面工程中使用了T L A,
TLA的组成及其改性沥青的特性与施工技术土木工程论文
TLA的组成及其改性沥青的特性与施工技术土木工程论文TLA的组成及其改性沥青的特性与施工技术土木工程论文特立尼达湖沥青(TLA)是一种天然沥青,产自特立尼达和多巴哥境内的沥青湖。
沥青湖面积约47公顷,深度约90米,估计TLA储藏量达1200万吨。
这种天然沥青具有热稳定性好、软化点高、耐油、耐酸碱、抗氧化能力强等优点。
TLA中的物质及化学成分非常稳定,TLA 的组成有约54%的地沥青和36%的矿物质及10%的其他有用物质,矿物质非常细小,90%小于0.075毫米,44%小于0.01毫米,精制TLA产品非常坚硬(针入度小于4,软化点93~96摄氏度),性能稳定,从而使湖沥青具有独特的特点和使用性能。
1880年,美国华盛顿特区的几个城市街道路面工程中使用了TLA,后来逐步应用在高速公路、桥面铺装、飞机场等工程中。
TLA 的应用,提高了路面的使用寿命,降低了路面维修养护费用。
目前TLA已经在国际上广泛使用,其应用国家及地区已经超过30多个。
在我国TLA的应用始于1999年江阴长江大桥桥面铺装,此后TLA开始在我国大规模推广使用,先后在首都国际机场、北京二环、北京三环、佛山一环、上海虹桥机场、钱塘江大桥、珠海琪澳大桥、重庆嘉陵江大桥、武汉绕城高速公路、沧黄高速公路等60多个重点工程上使用,都取得了较好的应用效果。
研究说明,TLA改性沥青的特性主要表现在以下5各方面:(1)TLA与石油沥青间有极好的相容性TLA物理和化学特性与石油沥青完全一致,因此TLA与石油沥青具有极好的相容性,其改性沥青只要在170℃左右的温度下将TLA和石油沥青搅拌均匀即可,当出现灰分沉淀离析时,重新搅拌即可使其均匀化。
这使得TLA改性沥青的加工工艺比SBS等聚合物改性沥青简单,不像SBS 等改性沥青那样出现改性剂结团的现象。
(2)高温稳定性好和抗变形能力强由于TLA是在高温条件下,历经亿万年充分氧化形成的,聚合度高,不含蜡,其中灰分呈珊瑚状,高温条件下能将沥青轻组份吸入细孔中。
湖沥青路用性能应用试验研究
文章编 号 :10 —4 X(07 0 —0 10 0 884 20 )202 —3
湖 沥青 路 用 性 能应 用试 验研 究
郭光辉 ,张建 民
( 阳市公路管理局,湖南 益 阳 4 3 0 ) 益 10 0
摘
要 : 过 对天然 湖沥青 成 因机 理 的分析 , 括 了天 然湖 沥青的路 用特 点 , 用湖 沥 青 通 概 并
中就 一直存 在 , 已经 与基 础 沥青 发 生 了相 与 相 的 它 交联作 用 , 因此它 能 起 到 提高 沥 青 软化 点 、 耐磨 性 、
增加裹覆在集料表 面的沥青膜厚度 、 增大路面摩擦 系数 的作用 。但也 并 非 含 量越 高越 好 , 为灰 分会 因
降低 沥青 的延 性 , 它必须 在一定 的范 围之 内。 天 然 沥青 的化 学 组成 成 分 主要 是 沥青 质 、 树脂
湖沥青是经过千百万年时间地壳的沉积 、 变化 , 在 温度 、 压力 、 化 、 机物触 媒 、 生物 细菌 及水分 氧 无 微 的综 合作用 下氧 化聚合 形成 的沥青 物质 。 由于它 长
期 与 自然 环境共存 , 的各种 性能极 其稳 定 , 它 如特里
尼达 湖天 然沥青 ( L ) , A 是产 于加 勒 比海 特里 尼达 和 r
青后 , 在高 温与小 分子包 围下 , 造成天 然沥 青大胶束 的破裂 , 使其 暴露 出许 多活性 点 , 这些 活性 点很快 与
小分子结合形成半聚物。这也为它与其它物质—起 作 复合 改性剂 提供 了极有 价值 的依据 。如首 都机场
收稿 日期 : 0 70 ・1 2 0 ・30 作者简介 :郭光辉( 90 ) 男 , 16 ・ , 高级工程师 , 主要从事公路工程管理和研究工作 。
沥青湖的诱惑
沥青湖的诱惑
在拉丁美洲加勒比海的东南端,有一个叫巴哥的小岛,岛上有一个面积仅为0、47平方公里的小湖。
同一般湖泊不同的是,这个湖表明平坦,上面覆盖了一层硬化了的沥青。
原来,由于地壳运动、岩层破裂,地下石油和天然气溢出,并通过裂隙,涌进死火山口,满溢成湖。
最后,由于油气挥发,残渣成为沥青。
这个以盛产黑乎乎的天然沥青闻名于世的小湖,被人称为“沥青湖”。
每年随着季节的转换,沥青湖呈现不同的样子。
雨季到来,雨水积在湖面上,显得碧波荡漾,旱季降临,水被蒸发掉,沥青被晒干,只有凹处还留有一些水坑,水坑中有水草,偶尔还能找到小鱼。
这样,便吸引了喜欢吃小鱼的鸟。
一只鸟吃饱了鱼,准备站在湖面上休息,结果被沥青粘住了双脚,鸟越挣扎,沥青便粘的越紧,终于,鸟不能动弹。
不久,鸟被机灵的狐狸发现,于是狐狸不顾一切的冲过去,结果狐狸也被粘住。
嗅觉灵敏的鬣狗和狼几乎同时发现死去的狐狸,为了争抢猎物,双方恶战一场,也被沥青粘住。
在食物奇缺的季节里,当豹子、狮子、老虎们发现这么多猎物时,再也忍不住了,结果无一例外的丧生沥青湖。
尽管每年都有大量的动物死于沥青湖,但任然有很多动物前仆后继地朝沥青湖奔去。
原因是经不起湖内美味食品的诱惑。
在这个世界上,对人的诱惑实在太多,其中有些诱惑就像沥青湖一样致命。
虽然很多人明白这个道理,却很难管住自己奔向沥青湖的双脚。
湖底冒出的特立尼达湖沥青(TLA)
《中国公路》湖底冒出的特立尼达湖沥青-----访香港豪银有限公司董事长张键先生●文/ 本刊特约记者陈桥天然沥青中最著名的沥青要数特立尼达和多巴哥共和国境内特立尼达湖出产的沥青了,这种沥青在我国称为特立尼达湖沥青或TLA。
今年道路沥青价格高涨、市场供应吃紧、而湖沥青的价格优势突显而更加倍受关注,甚至通过湖沥青改性后的改性沥青比普通SBS 改性沥青还要便宜,尤其是高温稳定性和抵抗融雪剂的本领异常突出,性价比效益显著。
这种湖沥青究竟是怎样产出?它有那些特点?它的市场状况怎样?带着这些疑问,本刊记者走访了特立尼达湖沥青东南亚地区总经销、香港豪银有限公司董事长张键先生。
陈桥:今年我国道路沥青价格高涨、市场供应吃紧的情况下,而湖沥青的价格为何能一直保持相对稳定?张键:特立尼达湖沥青(TLA)本身就是沥青,属特殊资源类矿产,而不是石油的副产品,所以不受国际原油价格波动的影响,该种沥青价格才一直保持相对的稳定,使用该种沥青能大大地降低公路投资成本,延长道路的使用寿命。
陈桥:我们的常识是沥青和一些沥青改性剂都是由石油炼制出来的,特立尼达湖沥青是怎样产生的呢?张键:迷信一点说特立尼达湖天然沥青是上帝赐给人类的一份宝贵财富!在加勒比海岛国---特立尼达和多巴哥有一个湖,湖面积36公顷,深90米,容积330万立方米,这个湖虽然叫做湖,湖里盛的不是水,而是总量约400万吨的天然沥青,湖底还有一个火山口,湖面的沥青被采挖后,火山口可以源源不断地冒出新沥青来,经过100多年的开挖,如今这个湖的湖面才下降9厘米,当然,直接从湖面用挖掘机挖出来的原始沥青是不能直接铺路的,它里面含有一些矿物质、草根、火山灰等杂质,原始沥青经过加热、净化除出杂质后储存在捅内,就销往世界各地了。
令人惊奇的是,湖内沥青的物质成份和化学成份自100多年前首次测试,直至现在经久不变,这简直是个奇迹。
陈桥:据了解,特立尼达湖沥青使用已有百年历史,它有什么特点,主要使用在哪些地方?张键:特立尼达湖沥青第一次用于道路建设是在1860年,美国华爵博士在宾夕法尼亚州修筑了第一条用特立尼达湖沥青做路面材料的公路,这也是世界上第一条黑色路面,该路修建后经久耐用,多年不坏,于是欧洲也纷纷仿效,修建了大量用特立尼达湖沥青做路面材料的公路。
特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青路用性能研究
■试验研究2018 年特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青路用性能研究路俊杰(福建省建筑科学研究院,福建省绿色建筑技术重点实验室,福建福州350025)摘要特立尼达湖沥青(TLA)由于其性能稳定被广泛应用于道路石油沥青的改性。
针对不同T LA掺量的改性沥 青的路用性能进行研究,最终得出T L A掺量为30%的T L A改性沥青其路用性能与SB S改性沥青的路用性能相当。
关键词特立尼达湖沥青;TLA;T L A改性沥青;路用性能0引言特立尼达湖沥青(TLA)是以天然形态存在的石油沥青,由于其在自然条件下经过了长期的各种地球物理作用,性能稳定,但是极少单独使用,被广泛用作道路石油沥青的改性剂,经其改性的道路石油沥青(称为TLA改性沥青)能够显著改进沥青的路用性能,特别是在改善表面层结构性能和表面性能上有较好的效果1]。
相关资料表明,国外自1880年就开始将TLA用于铺筑沥青路面,随后在桥面铺装、机场跑道等重载交通道路上得到了广泛应用。
TLA在国内最初用于桥面铺装,随着技术的成熟,逐渐在路面铺装上进行应用并取得良好的效果2]。
为研究TLA对基质沥青的改性作用,针对不同TLA掺量制备TLA改性沥青,并将制备的TLA改性沥青的路用性能与SBS改性沥青进行比对。
1原材料和试验方案1.1原材料本研究基质沥青采用SK70号A级道路石油沥青,比对沥青采用S B S改性沥青,将TLA作为改性剂使用。
基质沥青、TLA与SB S改性沥青的关键参数试验结果见表1。
表1基质沥青与T LA的试验结果测试结果测试参数70号道路TLA SBS改性石油沥青沥青针入度68249(25o C,100g,5s)/0.1mm软化点/°C47.098.072.0运动黏度1350C/(Pa.s)0.514 2.174 1.732表1表明TLA具有软化点高、针入度较小的特点,因此 其具有良好的温度敏感性。
相关资料表明,由于TLA性能比 较稳定的特点,所以在采用TLA对基质沥青进行改性时,TLA性能变化对改性结果的影响可以忽略不计。
特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青性能与应用
特 立尼达 湖 沥青 ( T L A) 改性 沥青 性 能 与应 用
口 文 /彭 波 刘 宁
摘
要: 对特立尼 达湖沥青与石 油沥青的相容性、 高温稳定性 、 与石料的粘附性 、 抗水损 害性 、 抗老化性 、 经济性等优 势以及在路用性能及防水领域 的应 用研 究加 以介 绍。结果表 明: T L A能明显提 高沥青混合 料的 高温稳定性、 水稳 定性、 抗渗性和 耐疲劳特性且其施 工工艺与普通 沥青混合料基本一致 , 性价 比比 S B S 改性沥青 混合料 更高, 具有明显的经济效益和社会效益 , 同时具有更广阔的应用前景。
才下降 9 c m 。
3 特立尼达天然 湖沥青 的特性
3 。 1 T L A与石油 沥青 有极 好 的相容 性
由于 T L A本 身 是沥 青 , 而 不 是合 成 添加 剂 , 其 物 理 和 化学 特 性与 常规 沥 青完 全 一 致 ,将其 掺 加 到石 油沥 青 中属 于 物理 改性 , 同 时其具 有 相对 较 高 的表 面张 力 , 展 示 出 比普 通 沥 青 所 适 应 的温 度 范 围更 广 的优 异 性
融 解分 散 在基 质沥 青 中,与 石 油沥 青 具有 较 好 的混 融 性, 混 合 后 的沥青 在 使用 性 能方 面 得到 显 著 改善 , 可 以 提 高 常规沥 青 的所有 特征 。因此 , 将 不 同剂 量 的 T L A与
石 油沥 青 掺配 , 可 以得 到不 同针 入 度等 级 要求 、 质 量 性 能均质 稳 定 的 T L A改性 沥 青 ,从 而共 同造就 了 T L A对 基 质沥 青 改性 的特 殊性 。
出现 改性 剂 结 团而 影 响使用 性 能 的现 象 。
特立尼达天然湖沥青简介
特立尼达天然湖沥青简介一、产品现状1、产地湖沥青产于南美洲东北部特立尼达岛,属于加勒比海岛国特立尼达和多巴哥(简称特多),储量约为1000-1500万吨。
特立尼达天然湖沥青由该国唯一的一家企业——特立尼达和多巴哥湖沥青(1978)有限公司(Lake Asphalt of Trinidad and Tabago (1978) LTD.)生产,该企业是一家由300余名员工组成的国有企业,董事会成员由特多政府内阁批准后任命。
网址/home/2、产品沥青自湖中采出后,须经加热处理,以除去一些非沥青成分物质,完成净化过程后,沥青便会储存桶内,以备使用。
天然湖沥青的组成有约54%的沥青、36%的矿物质及10%的其他有用物质。
矿物质非常细小,90%小于0.075毫米,44%小于0.01毫米,从而使湖沥青具有独特的特点和使用性能。
具有热稳定性好(高温低温状态性能稳定)、抗氧化能力强、耐油、耐酸碱、软化点高(93-96摄氏度)、使用寿命长(是普通沥青使用年限的两倍)等突出特点。
特立尼达天然湖沥青(TLA)是一种天然形成的物质,展示出比普通沥青所适应的温度范围更广的优异性能,因为其可以提高常规沥青的所有特征。
这种在沥青铺路上用了一百多年的天然改性剂无与伦比的独到之处在于其本身是沥青,而不是合成添加剂。
它已经经过了亿万年的气候考验,质量极其稳定,几乎不会在铺路后继续老化。
其物理和化学特性与常规沥青完全一致,有极好的混溶性。
1980年前在公路材料上,世界上除了特立尼达湖沥青外并无其它改性剂。
TLA非常坚硬(针入度1-4,软化点93-99摄氏度),结构稳定(最高至500摄氏度)。
从而使湖沥青有独特的特点和使用性能。
科研工作者们曾尝试通过在石油中混入极细小的填充物,以制作“合成湖沥青”,但最终失败了。
特立尼达天然湖沥青比其它沥青改良剂老化的速度更慢,在世界各地都有许多特立尼达湖沥青的长久性和耐久性的实例。
许多因素都会影响沥青路面材料的长久性和耐久性,这其中包括交通流量的密度和负荷量,沥青结合料的老化性能。
天然湖沥青简介
TLA天然湖沥青由开采工人用轻型牵引机械、从沥青湖里采掘出来,然后通过铁路输送到工厂先进行粗 炼,除去一些非沥青杂质,到分解蒸馏器加热至160℃把水蒸发,然后精炼,把熔化的材料通过细筛过筛, 除去较粗杂物。以纤维板桶包装、每桶重量约为242公斤,方便储存和运输。
由于TLA天然湖沥青是一种优良的改性剂,根据工程的不同需求,通常以25%-50%的掺配比例和普通石油 沥青掺配使用,钢桥等特殊路面通常以50%-70%的掺配量与普通石油沥青掺配使用,以达到很好的改善路 用性能目的。TLA天然湖沥青已经经过了亿万年的气候考验,从而使TLA天然湖沥青其物理和化学特性与 普通石油沥青完全一致,与普通石油沥青有极好的相溶性,更具有石油沥青无法比拟的一些特殊性能。分 子量大、聚合度高、优越的抗剥落性能和增强与石料的粘附性;改善温度敏感性(酷暑不软、严冬不裂); 水稳定性强、增强防水性能、提高抗水损坏性能;耐油、耐酸提高对燃油、微生物等侵蚀的抵抗能力;抗 氧化性能强、提高沥青路面抗老化性、几乎不会在铺路后继续老化。 TLA天然湖沥青所铺设的沥青路面经 久耐用,减少维修养护费而著名。
中国从特多进口的主要商品是液化天然气、铁矿砂、废金属等。 中国对特多出口的主要商品是钢材、纺织品、农产品、电线电缆、轮胎等 特多湖沥青(1978)有限公司所生产的特立尼达天然湖沥青是一种优良的掺配改性剂,可与各种普通石
油沥青如(宝利沥青、乳化沥青、山富腾、广州石化、兰州石化、齐鲁石化、四川盛马、泰州石化、中海 滨州、中油高富等石油沥青、乳化沥青混合使用)使用特立尼达天然湖沥青改性沥青不需要专门的研磨设 备,只需要个拌和楼掺配不同比例的基质沥青拌和制作不同质量改性沥青。 目前,特立尼达天然湖沥青的改性沥青价格在国内比SBS改性沥青价格等还要低。且特立尼达天然湖沥 青所铺设的沥青路面、经久耐用(酷暑不软,严冬不裂,具有抗老化、耐高温、抗水损害、黏附力强,耐 油、耐酸等特点)减少沥青路面的维修养护费用而著名。以及今后沥青再生利用和良好的沥青路面使用性 能的众多优势。 特立尼达天然湖沥青广泛使用在机场跑道、桥梁路面,高速公路,高速铁路、水利工程、市政建设等 国家重点工程上。随着我国经济快速增长,TLA沥青路面建设取得了辉煌成就,实现了跨越式发展。随着 国内市场的不断发展、更多工程的应用推广,TLA天然湖沥青在国内的发展将具更大的前景。在经济上将 更具为有优越性。
特立尼达湖沥青TLA都机场西跑道上的应用
特立尼达湖沥青(’I队)在首都机场西跑道上的应用沈金安李福普陈景(交通部公路科学研究所1000昭)■耍奉文介绍特立尼达湖沥青在北京首都国际机场西跑道上的应用情况,采用ⅡA与s嬲综合改性后,沥青混台料的高温性能/低温性能/永稳定性均有明显提高,此经验可供高速公路沥青路面的施工技术人员参考。
关■嗣特立尼达湖沥青机场跑道改性沥青沥青{昆台料l前言1996年北京首都国际机场东跑道采用改性沥青蛐IA技术加铺沥青层以后,各项使用性能都非常好,使用近4年来没有发生明显的破损。
但是在跑道端部的飞机准备起飞的待飞区,』19卯年夏季高温季节却发生了明显的轮迹变形,在雨后发现有明显的凹陷,深度达15nn,当一时曾经引起机场当局的重视,并组织人员进行了钻孔调查。
结果表明,变形主要不是发生在上.面层,而是在中面层及下面层。
因此,1999年在讨论首都机场西跑道应急改造工程的沥青加.铺层技术方案时,大部分专家建议将端部改为水泥混凝土结构。
但是由于水泥混凝土道面的建设周期长,对首都机场的营运影响大,停飞周期太长势必造成太大的损失,所以设计单位中国民航机场设计院将西跑道端部只能设计为沥青层,包括表面.层轴I^一16混合料及中面层和底面层Ac一25I型密级配沥青混凝土,对其均设计采用进口泰普克90号沥青蛐s6%改性,自上而下的三层厚度为60m、№及30—80nm(找平层)。
应该承认,采用疆s6%改性的设计措施对跑道端部的高温抗变形能力已经作了充分考虑。
尽管如此,工程开始以后,仍然有不少专家感到担忧,担心仍不足以解决待飞区的高温变形问题,并提出了积极的建议.采取相应的措施。
建议的具体做法是:在端部原设计的沥青混合料类型、厚度、结构组成都不变的基础上,将三层sBs改性沥青修改为sBs改性沥青与特立●尼达湖沥青(Ⅱ^)按75%:25%比例制成nA及sBs的复合改性沥青,以进一步提高端部沥青混合料舶高温稳定性。
.北京首都国际机场西跑道应急改造工程指挥部在收到建议后,组织了设计、施工、监理单位及有关科研单位的专家进行了认真的讨论。
特立尼达湖沥青简介
特立尼达湖沥青简介特立尼达湖沥青(Trinidad Lake Asphalt,以下简称“湖沥青”或“TLA”)是世界上最著名、使用最广泛、最悠久的天然沥青,也是一种优良的掺配剂。
湖沥青产自特立尼达西南角的的天然沥青湖(Pitch Lake),是目前世界上唯一商业开采的天然湖沥青。
该湖占地约40万平方米,中心最深处有76米,储量约1000万至1500万吨,按目前开采量计算,预计还可以再开采400多年。
特多当地人自豪地称该湖是“世界八大奇迹”。
湖沥青自湖中采出后,经加热处理,除去一些非沥青成分物质,完成净化过程后,储存于纤维板桶(每桶重约250kg)内以备使用。
湖沥青由约54%的沥青、36%的矿物质及10%的其他有用物质组成。
矿物质非常细小,90%的矿物质小于0.075毫米,44%小于0.01毫米。
由于湖沥青是在低温下完全充分氧化而形成的,且作用时间长、分子量大、聚合度高、不含油及蜡成分,从而使其具有热稳定性好(高温低温状态性能稳定)、抗氧化能力强、耐油、耐酸碱、软化点高(93-96摄氏度)、使用寿命长(是普通沥青使用年限的两倍)等突出特点。
其路用性能体现出五大优越性:抗高温与低温抗裂、抗老化、抗水损害、黏附性强与环保。
湖沥青能显著地改进沥青的路用性能,特别是能够改善表面层结构性能和路面的表面功能。
自1860年起,特立尼达湖沥青已应用于建筑及道路工程中。
目前,使用特立尼达湖沥青的国家及地区已达到三十多个,而且已被一些主要的发达国家如美国、英国、德国、日本及香港地区指定使用。
中国大陆在1973年开始使用特立尼达湖沥青,自1999年开始已经大批量使用在机场、桥梁、高速公路、市政建设等国家重点工程上,如北京的长安街、二环路、三环路,云南昆明市政道路,湖北武汉市政道路,杭州市绕城南线,首都国际机场的东跑道、西跑道,上海虹桥机场,首都机场高速公路,武汉绕城公路,佛山市一环高速路,山西太旧高速公路,山东潍青高速公路,广东省东莞开阳高速公路,安徽芜南高速公路,安徽马芜高速公路,安徽芜湖—屯西高速公路,广西南宁—友谊关高速公路,宁夏银古高速公路,深圳西部通道,云南平锁高速公路和上海东海大桥等重点工程项目。
TLA天然湖沥青的成分特性
TLA天然湖沥青的成分特性:
TLA天然湖沥青其物质及化学成分非常稳定,自一百多年前进行首次质量测试至今, 测试结果历久不变。
TLA沥青中的地质沥青含量为53%~55% ,矿物质含量为35%~37% (矿物质主要成分是石英和黏土矿物质组成。
矿物质非常精细,其中90% 的颗粒直径小于0.075mm筛孔,约44%的颗粒直径小于0.01mm),有机质和一些挥发物质合成的水含量为9%~10%,TLA湖沥青中的沥青质含量比普通沥青高6~10倍,其相对密度为1.05~1.08g/cm3,25 ℃针入度为110,软化点为65℃。
其化学构成为碳82.3%、氢10.7%、硫6.2%、氮0.8%。
氮含量也很高,蜡含量极低,几乎不含腊成分,TLA沥青非常坚硬,针入度很小,一般在3(011mm)左右,即使加热也无法直接与矿物料拌合均匀,通常都是与普通石油沥青掺配使用。
改善沥青路面的路用性能、提高道路工程建设的质量。
目前,使用特立尼达湖沥青的国家及地区已达到三十多个,已被一些发达国家如美国、英国、德国等广泛应用于高速公路、机场跑道、钢桥面铺装、市政建设、隧道中等国家重点工程上。
天然沥青湖
天然沥青湖简介天然沥青湖是指由自然形成的富含沥青成分的湖泊。
它们通常可以在地壳中发现,是沥青的自然聚集形式之一。
沥青是地球上一种具有胶状或半固体性质的烃类物质。
天然沥青湖具有独特的地质和环境特征,常常成为研究和旅游的热点。
形成过程天然沥青湖的形成受到多种地质因素的影响。
通常,沥青湖是在地壳活动和生物作用的影响下形成的。
以下是天然沥青湖的形成过程的一般描述:1.地壳活动:在地壳板块运动和构造活动的作用下,地下的油田或油页岩层可能受到压力和温度的变化,从而促使油类物质从地下渗透到地表。
2.沥青渗漏:当油田或油页岩层渗透到地表时,沥青成分会随着地下水和地表水一同进入湖泊或其他低洼地区。
3.沥青聚集:天然沥青湖通常位于地下水流通不畅或低洼地区,这使得沥青成分不易被冲刷走,并在湖底逐渐聚集。
4.沥青固化:沥青在湖底逐渐失去挥发性成分,慢慢固化形成类似煤炭或岩石的物质。
特征天然沥青湖具有以下独特的地质和环境特征:•颜色多样性:天然沥青湖的颜色可以从黑色到棕色不等,取决于油田或油页岩中不同成分的存在和比例。
•高粘度:沥青是一种高粘度的物质,因此沥青湖常常呈现出类似于胶状的状态。
•异味:沥青具有独特的气味,其中含有硫化氢等成分,因此天然沥青湖常常散发着一种特殊的异味。
•保护作用:沥青具有一定的防腐和耐水性能,可以保护湖底的生物和植被。
应用天然沥青湖在研究和应用方面都有重要意义:•研究:科学家可以通过分析天然沥青湖中的沥青成分、古生物和气候记录等,来了解地球历史和地质变迁。
•石油勘探:天然沥青湖可以作为石油勘探的潜在指示器,因为沥青的存在可能意味着地下存在石油资源。
•旅游和观光:一些天然沥青湖因其独特的地质特征而成为旅游景点,吸引了许多游客和研究者。
世界著名天然沥青湖世界各地有许多著名的天然沥青湖泊,其中一些享有盛誉,如下所示:1.加州拉布雷亚沥青坑:位于美国加利福尼亚州的拉布雷亚沥青坑是世界上最知名的天然沥青湖之一。
所谓tla天然湖沥青全称为特立尼达天然湖沥青
所谓TLA天然湖沥青全称为特立尼达天然湖沥青,与普通沥青从石油中提炼不同,这种沥青是性能稳定、使用广泛、储存量大的纯天然沥青,该沥青的质量成分稳定性远远超过普通石油沥青及SBS改性沥青。
特立尼达改性沥青老化过程十分缓慢,高温下的稳定性和抗变形能力强,其设计寿命为30年,超过其他普通沥青一倍,中途不需要中修、大修、重铺,大大减少养护成本。
一次性投入使用这种沥青仅比SBS改性沥青高出10%的费用,却节省了中修、大修的费用。
以北京二环路为例,全程使用该种沥青比普通沥青多投入1000万元,但若使用普通沥青一次中修就要花1亿元。
司机普遍反映路面舒适度大大提高。
其效益是显而易见的。
以香港青马大桥为例,由于使用特立尼达改性沥青,该大桥已经8年多没有大修。
肖龙昌介绍,深圳气候炎热,沥青所铺路面最大的不足是容易发软,路面出现隆起,这种现象在深南东路和中路最为突出。
目前深圳道路普遍使用SBS改性沥青也没有完全解决这一问题。
经过努力,目前TLA沥青的价格完全可以降到与SBS改性沥青一样的价格。
但由于深圳尚无一条道路使用这种沥青,加上国内又没有制定相应的使用标准,推广起来难度很大。
因此,他建议,可以在最为繁忙的深南大道进行试用,并逐步在其他道路上推广。
下面是我们的试验资料,供参考。
掺配是以质量比确定的,并未考虑湖沥青当中的杂质。
1湖沥青(TLA)性能测试湖沥青来自著名的湖沥青产地特立尼达湖,故其全称为特立尼达湖沥青,其原始状态为由可溶沥青、矿质灰分、有机质以及水组成的凝胶状体,长期存在于水下,性质比较稳定,这保证了湖沥青较一般的重交通沥青有更强的抗老化能力,故含湖沥青的沥青混合料有较长的耐久性。
通过去除水和部分杂质,原湖沥青被提炼成基质,经过精炼而成的湖沥青颜色为黑色,常温下呈块状,质地较硬;由于它与普通沥青有十分强的相容性,将湖沥青和普通沥青根据不同的路用要求按不同比例掺配以形成掺配沥青,其具有较强的粘结力、高温稳定性和抗变形能力,这些特点使以湖沥青为主要结合料的浇注式沥青混凝土比其它材料更适用。
百科知识精选天然沥青
综述native asphelt;native bitumen又称地沥青或矿物沥青(mineral pitch)。
石油的转化产物。
石油原油渗透到地面,其中轻质组分被蒸发,进而在日光照射下被空气中氧氧化,再经聚合而成为沥青矿物。
主要由沥青质、树脂等胶质,以及少量的金属和非金属等其他矿物杂质组成。
以两种形式存在。
(1)沥青矿(asphaltites)。
经常产于岩石裂缝或混杂于土中。
存在于岩石中者较纯净。
易溶于二硫化碳。
优良的黏结性、抗水性和防腐蚀性。
中国新疆产的天然沥青软化点为130~160℃,针入度0~51/10mm。
混杂于土中者,含杂质较多,也难以拣取。
(2)湖沥青(lake asphalt)。
天然堆积的地沥青,与黏土和水混杂而成的乳状物,多成湖的形式。
需经精制方可使用。
可用作制造石油沥青和黑色烘漆,用于涂料、清漆、蓄电池箱、刹车片和印刷油墨。
大多用于铺筑一般路面。
我国的天然沥青矿主要分布在四川广元龙门山一带,曾被专家誉为“中华第一黑矿”,储量超过1000万吨,某些矿体具有300℃以上的高软化点,是岩沥青中的很少见的品种,属于高度氧化特种沥青,石油沥青在工业化生产中几乎无法达到这种氧化程度。
该矿沥青质大分子结构复杂,但性能稳定。
MX天然沥青是以分子量高达一万的沥青质为主要组成成分,其化学构成为碳81.7%,氢7.5%,氧2.3%,氮1.95%,硫4.4%,铝1.1%,硅0.18%及其他金属0.87%。
其中碳、氢、氧、氮、硫的含量较高,几乎每个沥青质大分子中都含有上述元素的极性官能团,使其在岩石表面能产生强吸附力,试验数据表明其吸附自由能及其在硅酸岩、石英岩、石灰石、高岭石和硅铝酸盐表面的吸附能量,都比普通沥青胶质高出数倍,具有良好的抗剥落性能。
同时,该天然岩沥青还含有多种能促进石油沥青中的活性基团(羧基、羰基、醛、萘等)交联聚合的有机链,使得掺入该天然沥青的石油沥青分子的排列方式和网状结构(结点和强度)得以改善,增强了沥青内聚力,使其抗流动性、抗氧化性、粘附性和感温性等获得明显的改善,尤其在抗车辙方面,更是表现出十分优异的特性。
TLA湖沥青SBS重交沥青比较
性能
TLA
25TLA/75AC
SBS改性
重交沥青
针入度
(抽提后)
0-4
110
30~55
软化点25℃
(抽提后)
93~99
65
53~55
60~65
46~52
软沥青质(%)
35
3~5
进口15
分子量
8000~9000
8000~9000
与基质沥青相同
结构性能
凝胶结构
溶-凝胶结构
溶胶结构
800~1000
改性原理
从基础上改变了沥青胶体分子结构,与基质沥青重新胶体组合。与基质沥青为同一物质,不存在混溶性问题
目的改性,聚合物改性,并未改变沥青原有结构,只在宏观上提高了一些性能指针;用物理方式使沥青膜变厚,黏度增加 混溶性差
溶胶结构
抗老化性能
针入度每年降低一个百分点,抗老化能力极强。模拟十年使用实验,软化点无任何变化。
30分钟后离析,老化问题未考证
一年后龟裂
实际应用
当温度升高时沥青内的矿物质膨胀,将沥青吸入矿物质颗粒的细孔中
在高温下,混合料中的沥青被车轮一点点吸到路面上层(泛油)沥青中的轻质油份逃逸,使沥青功能丧失
冻融劈裂强度(%)
94
<80
<60
车辙试验
(次/㎜)
AC-25I型
4390
9625(6%SBS)
2670
需专用设备经研磨(较复杂)
TLA中的沥青成分的化学组成与我国两种稠油沥青的比较
沥青品种
沥青质(%)
树脂(%)
芳香分(%)
饱和分(%)TLA Nhomakorabea10.7
ac16c湖沥青改性沥青混凝土上面层试验段施工方案(可编辑)
AC-16C湖沥青改性沥青混凝土上面层试验段施工方案AC-16C湖沥青改性沥青混凝土上而层试验段施工方案AC-16C湖沥青改性沥青混凝土上而层试验段的施工是为我工区上而层施工探索一套标准的施工方法,确定适合上面层施工的组织方式,验证机械设备的工作效率,优化施工参数,用以指导上面层的全而施工。
现机械设备和人员已全部到位,配合比也己批准,己经具备沥青混凝土上而层试验段施工条件。
现按要求特编制AC-16C湖沥青改性沥青混凝土上面层试验段的施工组织方案。
一、编制依据1、富广高速公路路面工程二次设计;2、《富广高速公路湖沥青改性沥青上而层施工质量控制要点》;3、《公路沥青路面施工技术规范》;4、《公路工程质量检验评定标准》及国家行业现行的标准、规范和规程等。
二、试验目的1、验证用于湖沥青改性沥青混凝土上面层施工的混合料生产配合比。
2、确定湖沥青改性沥青混凝土上面层施工的标准施工方法。
3、确定合理的施工机械配备、组合方式以及沥青混凝土拌和设备与运输车辆、摊铺能力的协调性。
4、验证沥青混凝土拌和楼的实际生产能力,验证按施工配合比确定的材料的控制精度,确定拌和温度和操作工艺。
5、通过试铺,确定摊铺机的摊铺温度、摊铺速度和摊铺工艺。
6、通过压实试验,确定压路机的最优组合、压实顺序、碾压温度、碾压速度、碾压遍数及压实工艺。
7、确定合理的施工组织方案及管理体系、人员及指挥方式。
8、确定松铺系数及虚铺厚度。
9、确定合理碾压段长度三、试验段地点K94+220、K94+720左半幅,长度为500米。
四、计划工、完工时间1、开工时间:2008年3月18 0o2、完工时间:2008年3月18日。
五、施工前准备1、拟投入试验段的施工人员配备序号姓名分工职责人数备注1前场总负责12现场技术负责13试验负责人14测量(自检)25测量(放样)26后场总负责17前场试验检测工作28后场试验检测工作29(机械操作手)负责机械操作1810(生产辅助人员)辅助工作152、拟投入试验段的施工机械配备机械名称单位数量规格型号沥青拌和楼套14000 型沥青碗摊铺机台1ABG423自卸汽车辆15实际载重30t以上轮胎压路机台2TS650C双钢轮压路机台2CC622双钢轮压路机台1HD-130装载机台4ZL50CA141油罐车台13、拟投入试验段的测量、质检设备序号仪器、设备名称型号数量1连续平整度仪1套2 3m直尺平整度仪1把3钢尺30m 2把4全站仪1台5自动安平水准仪DSZ3 2台7取芯机1台4、施工用原材料(1)粗集料采用安门石料厂生产的石灰岩碎石,其各项技术指标符合下表技术要求。
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TLA湖沥青简介
特立尼达湖沥青是产于南美洲特立尼达特的天然沥青,简称TLA(Trinidad Lake Asphalt)。
研究表明,TLA的化学成分十分稳定,大约含52~55%的沥青,35~39%的矿物质,9~10%的有机物和一些挥发性物质合成的水。
正是由于这些矿物质具有坚硬特点和稳定的结构,从而使用TLA具有独特的性能。
TLA的针入度太小,即使加热也无法直接与矿料拌和均匀,所以不能直接使用,通常都是与普通石油沥青掺配使用,作为改性剂,特立尼达湖沥青是世界上唯一被广泛使用的湖沥青,我国执行公路改性沥青路面施工技术规范的5.2.4条款。
通过不同掺量TLA和石油沥青掺配,可制得不同稠度的针入度等级要求、质量均匀的湖沥青改性沥青。
1 国外研究概况
特立尼达和多巴哥湖沥青是世界上最早应用于商业的天然沥青之一,文献表明,1595年三月,沃尔特•罗利爵士(Sir Walter Raleigh)发现了这种混合物沥青材料。
最初尝在海边或海岸附近捞出或捡这种混合物沥青。
沃尔特•罗利爵士使用过这种混合物沥青修补船只的裂缝等,后来人们逐渐发现这种混合物沥青的其他性能极佳。
经过反复尝试利用这种混合物沥青特性,在不同的环境和条件下使用。
直到1888年由美英商人成立特立尼达湖沥青公司(Trinidad Asphalt Company,这种简单单纯的利用才发展到商业性的水平。
从那个时期开始,这种混合物沥青成为修筑路面的首选材料,使用量急剧上升。
1870年德士美公司在美国新泽西州的纽华市铺设了世界上第一条湖沥青道路。
1880年,美国华盛顿特区在城市街道的路面工程中也应用湖沥青铺筑路面。
用这种湖沥青材料铺设的道路。
在当时路面使用寿命极长,维修费用低而著名。
由于湖沥青含有大量的抗老化的物质,一般沥青在超高温度下,沥青极容易老化,这样就大大缩短了沥青混合料的使用寿命,结合湖沥青这种特点,国外逐渐在浇注式沥青混合料铺装上应用。
1981年英国Humber大桥采用湖沥青作为改性剂和沥青原材料铺装了这种改性技术。
日本的本州四国联络桥也采用了这种湖沥青改性沥青路面。
在香港,过海隧道于1972年使用湖沥青的改性沥青铺面热压式沥青混合料路面技术。
乔治华盛顿大桥、林肯隧道、肯尼迪机场、拉瓜机场和Newark机场的跑道应用了这种改性技术方案。
Witczak通过测定不同温度下的动态模量、径向模量和壳牌方法的劲度模量,研究湖沥
青改性沥青混合料的弹性模量性质。
相比普通沥青的混合料性能明显提高。
但成本明显高于聚合物的改性成本,湖沥青改性剂是一种路面需求不高条件下的低成本天然改性剂。
2国内研究概况
我国早在70~80年代曾经对特立尼达湖沥青表示过浓厚的兴趣,交通部公路科学研究所组织北京、河北、山西、浙江、江苏等许多地方都铺筑过湖沥青改性沥青路面的试验路段。
交通部公路科学研究所负责组织“七五”国家优质沥青问题的科技攻关,组团赴英国对湖沥青改性沥青技术进行过考察学习,认识了湖沥青改性技术的各种使用性能的优越性。
由于价格与改性技术相当,没有在国内大规模推广应用。
时至今日,为寻求国内战略能源的考虑,加之现代改性技术方式的多元化发展,特别是直投改性技术的飞跃发展,低成本高性能的改性技术又一次提到技术公关日程,湖沥青这类天然改性剂又一次开始重视,并利用它的某些特性进行沥青的复合改性技术研究。
国内沥青改性剂原料的价格居高不下,促使我国在公路建设高峰期来临时,在道路改性技术领域多元发展的需求。
常规的SBS聚合物改性沥青已经登上了历史高峰。
其他复合改性技术尤其是湖沥青的价格已经和聚合物改性剂形成差距。
湖沥青改性剂提上改性日程来深入研究。
1999年在北京至张家口的110国道延庆段铺筑了3km湖沥青改性沥青混合料试验段。
开创了国道首次使用湖沥青改性技术。
2002年北京市政道路改造工程使用湖沥青改性技术。
开创了城市道路上大规模使用的先例。
同时通过湖沥青改性技术与SBS改性技术进行复合改性。
为湖沥青高性能改性技术开辟了先河。
在行车舒适性和防止路面早期开裂这两点上,使用“湖沥青+SBS”改性沥青混凝土及应力消解层效果较好,某种程度上超过了预期。
经几年的大交通量及夏日酷暑,冬日严寒的考验,二环主路除个别桥面铺装层的沥青混凝土因其下卧的水泥混凝土破坏而引起的沥青桥面局部破坏或个别裂缝外,其他路段表明湖沥青复合改性的高温稳定性和低温抗裂性得到了加强。
交通部公路科研研究所沈金安分析了湖沥青改性剂对沥青基本性质的影响,湖沥青改性剂对沥青混合料弹性模量的影响,湖沥青改性剂对疲劳寿命的影响以及在相同疲劳寿命的条件下,湖沥青改性沥青混合料对设计厚度的有效影响研究。
试验结果表明湖沥青的掺入量大小影响针入度和软化点的结果。
2006年初山西省交通规划勘察设计院等单位完成了《特立尼达湖沥青应用研究》。
该项目紧密结合山西省重载交通特点,试验研究了70号和90号重交通沥青在不同掺量下特立尼达湖沥青及其混合料的路用性能,并采用了多级嵌挤密级配理论进行沥青混合料矿料级配
设计,为性能良好的沥青混凝土提供了科学的设计依据。
国内一些单位也积极对湖沥青改性剂的路用性能展开研究。
东南大学的倪富健教授针对湖沥青改性剂的特性研究了湖沥青改性剂+SBS复合改性沥青的掺配工艺、掺配比例,同时还通过沥青混合料性能试验,研究了掺配湖沥青对混合料高、低温及强度性能的影响。
TLA改性沥青室内试验(某项目应用)湖沥青相对施工难度较大,可考虑采用岩沥青改性,效果较好,价格比SBS改性便宜。
3原材料说明
普通沥青采用某厂家生产的90号A级道路石油沥青,湖沥青采用特立尼达湖沥青。
对两种70号A级道路石油沥青按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)表4.2.1-1要求进行了规定项目的试验检测。
试验检测结果见表3-1,检测结果表明,对该样品所检测项目均符合90号A级道路石油沥青技术要求。
表3-1 试验用90号A级道路石油沥青检测结果
4 湖沥青性能试验
对特立尼达湖沥青按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)附录4.6.4表4-4要求进行了规定项目的试验检测。
试验检测结果见表4-2,检测结果表明,对该样品所检测项目均符合特立尼达湖沥青质量技术要求。
表4-2 试验用特立尼达湖沥青检测结果
5 湖沥青改性沥青掺配比例研究
5.1 湖沥青改性沥青室内制备工艺
由于特立尼达湖沥青的特殊性质,其改性沥青的生产宜由有经验的工程技术人员现场操作,具体制备工艺为:分别预热基质沥青和湖沥青到150℃~160℃,将基质沥青和湖沥青按设计比例拌和,并升温至170℃后,充分搅拌30~40分钟,使其混合均匀即可。
特立尼达湖沥青密度较大且含有30%左右的灰分,与普通沥青在加热混熔搅拌时容易产生沉淀。
为防止湖沥青改性沥青离析分层,在进行室内试验时,宜采取小样配伍、随用随制的原则,并在试验前充分搅拌使其混合均匀。
因此,在实际应用过程中,湖沥青改性沥青的熔化罐、熔混罐、成品罐均应采用卧式搅拌,且搅拌轴必须是水平方向。
5.2 不同掺配比例下湖沥青改性沥青性能试验
为配伍出性能优越的湖沥青改性沥青,实验室内对委托方提供的两种70号A级道路石油沥青分别与湖沥青制备改性沥青,掺配比例分别选择内掺25%、30%和内掺35%,制备工艺参照上节所述。
表5-1 湖沥青改性沥青检测结果
6 湖沥青改性沥青混合料室内试验
进行湖沥青改性下混合料配合比设计及性能验证。
通过配合比设计。
获得相应级配及最佳沥青用量,随后进行相关性能验证,结果如下:
表6-1 确定的级配
表6-2 马歇尔实验结果
表6-3 动稳定度实验结果
表6-4 低温弯曲试验
表6-5 水稳定性试验。