[实用新型]一种用于沥青材料电离辐射改性的设备

说明书

技术领域

本实用新型属于路面工程机械，具体地说是一种利用电离辐射对已铺设的沥青材料进行辐照处理的移动式沥青材料电离辐射改性设备。

背景技术

沥青混凝土路面因其行车平稳舒适、噪声低、易于养护和维修方便等优良的使用性能，在高等级公路中得到广泛应用。由饱和分、芳香分、胶质和沥青质按不同比例组成的胶体结构的沥青材料是一种典型的流变性材料，其性能的发挥受时间、温度的影响较大。自1845年英国公布沥青中掺人橡胶改性的专利以来，经过百年的研究，已有数十种高分子聚合物用于改善普通沥青的高温、低温性能，提高沥青路面的使用性能和使用寿命。改性沥青效果的好与坏取决于改性剂与沥青的相容性，改性剂与沥青的相容性是决定改性效果和改性沥青制作工艺的关键因素，而聚合物改性沥青的相容性与基质沥青的组成有密切的关系。沥青的不同组成比例会影响改性沥青的特性，并影响沥青与不同聚合物结合时的状态(《沥青改性效果影响因素初探》《机场建设》(第3期)2004，P9-P12戴征、程军、朱冬至等)。大量红外光谱分析结果表明，在上述聚合物改性沥青中基本上无任何新的物质产生，改性剂与沥青并没有发生明显的化学反应，而是均匀地分散、吸附在沥青中，仅仅是物理意义上的共存共融，属于物理改性。正如《高聚物化学网构改性沥青原理及性能》(《中南公路工程》第29卷2004年9月第3期孙长新)中指出的：聚合物以“岛”的形式分散在沥青“海”中，岛之间互不相连，岛与海的两相界限分明(如PE改性沥青)；或高聚物分子链经溶胀后，分子链舒张开来，并相互缠绕搭接，形成物理结点(如SBS、SBR改性沥青)。由于高聚物本身的优良性能及这种结构形成，使沥青的各种性能得到不同程度的改善。但它们之间的联系由范德华力来缔结，范德华力是比化学键小得多的力，因而靠范德华力缔结的结构是十分脆弱的，稍加外力或升温，搭接处或物理结点便会滑移、软化或松散，搭接结构便遭到破坏，因此靠物理方法改善沥青性能其作用十分有限，不可能满足更高要求。

道路工作者们又试图采用化学方法对沥青进行改性。沥青是以C、H为主的复杂混合物，其中也含有部分不饱和双键，通过引入活性剂，使双键断裂发生交联生成化学连接，形成互穿的三维网络结构。三维互穿网络结构的“节点”在沥青中形成局部应力吸收中心，当外力作用时，先在“节点”周围产生应力剪切银纹，应力要克服“节点”的阻滞才能作用到沥青分子，表现为改性后沥青的高温变形受阻和低温松弛能力的加强，从而改善沥青的高温和低温性能。此外，沥青中各组份之间、沥青和所添加高聚物之间、所添加高聚物之间成为互穿网络相，各部分充分交接，联系紧密，减少了相间离析的倾向，有利于改性沥青的稳定贮存(《高聚物化学网构改性沥青原理及性能》中南公路工程第29卷2004年9月第3期孙长新)。

聚合物、活性剂等改性添加物都存在易离析、难拌和的缺点。聚合物改性需要对沥青加温并用胶体磨对SBS等改性物进行高速剪切，加工时需严格控制制备温度，例如SBS的加热温度不宜超过190℃，在160℃～180℃时，SBS具有较好的柔韧性，并易于加工；而高速剪切会使温度升高，当SBS加热温度超过190℃时，SBS就会被不同程度地氧化、焦化、分解、降解，造成使用性能下降。熔融、机械搅拌、研磨和高速剪切需要专门的辅助设备，改性设备加工的精密程度和控温的准确度对改性沥青的最终效果起一定的影响作用。化学网构化改性沥青中需要添加的活性性剂等物质，也需通过机械搅拌、研磨和高速剪切等方法才能使其均匀分散于熔融的沥青中，才能达到沥青的改性目的。这同样需要消耗大量的能源，并造成时间和加工设备、原材料的损耗，导致改性沥青的成本上升。

不论是化学网构化改性沥青还是前述聚合物改性沥青，改性后其最终粘度一般都很高，为确保施工顺利开展，需要对粘度较高的改性沥青进行加温。在施工过程中，聚合物改性沥青施工温度较普通沥青提高10℃-20℃，相应矿料加热温度也需要提高。沥青施工温度的提高带来了一系列问题，首先是油耗，沥青混合料加热需要消耗更多能量；其次在拌合、摊铺、碾压过程中增加了施工难度，从而增加了直接施工成本。并且由于施工温度很高，致使沥青老化现象加剧。改性沥青一旦存放过久，都存在离析或结团现象，这将造成浪费。

实用新型内容