项目基本内容 |
[主要研究内容]:
本项目旨在针对精确快速检测改性沥青中 SBS 掺量这一技术难题,通过深入
探究现有检测方法难以实际应用的深层原因, SBS 特殊的分子结构和碳碳双键加
成反应的精确检测计量入手,实现了一种精确检测改性沥青中 SBS 掺量的新型方
法,使得改性沥青中 SBS 掺量(质量百分数)的检测绝对误差在±0.1%以内,满
足实际工程检验的要求。然后在此基础上制定一套相应的标准化检测流程,并推
动相应的行业规范的建立,推广其在高速公路中的应用。
[主要研究成果]:
基于 SBS 碳碳双键加成反应检测方法是一种理论基础较为扎实的改性沥青
SBS 掺量检测方法。但加成反应只能使用较为传统化学滴定法进行计量,由于沥
青本身的颜色对传统化学滴定法中指示剂颜色变化的判读影响极大,明显降低了
检测精度,并使得结果易受人为因素的干扰。鉴于已有方法中所存在的缺点,本
项目提出通过电化学分析来对改性沥青中 SBS 掺量进行检测。为了解决加成反应2
难以直接精确计量的问题,这种技术利用电化学方法,通过对另一种氧化还原反
应的计量间接的实现了对碳碳双键加成反应的精确计量监测,从而实现了对碳碳
双键加成反应的精确计量,明显提高了检测的精度。
在此基础上,本项目还针对实际工程应用中即时性、准确性的需求,对所提
出的方法进行了进一步的完善和探索。首先通过对催化剂和反应条件的探索,加
快了加成反应的速度,改善了所提出方法的检测速度;其次还通过对不同批次基
质沥青成分变化对滴定结果规律的研究,提出了对同型号不同批次改性沥青校正
方法,明显降低了标样检测的时间代价与经济成本。这些改进有效的降低了其在
实际工程中的应用难度,改善了应用效果。通过这些对检测条件的改进和方法优
化,总结出了一套标准化的改性沥青 SBS 掺量检测流程,尽可能的降低了人为因
素对检测结果的干扰,保证了检测结果的精确性和效率。
探讨了本项目所提出的方法对改性沥青的不同配比、不同工艺条件和检测条
件的适用性,进一步寻找影响检测精度的因素。大量研究实验表明,标样与被测
样的配方(除 SBS 掺量外)和生产工艺一致性的条件下,本项目所提出的方法对
各种不同型号、不同批次的基质沥青、 SBS 改性剂和添加剂均具有很好的适用性。
最后,本项目所提出的方法还用几家不同公司生产的改性沥青盲样进行了测
试,测试结果显示所有被测样品的测量值和真实值的差别都控制在了 0.1%以内,
达到了实际工程应用的要求。本项目所提出的方法还先后在湖南省高速公路、江
苏省盐丰高速公路和 204 国道连云港新浦至灌南段进行实际工程应用,帮助建设
方从源头上实现了对改性沥青中 SBS 掺量的有效监控,保证了改性沥青的路用性
能和路面工程的质量。
在此基础上,为了满足基于电化学分析方法的 SBS 含量检测新技术的需要,
提高检测流程的自动化程度并降低人工操作误差的影响,课题组开发了一套适用
于本检测技术的自动化仪器设备,实现了改性沥青中 SBS 含量的自动快速精确检
测,检测精度达到了±0.1%,检测一个样品的平均检测时间小于 1 小时,检测操
作简捷方便,有效的体现了基于电化学分析方法的 SBS 含量检测技术的准确性和
现场适用性。
由于本项目所提出的方法具有检测精度高、检测时间短的优点,且对各种
SBS 改性沥青的生产原料和生产工艺均具有很好的适用性,检测结果稳定,因此3
完全可以在实际工程中大规模的推广使用。
[标准、指南、 工法、 专利、 论文等成果]:
《江苏省公路改性沥青 SBS 改性剂含量检测技术规程》
[主要创新点]:
(1)提出了一种基于电化学分析方法的改性沥青中 SBS 含量检测方法,首
次实现了对改性沥青中 SBS 含量的快速、精确检测,填补了世界范围内改性沥
青 SBS 含量精确检测技术的空白;
(2)研制了基于电化学分析方法的改性沥青中 SBS 含量自动化检测设备,
该设备检测精度优于±0.1%,检测时间不超过 60min,为解决已有改性沥青 SBS
含量检测方法中存在的试验条件苛刻、精度差、效率低的难题提供了有效途径。
[研究成果的科学意义及应用前景]:
目前, 国内外市场上尚无成熟的改性沥青 SBS 含量检测技术,本项目研究
成果填补了对 SBS 改性沥青生产质量控制的国际空白,能够帮助路面工程监理
单位从源头上实现对改性沥青 SBS 含量的真实、客观和计量的监管,确保我国
改性沥青的路用性能和路面工程的质量,并促进改性沥青市场的和谐、稳定和健
康的发展。该成果可广泛应用于全国各种沥青路面工程建设和改造中,产业化前
景广阔。预计本项目研究成果将在全国公路建设中产生数十亿元以上的经济效益,
预计本项目产业化之后年产值 2 亿元以上,年利税 5000 万元以上,经济效益显
著。
该课题2017年5月通过了江苏省交通运输厅组织的验收。 |