沥青路面坑槽形成机理与修补工艺-中国公路

1沥青路面坑槽

形成机理与修补新工艺演讲人：牛鸿芝---中山市辛美来亚科技实业有限公司2前言由于沥青路面良好的路用性能，沥青路面在公路中所占的比重越来越高，我国高等级公路中沥青路面占90％以上。如何保证沥青路面的养护质量？在沥青路面出现病害时，采取有效的方法或手段，及时地进行修补，是沥青路面养护工作中的一项重要课题。

3交流大纲沥青路面坑槽产生的原因机理坑槽修补的四种工艺（1）冷料冷补（2）热料冷补（3）热料热补（4）喷补工艺4坑槽产生的原因一轻微病害没有得到及时处理，造成局部发生网裂，松散，在交通荷载、雨水等作用下形成坑槽5坑槽产生原因二车辆滴油漏油侵蚀沥青路面，使沥青混合料离析，沥青膜剥落，造成路面局部松散，进而出现坑槽6修补工艺一：冷料冷补属于传统的应急性修补。优点：可以长期存放，修补方便缺点：修补寿命短，通常只能达到2个多月，且材料价格偏高，不适宜作为全线的日常修补使用。7修补工艺二：热料冷补

热料冷补:属于传统的挖补工艺，就是将病害处旧料挖除----添加新的沥青混合料---整平----压实。优点：施工成本较低，易于大面积开展，工作效率高。缺点：（1）产生弱接缝。（2）受环境气候影响大，对路面病害不能及时、快速修复。8修补工艺三：热料热补（热再生修补）热料热补：新型路面修补工艺9不同情况下的热再生修补工艺（1）面层损坏：直接就地热再生

设备选择：小型热再生+压实设备10（1）清理病害区：在对坑槽、网裂、油包、车辙等路面病害区加热前，先对旧面层进行观察，是否能够再生利用，对不能再生利用的旧面层料进行清除，对可再生利用的旧面层料将病害区的尘土、松散粒料、积水等杂物清扫干净。11（2）加热病害区：

对病害区加热，为确保作业路面无老化现象发生，调好加热时间，一般控制在5－10分钟即可，加热至（140℃－170℃），具体加热时间可因季节和具体环境条件不同通过加热试验后确定。12

（3）耙松

移走加热板后，要立即对待修补的区域进行翻松，可先用齿耙和推板的背边在病害区周围刨出一个四方形，这个四方形距病害边缘不小于15cm，对加热区域外边缘不小于10cm，深度4-6CM。13（4）、添加新料（冷混合料）如新、旧料混合使用时，把新料碎成小块后填充进修补区，摊铺平整。14（5）软化新料再次把加热板置于修补区之上，加热0.5－2分钟，使新料得到全部软化。15保温料箱（解决修补新热料的问题）16（6）再生、整平、压实根据再生沥青料的氧化程度，在翻松后喷洒少许沥青再生剂或乳化沥青，新旧料混合均匀、找平，同时将边缘散落的沥青整平，用小型的压实设备压实即可。17修补效果

18不同情况下的热再生修补工艺（2）基层损坏：设备选择：小型热再生设备+动力镐+切割机19病害区20用切割机、动力镐挖除面层混合料21对基层进行处理（成型后）22用加热板对坑槽周围进行加热，并添加新料23喷洒乳化沥青→拌和→摊平24压路机压实（可分层摊铺、压实）25修补后的效果26热再生修补工艺特点

一、解决了传统坑槽修补的弱接缝问题2728工艺特点二、修补成本低，经济效益好设备费用（中小型热再生、小型压实设备）材料（混合料）及乳化沥青费用煤气耗气费用（15KG煤气可以修补30多平米病害）人工费每天施工量可达100多平米。29

工艺特点三、

环保

节能

及时

方便

安全

30热再生工艺的设备选择

---中小型加热再生修补机1、手拉式热再生修补机；2、独立式加热仓；3、拖挂式热再生修补机；4、拖挂式带料仓的热再生修补机。31

2×4手拉式加热修补机32

4×4手拉式加热修补机334×4两块拖挂式加热修补机（3平米）34热再生修补王（1吨加热仓）35加长型热再生修补机36可处理的病害凹陷网裂坑槽37处理摊铺时的冷接缝38修补工艺四：喷补工艺喷补工艺是一种新型的路面坑槽及网裂的处理工艺优点：优质、高效、低成本39美国“喷补王”401、启动“喷补王”，通过高压空气将坑槽的污物吹净412、将改性乳化沥青喷至坑槽表面形成粘层423、将改性乳化沥青及骨料分层高压喷射到坑槽434、用小型压路机对混合料进行碾压后开放交通44施工过程45

可修补的损毁包括：凹陷，坑洞、龟裂、路肩破损，冲跨路面。46可以选择---拖挂式车载式47喷补工艺的特点：1、使用设备简单：1台“喷补王”+1台小型压实设备2、人员少：1名司机+1名操作员。3、修补速度快：无需切割、开凿、清运，施工效率高，5-15分钟,基本不影响交通。4、清理维护方便：设备每天需要不超过5分钟的清理维护。5、修补质量好：压实度可达97%，修补后的使用寿命可达3年以上。6、修补成本低：40元/平方米。48喷补王结构图49喷补工艺对材料的要求：骨料:坚硬的4~8mm碎石，一般为干净的玄武岩、花岗岩、石灰岩。乳化沥青：应根据气候条件、温度条件而有所不同，应为快凝、快裂。沥青的含量为65%。如果添加一点聚合物添加剂则更好。50“喷补王”所引出的道路维修新观念：社会价值1、保持路面的完好率2、保持道路的通过能力3、减轻由于道路损坏带来的危险和损毁。4、延迟翻新重建时间51

小结

热料冷补工艺可用于高温季节大面积修补。冷料冷补、热料热补工艺不受气候限制，但冷料冷补成本高、寿命短热料热补机械化程度高，适用范围广，修补及时、快捷，具有推广应用价值。喷补工艺在道路维修方面具有革命性的意义，它在我国的推广使用必将产生极大的经济效益和社会效益。52欢迎垂询：广东辛美来亚科技实业有限公司使命：让中国的公路更长寿！愿景：辛勤工作，美丽生活！附录资料：不需要的可以自行删除2023/3/14甲醇合成工艺介绍一、课题的研究背景和意义甲醇是一种具有多种用途的基本有机化工产品，除了在化工方面的多种应用外，它还可以作为清洁燃料在汽车中代替汽油或与汽油掺混使用，以甲醇为燃料的燃料电池也即将投入商业运行。另外，甲醇在变压吸附制氢中作为裂解原料也得到了初步利用。另一方面，用甲醇制取微生物蛋白(SCP)作为饲料乃至食品添加剂有着巨大的市场潜力。二、甲醇的合成方法及流程

（1）木材干馏法

在1924年以前，甲醇几乎全部是用木材分解干馏来生产的。甲醇的世界产量当时只有4500t。用60－100kg木材干馏只能获得约1kg的甲醇，1m3白桦木只能制得5－6kg的甲醇，而1m3的针叶树木只能得到2－3kg的甲醇。这种“森林化学”的甲醇含有丙酮和其他杂质，要从甲醇中除去这些杂质比较困难。由于甲醇的需要量与日俱增，木材干馏法不能满足需要。因此人们开始采用化学合成的方法生产甲醇。（2）气相合成甲醇法气相合成甲醇的主要反应式为：CO+2H2＝CH3OH(g) △H=-90.8kJ/mol①当有CO2存在时，CO2按下列反应生成甲醇：CO2+H2＝CO+H2O(g) △H=+41.3kJ/mol ②CO+2H2＝CH3OH(g) △H=-90.8kJ/mol ③上述②、③两步的总反应式为：CO2+3H2＝CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ/mol副反应产物：成烃、高碳醇、醚、醛、酸、酯及单质碳等；反应特点：强放热反应；

以甲烷或者一氧化碳与氢气的混合气为原料气合成甲醇的方法有高压、中压和低压三种方法。高压法：即用二氧化碳与氢在高温（340－420℃）高压（30.0－50.0MPa）下用锌-铬氧化物催化剂合成甲醇。用此法生产甲醇已有七十多年的历史，这是八十年代以前世界各国生产甲醇的主要方法。高压法合成甲醇由于操作压力高，动力消耗大，设备复杂，产品质量差等缺点正在逐渐淘汰。2023/3/14高压法(25MPa~32MPa）甲醇合成工艺流程低压法：

即用一氧化碳与氢气为原料在低压（5.0MPa）和275℃左右的温度下，采用铜基催化剂（Cu-Zn-Cr）合成甲醇。低压法成功的关键是采用了铜基催化剂，它的活性和选择性比锌-铬催化剂活性好得多，使甲醇合成反应能在较低的压力和温度下进行。因此，消耗在副反应中原料气和粗甲醇中的杂质都比较少。低压法合成工艺主要有英国帝国化学公司（ICI）和德国鲁奇（Lurqi）的工艺

2023/3/14ICI法低压甲醇合成工艺流程

工艺流程特点：相对低的温度和压力下操作，节省能耗，同时抑制甲烷化反应及其他副反应；采用多段冷激式合成塔，结构简单，催化剂装卸方便，使用寿命长。

2023/3/14第二章液体燃料及其添加剂62ICI多段冷激型甲醇合成反应器ICI多段冷激塔结构特点：反应床层由若干绝热段组成，两段之间通入冷的原料气，使反应气体冷却，以使各段的温度维持在一定值；塔体是空筒，塔内无催化剂筐，催化剂不分层，由惰性材料支撑，冷激气体喷管直接插入床层，并有特殊设计的菱形冷却气体分布器；优点：单塔操作能力大，控温方便，冷激采用菱形分布器专利技术，催化剂层上下贯通，装卸方便，易于放大，目前普通塔的容量为2300t/d，高空隙率塔的容量达7600t/d；缺点：催化剂床层温差较大（轴向：～70℃，径向：～23℃）、有部分气体与未反应气体之间的返混、催化剂时空产率不高，用量较大、单程转化率较低（仅为15%～20%）。ICI多段冷激型甲醇合成反应器

2023/3/14Lurgi法低压甲醇合成工艺流程

2023/3/14第二章液体燃料及其添加剂64Lurgi管壳型甲醇合成反应器结构特点：形似列管式换热器，在塔内，列管中装填催化剂，管间为沸腾水；原料气与出塔气换热至230℃左右进入合成塔，反应放出的热经管壁传给管间的沸腾水，产生4MPa左右的饱和蒸汽，用来驱动透平压缩机。合成塔全系统的温度条件用蒸汽压来控制，从而保证催化剂床层大致为等温。优点：催化剂床层温差较小、单程转化率较高（可达50%）、催化剂使用寿命较长（4年～5年）、热能利用合理、设备紧凑，开停车方便，合成反应过程中副反应少，甲醇质量高。缺点：结构复杂、制作较困难、材料要求高、放大较困难。经典管壳塔的最大生产能力（经济型塔）为1500t/d。全世界现有Lurgi装置37套，甲醇总生产能力达1600万t/a以上。中压法：

中压法是在低压法研究基础上进一步发展起来的，由于低压法操作压力低，导致设备体积相当庞大，不利于甲醇生产的大型化。因此发展了压力为10MPa左右的甲醇中压合成法。它能更有效的降低建厂费用和甲醇生产成本。中压法的操作压力范围为一般为10~27MPa，温度为235~315℃。该法的关键在于使用了一种新型铜基催化剂（Cu-Zn-Al），综合利用指标要比低压法更好。中压法合成甲醇工艺流程

以上三种方法的流程基本相同。但所使用的催化剂不同，因而操作压力和操作温度等级不同，反应器的结构也就有所不同。从合成反应理论上讲，提高压力对合成反应有利，但在高活性铜基催化剂研制成功后，降低合成压力就有了可能。在较低压力和较低温度下合成甲醇，可以降低对设备的要求，简化压缩系统，节省动力消耗，可以节省投资和降低生产成本。（3）液相法制备甲醇气相法合成甲醇存在合成效率低，能耗高等缺陷。上世纪70年代起人们把甲醇的合成工艺研究转移到液相法，初步实现了工业化生产。液相法使用了热容高、导热系数大的石蜡类长链烃类等化合物作为反应介质，使甲醇的合成反应在等温条件下进行，同时由于分散在液相介质中的催化剂的比表面积非常大，所以加速了反应过程，降低了反应温度和压力。

目前液相甲醇合成采用最多的主要是浆态床甲醇合成法。2023/3/14第二章液体燃料及其添加剂69浆态床甲醇合成技术所使用的催化剂为CuCrO2/KOCH3或CuO-Zno/Al2O3。反应气通过气体分布器进入