專利名稱：一種用于瀝青材料電離輻射改性的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于路面工程機械，具體地說是一種利用電離輻射對已鋪設(shè)的浙青材 料進行輻照處理的移動式浙青材料電離輻射改性設(shè)備。
背景技術(shù)：
浙青混凝土路面因其行車平穩(wěn)舒適、噪聲低、易于養(yǎng)護和維修方便等優(yōu)良的使用 性能，在高等級公路中得到廣泛應(yīng)用。由飽和分、芳香分、膠質(zhì)和浙青質(zhì)按不同比例組成的 膠體結(jié)構(gòu)的浙青材料是一種典型的流變性材料，其性能的發(fā)揮受時間、溫度的影響較大。自 1845年英國公布浙青中摻人橡膠改性的專利以來，經(jīng)過百年的研究，已有數(shù)十種高分子聚 合物用于改善普通浙青的高溫、低溫性能，提高浙青路面的使用性能和使用壽命。改性浙 青效果的好與壞取決于改性劑與浙青的相容性，改性劑與浙青的相容性是決定改性效果和 改性浙青制作工藝的關(guān)鍵因素，而聚合物改性浙青的相容性與基質(zhì)浙青的組成有密切的關(guān) 系。浙青的不同組成比例會影響改性浙青的特性，并影響浙青與不同聚合物結(jié)合時的狀態(tài) (《浙青改性效果影響因素初探》《機場建設(shè)》(第3期)2004，P9-P12戴征、程軍、朱冬至 等)。大量紅外光譜分析結(jié)果表明，在上述聚合物改性浙青中基本上無任何新的物質(zhì)產(chǎn)生， 改性劑與浙青并沒有發(fā)生明顯的化學(xué)反應(yīng)，而是均勻地分散、吸附在浙青中，僅僅是物理意 義上的共存共融，屬于物理改性。正如《高聚物化學(xué)網(wǎng)構(gòu)改性浙青原理及性能》(《中南公 路工程》第29卷2004年9月第3期孫長新)中指出的聚合物以“島”的形式分散在浙青 “?！敝校瑣u之間互不相連，島與海的兩相界限分明(如PE改性浙青)；或高聚物分子鏈經(jīng)溶 脹后，分子鏈?zhǔn)鎻堥_來，并相互纏繞搭接，形成物理結(jié)點(如SBS、SBR改性浙青)。由于高 聚物本身的優(yōu)良性能及這種結(jié)構(gòu)形成，使浙青的各種性能得到不同程度的改善。但它們之 間的聯(lián)系由范德華力來締結(jié)，范德華力是比化學(xué)鍵小得多的力，因而靠范德華力締結(jié)的結(jié) 構(gòu)是十分脆弱的，稍加外力或升溫，搭接處或物理結(jié)點便會滑移、軟化或松散，搭接結(jié)構(gòu)便 遭到破壞，因此靠物理方法改善浙青性能其作用十分有限，不可能滿足更高要求。道路工作者們又試圖采用化學(xué)方法對浙青進行改性。浙青是以C、H為主的復(fù)雜混 合物，其中也含有部分不飽和雙鍵，通過引入活性劑，使雙鍵斷裂發(fā)生交聯(lián)生成化學(xué)連接， 形成互穿的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。三維互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的“節(jié)點”在浙青中形成局部應(yīng)力吸收中心， 當(dāng)外力作用時，先在“節(jié)點”周圍產(chǎn)生應(yīng)力剪切銀紋，應(yīng)力要克服“節(jié)點”的阻滯才能作用到 浙青分子，表現(xiàn)為改性后浙青的高溫變形受阻和低溫松弛能力的加強，從而改善浙青的高 溫和低溫性能。此外，浙青中各組份之間、浙青和所添加高聚物之間、所添加高聚物之間成 為互穿網(wǎng)絡(luò)相，各部分充分交接，聯(lián)系緊密，減少了相間離析的傾向，有利于改性浙青的穩(wěn) 定貯存(《高聚物化學(xué)網(wǎng)構(gòu)改性浙青原理及性能》中南公路工程第29卷2004年9月第3期 孫長新)。聚合物、活性劑等改性添加物都存在易離析、難拌和的缺點。聚合物改性需要對浙 青加溫并用膠體磨對SBS等改性物進行高速剪切，加工時需嚴(yán)格控制制備溫度，例如SBS的 加熱溫度不宜超過190°C，在160°C 180°C時，SBS具有較好的柔韌性，并易于加工；而高
3速剪切會使溫度升高，當(dāng)SBS加熱溫度超過190°C時，SBS就會被不同程度地氧化、焦化、分 解、降解，造成使用性能下降。熔融、機械攪拌、研磨和高速剪切需要專門的輔助設(shè)備，改性 設(shè)備加工的精密程度和控溫的準(zhǔn)確度對改性浙青的最終效果起一定的影響作用?；瘜W(xué)網(wǎng)構(gòu) 化改性浙青中需要添加的活性性劑等物質(zhì)，也需通過機械攪拌、研磨和高速剪切等方法才 能使其均勻分散于熔融的浙青中，才能達到浙青的改性目的。這同樣需要消耗大量的能源， 并造成時間和加工設(shè)備、原材料的損耗，導(dǎo)致改性浙青的成本上升。不論是化學(xué)網(wǎng)構(gòu)化改性浙青還是前述聚合物改性浙青，改性后其最終粘度一般都 很高，為確保施工順利開展，需要對粘度較高的改性浙青進行加溫。在施工過程中，聚合物 改性浙青施工溫度較普通浙青提高10°c -20°c，相應(yīng)礦料加熱溫度也需要提高。浙青施工 溫度的提高帶來了一系列問題，首先是油耗，浙青混合料加熱需要消耗更多能量；其次在拌 合、攤鋪、碾壓過程中增加了施工難度，從而增加了直接施工成本。并且由于施工溫度很高， 致使浙青老化現(xiàn)象加劇。改性浙青一旦存放過久，都存在離析或結(jié)團現(xiàn)象，這將造成浪費。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種使浙青材料中分子實現(xiàn)交聯(lián)的設(shè)備，特別是安裝 于可移動承載裝置，通過輻射發(fā)生裝置產(chǎn)生電離輻射對已鋪設(shè)的浙青材料進行輻照處理的 移動式浙青材料電離輻射改性設(shè)備。它可產(chǎn)生電離輻射引發(fā)浙青材料的交聯(lián)反應(yīng)，使浙青 材料發(fā)生化學(xué)連接，形成互穿的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在改善普通浙青的高低溫性能、提高浙青路 面的使用性能和使用壽命的同時，減少甚至避免了添加聚合物、改性劑等并進行高速剪切、 混合等處理程序所帶來的不利影響。輻射發(fā)生裝置由移動載體承載并沿道路表面移動，在 施工工序后對業(yè)已攤鋪到路面的浙青進行輻照處理，避免因施工工序前對浙青材料進行改 性處理導(dǎo)致浙青粘度增高，給后續(xù)施工工序帶來麻煩，增加成本；避免浙青加工溫度提高帶 來的能耗增加、老化現(xiàn)象加劇等問題，減少煙霧等有害氣體的排放，降低環(huán)境污染。避免或 減輕離析、結(jié)團現(xiàn)象，減少浪費。為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種用于浙青材料電離輻射改性的設(shè)備，包括輻射發(fā)生裝置、輻射引出窗、輻照 室，所述輻射發(fā)生裝置位于輻照室內(nèi)并產(chǎn)生電離輻射，所述輻照室安裝于可移動承載裝置， 所述可移動承載裝置可相對道路移動，所述電離輻射自輻射引出窗引出，沿移動載裝置的 運動線路對道路的浙青材料進行輻射處理。所述輻照室設(shè)有射線屏蔽層，所述射線屏蔽層為鉛板、鋼板、鐵板或鋼筋混凝土中 的一種或多種層疊組成。所述輻射發(fā)生裝置(1)是能產(chǎn)生a射線、0射線、y射線的輻射源中的至少一種。所述輻射發(fā)生裝置(1)所產(chǎn)生的電離輻射(4)為a射線、0射線和Y射線中的 至少一種。所述可移動承載裝置(2)是由汽油機、柴油機汽車，拖拉機、廂式車和機械拖車任 意一種車輛構(gòu)成。本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點1、本實用新型利用但離輻射對基質(zhì)浙青進行輻照，或在基質(zhì)浙青中添加高分子改 性劑再經(jīng)輻照，使浙青、高分子改性劑中含有的不飽和雙鍵斷裂發(fā)生交聯(lián)生成化學(xué)連接，實現(xiàn)交聯(lián)，可明顯改善浙青的性能，通過輻照前后浙青的顯微照相觀察，發(fā)現(xiàn)輻照后浙青中形 成類似“細(xì)胞結(jié)構(gòu)”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，說明輻射使浙青、改性劑分子實現(xiàn)交聯(lián)，形成了互穿的三維 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成對提高浙青質(zhì)量改善浙青性能是有益的，特別是這種網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)的形成能夠束縛某些自由蠟的流動及在道路鋪筑中防止浙青的高溫流失，抗車轍具有 重要作用。輻照后浙青的芳香分增加、飽和分減少，蠟含量降低。以國產(chǎn)甘肅三星石化生產(chǎn) 90號浙青的改性為例，經(jīng)本實用新型的設(shè)備輻照前后浙青的元素組成的對比如表1 :表 1 輻照前后浙青四組分及臘含量的變化百分比(％ )見表2 表2 注+表示輻照后增加，-表示輻照后減少2、本實用新型可以在現(xiàn)有的共混高分子改性劑的基礎(chǔ)上，再采用對浙青和改性劑 共混體進行輻照的工藝，雖然共混合和輻照都對聚合物的性能產(chǎn)生影響，但相比單一的共 混工藝來說，共混后的聚合物體系經(jīng)輻照可以增強組分間的相互作用，輻射交聯(lián)共混聚合 物材料的某些性能是單一共混所達不到的，因而將共混與輻照結(jié)合可得到性能更優(yōu)良的材 料。3、本實用新型的浙青材料化學(xué)網(wǎng)構(gòu)化形成于浙青被鋪設(shè)于路面以后，不需要添加 添加劑、改性劑、聚合物等或僅需要添加少量添加劑、改性劑、聚合物等；不需要為使添加劑 (或改性劑、聚合物等)均勻分散于熔融的浙青中所進行機械攪拌、研磨和高速剪切等處理 或僅需要進行少量的機械攪拌、研磨和高速剪切等處理。沒有添加物、改性設(shè)備和設(shè)備加工 浙青材料所造成的損耗，或添加物、改性設(shè)備或設(shè)備加工浙青材料所造成的損耗較少，克服 現(xiàn)有技術(shù)成本較高的缺陷。4、本實用新型的化學(xué)網(wǎng)構(gòu)化形成于浙青材料被鋪設(shè)于路面以后，在鋪設(shè)等施工工
序前浙青材料的粘度維持基質(zhì)浙青的粘度，施工中只需要加熱到基質(zhì)浙青呈現(xiàn)良好流動
性、滿足施工施要求的溫度或只需要加熱到略高于基質(zhì)溫度即可。加熱溫度低，避免了提高
加工溫度帶來的能耗增加、浙青老化現(xiàn)象加劇等問題，減少了煙霧等有害氣體的排放，降低環(huán)境污染。而化學(xué)網(wǎng)構(gòu)化改性浙青和聚合物改性浙青，改性后其最終粘度一般都很高，都需 要將改性浙青加溫到較高的溫度。5、本實用新型不需要添加添加劑、改性劑、聚合物等或僅需要添加少量添加劑添 加齊IJ、改性劑、聚合物等，避免或減輕了存放中可能發(fā)生的浙青和添加劑、改性劑、聚合物等 物的混合物的離析、結(jié)團現(xiàn)象，減少浪費。

圖1為本實用新型實施例一示意圖；圖2為本實用新型實施例二示意圖。圖中輻射發(fā)生裝置1、輻射引出窗3、輻照室6，所述輻射發(fā)生裝置1位于輻照室6 內(nèi)并產(chǎn)生電離輻射4，所述輻照室安裝于可移動承載裝置2，所述可移動承載裝置2可相對 道路5移動，所述電離輻射4自輻射引出窗3引出，沿可移動載裝置的運動線路對道路5的 浙青材料進行輻射處理。
具體實施方式
實施例一參見圖1，輻射發(fā)生裝置為絕緣芯變壓器電子加速器，由變壓器鐵芯上 的絕緣芯激發(fā)多重次級線圈的產(chǎn)生高壓和電流分別傳輸?shù)郊铀倨骱玩u絲上，在鎢絲上產(chǎn)生 的電子因受到電壓差的作用而被加速。當(dāng)電子加速達到一定速度后就成為具有電離輻射效 果的電子束射線即0射線，0射線自輻射引出窗3出，形成電離輻射4。絕緣芯變壓器電 子加速器1位于輻照室6內(nèi)，輻照室安裝于可移動承載裝置一柴油機汽車2上，柴油機汽 車2沿道路5移動，0射線自輻射引出窗3引出，形成電離輻射4，沿柴油機汽車2運動線 路對道路5的浙青材料進行輻射處理。實施例二 參見圖2，輻射發(fā)生裝置1為6(lCo，輻射發(fā)生裝置1位于輻照室6內(nèi)，輻 照室6安裝于可移動承載裝置一廂式車2上，輻射發(fā)生裝置1發(fā)生衰變產(chǎn)生具有電離輻射 效應(yīng)的、射線和0射線(即電子束射線)4，自輻射引出窗3引出，廂式車2沿道路5移 動，射線4沿廂式車2運動線路對道路5浙青材料進行輻射處理。輻照室6中射線屏蔽層 7為鉛板。實施例三與實施例二不同之處在于，可移動承載裝置2為汽油機汽車，輻照室6 中射線屏蔽層7為鐵板，其他同實施例二。實施例四與實施例二不同之處在于，可移動承載裝置2為機械拖車，輻照室(6) 中射線屏蔽層(7)為鋼筋混凝土板，其他同實施例二。本實用新型浙青材料電離輻射改性的設(shè)備可對道路浙青材料進行輻照處理，讓浙 青和/或高分子改性劑中含有的不飽和雙鍵斷裂發(fā)生交聯(lián)生成化學(xué)連接，實現(xiàn)交聯(lián)，使浙 青的芳香分增加、飽和分減少，蠟含量降低；使浙青內(nèi)形成互穿的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。對提高 浙青抗車轍等性能具有重要作用，由于避免了粘度的增高、加工溫度的提高，使施工難度增 加，能耗增加，老化加劇，更減少了有害氣體的排放；還避免或減輕了離析、結(jié)團造成的浪 費。以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護 范圍。
權(quán)利要求一種用于瀝青材料電離輻射改性的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備主要包括輻射發(fā)生裝置(1)、輻射引出窗(3)、輻照室(6)；所述輻射發(fā)生裝置(1)位于輻照室(6)內(nèi)并產(chǎn)生電離輻射(4)，所述輻照室安裝于可移動承載裝置(2)，所述可移動承載裝置(2)可相對道路(5)移動，所述電離輻射(4)自輻射引出窗(3)引出，沿移動載體的運動線路對道路(5)的瀝青材料進行輻射處理。
2.如權(quán)利要求1所述浙青材料電離輻射改性設(shè)備，其特征在于，所述輻照室(6)設(shè)有射 線屏蔽層(7)，所述射線屏蔽層(7)為鉛板、鋼板、鐵板或鋼筋混凝土板中的一種或多種層疊組成。
3.如權(quán)利要求1所述浙青材料電離輻射改性設(shè)備，其特征在于，所述輻射發(fā)生裝置(2) 是能產(chǎn)生a射線、0射線、、射線的輻射源中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1所述浙青材料電離輻射改性設(shè)備，其特征在于，所述輻射發(fā)生裝置(2) 所產(chǎn)生的電離輻射(4)為a射線、0射線和Y射線中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述浙青材料電離輻射改性設(shè)備，其特征在于，所述可移動承載裝置 (2)是由汽油機、柴油機汽車，拖拉機、廂式車和機械拖車任意一種車輛構(gòu)成。
專利摘要一種用于瀝青材料電離輻射改性的設(shè)備，該設(shè)備主要包括可移動承載裝置安裝輻射發(fā)生裝置、輻射引出窗、輻照室構(gòu)成系統(tǒng)。所述可移動承載裝置相對道路移動，輻射發(fā)生裝置沿可移動裝置的運動線路對道路的瀝青材料進行輻射處理。它在施工工序后對業(yè)已攤鋪到路面的瀝青進行輻照處理，使瀝青和/或高分子改性劑中含有的不飽和雙鍵斷裂發(fā)生交聯(lián)生成化學(xué)連接，使瀝青的芳香分增加、飽和分減少，蠟含量降低；使瀝青內(nèi)形成互穿的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。對提高瀝青抗車轍等性能具有重要作用，避免了粘度增高增加施工難度；加工溫度提高，能耗增加，老化現(xiàn)象加?。桓鼫p少了有害氣體的排放；還避免或減輕了離析、結(jié)團造成的浪費。
文檔編號E01C23/14GK201605519SQ20102012653
公開日2010年10月13日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者慕湧, 車晉飛 申請人:慕湧;車晉飛