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        溫拌瀝青添加劑

        溫拌劑簡介

        溫拌技術是瀝青鋪裝行業的一項革命性技術,該類技術通過采用特殊的化學、物理手段,降低瀝青混合料拌合、攤鋪、碾壓等工藝環節的控制溫度,從而達到節省燃料、減少污染物排放的目地。由于溫拌技術的核心理念與我國的可持續發展戰略及建設節約型社會、和諧社會的國家目標相符合,因此在我國得到飛速發展,并在部分城市和項目上得到了規?;瘧?。

        第三代表面活性劑類溫拌添加劑由于具有不改變瀝青材料本身性質、有效幫助碾壓、增強混合料抗水損性能等技術特點,成為國際上最主要的溫拌瀝青混合料技術。截止2010年,我國溫拌混合料實際應用中90%以上采用了表面活性劑類溫拌技術。

         

        技術簡介

        第三代溫拌劑的技術核心是利用表面活性劑技術降低瀝青的表面張力,并改變瀝青較高溫度(90℃-140℃)時的流變性能,使瀝青在該溫度范圍內具有更好的鋪展性,從而增強瀝青混合料在該溫度范圍內拌合的裹覆效果;同時表面活性劑親水集團在拌合過程中會俘獲石料內部毛細空隙含有的微量水分,在瀝青內部形成水膜潤滑結構,從而降低瀝青裹覆石料時所需的能量,顯著增加瀝青混合料在較低溫度時的拌和和易性。

        在壓實過程中,在鋼輪壓路機的振動和膠輪壓路機的揉搓作用下,結構性水膜的潤滑作用得到最大程度的發揮,使得集料位置調整和骨架結構形成更加容易,從而達到促進瀝青混合料壓實的目的。

         

        圖1 剪切力導入降低粘度示意圖

        靜止條件下,未受剪切作用的瀝青相

        剪切條件下(碾壓作用),受剪切作用的瀝青相

         

         

         

        技術特點

        第三代溫拌劑是基于表面活性劑技術的溫拌添加劑,相比于常見降粘、發泡等溫拌技術而言具有以下特點:

        2   通過采用表面活性劑技術,降低了低溫拌合條件下瀝青的表面張力,有效的解決了由于低溫拌合所導致的石料難以浸潤、粘附力損失問題,能夠在低溫條件下形成良好裹覆,提高溫拌混合料的抗水損性能。

        2   通過采用表面活性劑技術,能夠在攤鋪、碾壓過程中在瀝青膠漿內形成結構性水膜,大幅度的提升溫拌混合料的碾壓效果,且在施工結束后表面活性劑將富集于瀝青-石料界面,不存在于瀝青膠漿內,不會對膠結料性能產生負面影響。

         

        產品物理性質

        第三代溫拌添加劑常溫下為暗黃色液體,低溫下具有良好的流動性,便于精確計量添加。

        溫拌劑物理性質表

        檢測項目

        單位

        技術要求

        物理形態(25℃)

        -

        暗黃色液體

        粘度(20 ℃)

        mPa.s

        660-1225

        粘度(30 ℃)

        mPa.s

        350-645

        密度(25℃)

        kg/m3

        968

        胺值

        mgKOH/g

        515-605

        表面張力((25℃)、0.6g/L)

        mN/m

        34.0-37.0

         

        第三代溫拌劑產品性能

        基于表面活性劑技術的第三代溫拌劑產品不會改變瀝青本身性質,常用摻量在4‰~8‰之間,其摻量根據所使用混合料級配、瀝青種類的不同,通過相應的室內試驗確定,添加第三代溫拌劑生產的溫拌瀝青各項指標與原樣瀝青基本相同,且完全符合規范的相應技術要求。

         

         

        第三代溫拌瀝青技術指標與基質瀝青對比表

        技術指標

        單位

        基質瀝青檢測值

        溫拌瀝青實測值

        技術指標

        △胺值*

        mg/g

        0

        7.5

        針入度(5s)

        dmm

        65

        64.6

        60~80

        針入度指數PI


        -0.77

        -0.75

        -1.5~+1.0

        軟化點(R&B)

        46.8

        46.6

        ≥46

        動力粘度

        Pa.s

        201.5

        196.5

        ≥180

        延度

        cm

        33.4

        33.6

        ≥15

        延度

        cm

        >100

        >100

        ≥100

        蠟含量(蒸餾法)

        %

        1.9

        1.9

        ≤2.2

        閃點

        >300

        >300

        ≥260

        溶解度

        %

        99.7

        99.7

        ≥99.5

        密度

        g/cm3

        1.011

        1.012

        實測記錄

        TFOT(或RTFOT)后

        質量變化

        %

        -0.031

        -0.033

        ±0.8

        殘留針入度比

        %

        65

        65

        61

        殘留延度

         cm

        9

        9.2

        6

        添加第三代溫拌劑生產的70#溫拌瀝青,在125℃成型試件溫度下,按AC16級配拌合溫拌瀝青混合料(油石比4.6%,成型試件平均空隙率4.0%),測得混合料性能如表4所示,從試驗數據可以看出,溫拌瀝青混合料的各項指標完全滿足規范要求。

        溫拌瀝青混合料性能表

        檢測項目

        單位

        溫拌瀝青混合料

        規范要求

        試驗方法

        馬歇爾穩定度

        KN

        11.6

        ≥8

        T0709

        流值

        mm

        3.1

        1.5~4

        T0709

        浸水馬歇爾試驗

        殘留穩定度

        %

        86.9

        ≥80

        T0709

        凍融劈裂試驗

        殘留強度比

        %

        89

        ≥75

        T0729

        車轍試驗動穩定度

        次/mm

        2134

        ≥1000

        T0719

        滲水試驗

        mL/min

        5

        ≤120

        T0730

         

        第三代溫拌劑施工工藝

        添加第三代溫拌劑的基質瀝青生產AC級配溫拌混合料用于低溫施工時,推薦的各環節控制溫度范圍如表6所示。按使用級配、采用膠結料不同,控制溫度需參考表5并結合室內試驗、現場試驗段情況進行調整。

        表6  第三代溫拌瀝青混合料低溫施工推薦溫度

        施工工序

        溫度(℃)

        瀝青加熱溫度

        145~155

        石料加熱溫度

        145~155

        瀝青混合料出料溫度

        135~145

        混合料攤鋪溫度 不低于

        130

        初壓溫度 不低于

        120

        復壓溫度,不低于

        100

        終壓溫度 不低于

        80

        [注]:由于拌和設備的不同,礦料溫度和瀝青加熱溫度與表中要求若有偏差,可以在此基礎上根據試驗段情況進行調整。

         

        第三代溫拌瀝青混合料運輸

        ①對于低溫施工,溫拌料降溫速度很快,因此溫拌料運輸時保溫措施一定要做好,運輸車頂部除了蓋油布外,最好加蓋2層棉被,設專人進行車輛覆蓋工作,保證覆蓋嚴實,防止出現夾層通風現象。

        ②宜采用大噸位卡車(30~40噸)進行運輸。

        ③盡可能縮短溫拌混合料出料至攤鋪成型之間的等待時間。

        ④在前車倒料完成前,不允許提前撤離篷布。

         

        第三代溫拌瀝青混合料攤鋪

        ①保證粘層灑布后有足夠的蒸發時間,保證路面干燥及與下承層的粘結;0℃以下施工時,宜采用熱瀝青作為粘層油。

        ②攤前熨平板應預熱至100℃,保證夯錘工作正常。

        ③攤鋪速度應嚴格控制,切忌為了趕施工進度造成攤鋪速度過大,通??刂圃?.5~4m/s為宜。

         

        第三代溫拌瀝青混合料的碾壓

        設備配置

        ①對于兩臺攤鋪機同步攤鋪的情況,推薦采用2臺初壓鋼輪、4臺膠輪,1臺終壓鋼輪;或者3臺初壓鋼輪、3臺膠輪,1臺終壓鋼輪。

        ②對于加寬段三臺攤鋪機同步攤鋪的情況,推薦采用3臺初壓鋼輪、5臺膠輪、1臺終壓鋼輪;或者4臺初壓鋼輪,4臺膠輪,1臺終壓鋼輪。

        ③鋼輪噸位要求為13~16t,膠輪噸位為26~30t。

         

        碾壓原則

        低溫施工環境下,瀝青混合料散失較快,采用溫拌瀝青混合料并不意味著“一勞永逸”,仍然要采取普通熱拌瀝青混合料在低溫施工環境下的一些相應施工措施和碾壓準則,保證碾壓。

        ①初壓緊跟原則:初壓宜采用振動性能良好、噸位大、水量可控的優質鋼輪壓路機,緊跟攤鋪機攤鋪進度,盡早開振(一般為壓實遍數1遍,去程靜壓找平,回程即開振),隨后后續壓路機緊跟碾壓,組成“梯隊緊跟”序列。

        ②早上膠輪原則:在攤鋪面層厚度較?。ㄐ∮?50px)時,可根據實際情況,也可以將膠輪提至初壓,即第一遍碾壓就采用膠輪壓路機,但此時應根據實際碾壓效果調整,注意平衡碾壓路面平整度要求。

        ③水量適宜原則:鋼輪水量在不粘輪的情況下,應盡量減少噴水量,對于水量大小不可調控的壓路機,可以采取“去程噴水,回程關閉”的方式。此外,還可以在噴灑桿上綁上布片,覆蓋在壓實輪上,用浸濕的布片來潤濕車輪。

        ④振動與揉搓結合原則:溫拌瀝青混合料特殊的潤滑結構適合鋼輪的振動碾壓方式和膠輪的搓揉碾壓方式,無特殊情況,膠輪不允許停駛。


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