抗車轍劑在瀝青路面中的應用研究 汪勇 重慶設計院
中國高等級公路的發展速度及經濟投入在世界上首屈一指，但多數高速公路的使用年限卻只有3、4年，有的甚至未過一年就出現了嚴重破損，使得國家在人力、物力上的投入過大。在瀝青路面的主要病害中，車轍現象尤其普遍，對于路面的損壞也嚴重，大大提高路面的修復費用。車轍問題通常在第1個夏季的高溫期就會出現，有的路面車轍深度為10~50mm，有的甚至達100mm以上，使路面平整度變差，并很快出現網裂、坑洞、坑槽等病害。公司聯合國內相關科研院所開發的1抗車轍劑，為解決瀝青路面的車轍現象提供了有效實用和較為經濟的手段。
主要功能：
1、顯著提高抗車轍能力。
2、改善低溫抗裂性能。
3、減輕因交通荷載所造成的路面疲勞破壞。
4、提高瀝青混合料力學性能指標。
5、增強瀝青和集料的粘附力，并減輕路面剝落病害的發生。
6、改善瀝青抗老化性能，尤其因紫外線輻射所導致的老化。
基本作用原理：
1、增稠作用
在瀝青混合料工業拌合時加入抗車轍劑，使其充分融化；其部分融化成分在瀝青中以極為離散的狀態凝固，形成高強和穩定的固化結構；這種結構使瀝青具有較高的軟化點，增強了瀝青的稠度，降低了瀝青對溫度的敏感性。
2、粘連作用
另一部分融化的成分及少量未融化的成分裹附在石料表面，在石料與瀝青、石料與石料之間形成一個搭橋的作用，產生較大的粘結力，這就使得瀝青混合料具有穩定的結構。
3、增韌作用
抗車轍劑融化的成分部分與瀝青發生反應，提高了瀝青的彈性恢復性能指標，使得瀝青混合料的韌性增強。
對瀝青混合料的作用效果：
1、提高高溫抗車轍劑性能
2、提高抗疲勞性能
3、提高低溫抗裂性能
4、提高水穩定性能
應用優勢：
一、基本優勢
1、運輸：為固體顆粒，運輸方便、無需特殊運載工具。
2、貯存：在常溫即可貯存，不需要任何特殊設備。
3、施工：在拌合、攤鋪及碾壓過程中，不需要對設備進行任何改變。
二、性能優勢
1、車轍：在加入抗車轍劑后瀝青混合料的抗動穩定度較基質瀝青混合料提高800％，表面瀝青路面的抗車轍性能得到極大的提高。
2、疲勞：加入抗車轍劑后瀝青混合料的疲勞性能提高40％，瀝青路面的耐久性能得到了增強。
3、水穩：加入抗車轍劑后，瀝青混合料的凍融劈裂強度可達到97.9％，提高了瀝青路面抗水損害的能力。
4、低溫：加入抗車轍劑后混合料的大彎拉應變提高30％，彎曲應變能提高70％。同時瀝青結合料的彈性恢復性能也有很大的增強，通過諾謨圖得出其稠度不變溫度為10℃左右，因此適合用于防治產生溫度在10℃以下的溫縮裂縫。
三、經濟優勢
1、材料成本：使用后，較基質瀝青混合料增加成本10％-30％，具有非常合理的性價比。
2、設備成本：不需要添加任何設備，減少了其他添加劑所需要的設備成本。
3、管理成本：運輸、貯存和施工都非常簡單，很大程度上降低了管理成本。
使用說明：
一、室內試驗方法
1、石料加熱溫度：不低于185℃，并穩定半小時以上。
2、瀝青加熱溫度：按規范執行（一般不超過瀝青的老化溫度）。
3、加入抗車轍劑后干拌時間：50秒。
4、加入抗車轍劑瀝青后攪拌時間：3分鐘。
二、工業施工方法
1、石料加熱溫度：不低于185℃
2、瀝青加熱溫度：按規范執行（不超過瀝青的老化溫度）。
3、拌合方式及拌合時間：在石料干拌時，從拌合樓觀察窗口投入抗車轍劑，加入抗車轍劑后，增加干拌時間5—10s,其它不變。
4、其它程序按規范執行。
三、建議摻量
與瀝青混合料的重量比為0.28—0.5％（或根據設計添加）。
一、作用機理
1. 嵌擠作用:添加劑微粒在施工過程中由于高溫的作用而軟化,這些微粒在碾壓過程中熱成型,相當于具有高粘附性的單一粒徑細集料填充嵌擠到了集料骨架中的空隙,增加了瀝青混合料結構的骨架作用,加強了混合料之間的相互作用力,使混合料之間更加緊密,降低了成型路面的滲透性.同時增加了瀝青混合料承受荷載的能力。
2. 加筋作用:由于添加劑中聚合物形成的微結晶區具有相當的勁度,它在拌和過程中部分拉絲成塑料纖維,在集料骨架內搭橋交聯而形成纖維加筋作用.由于聚合物纖維的存在,它在膠結料中形成網狀,加強了瀝青礦粉膠結料體系相互作用和整體性.
3. 膠結作用:添加劑投入瀝青混合料的拌和鍋中,在170~180°C的溫度下,首先通過與礦料干拌,使它軟化,繼續加入瀝青拌和,添加劑顆粒與瀝青形成膠結作用，使瀝青性能得到改善.提高了瀝青的軟化點;降低了對溫度的敏感性;增加了瀝青與礦料的粘附能力。
4. 變形恢復作用:車轍三瀝青混合料添加劑的彈性成分在教高溫度時具有使路面的變形部分彈性恢復的功能,因而降低了成型瀝青路面的永久變形。 XY-K抗車轍添加劑經過和混合料的拌和過程,其顆粒在熱礦料的碰撞,剪切綜合作用下,促使添加劑實現四種作用過程,使瀝青混合料性能發生變化,達到提高和改善。
二、產品優點
1. 優越的性能能顯著改善瀝青混合料的高溫性能,提高混合料抗車轍能力,抗車轍能力可提高3~4倍.路面穩定性得到提高,馬歇爾穩定度提高了25%.瀝青混合料的彈性提高25%,改善了瀝青混合料的低溫柔韌性,提高了抵抗開裂的能力和水穩定性.提高了瀝青混合料的抗疲勞性能,延長瀝青路面的使用壽命.
2. 良好的性價比改性工藝簡單,使用靈活方便,不需要增加任何機械設備,減少設備投資的費用.減少了在改性瀝青在改性過程中的加熱環節,因而降低在改性過程中對瀝青性能的加熱影響,延長瀝青的使用壽命.少去了改性瀝青需要儲存的過程.而儲存不但增加瀝青的加熱時間,影響瀝青技術性能,而且容易使改性瀝青發生離析.XY-K抗車轍劑可以長期庫存不變質,XY-K與國內同類車轍劑相比擁有更好的價格性能比.
3. 不影響配合比設計選用其他改性劑改性瀝青時一般要考慮瀝青與改性劑的相容性.相容性不佳會影響瀝青的改性效果.而XY-K抗車轍劑可隨意選用瀝青而不會影響改性效果.在任何摻量下不改變瀝青混合料的級配,低摻量時(0.3%-0.5%)維持佳油石比不變,高摻量時(>0.5%)佳油石比適當增加01.-0.2%. |
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