益路™温拌添加剂

       益路™ 温拌(Evotherm)是美国美德维实伟克公司沥青革新产品部开发、上海龙孚材料技术有限公司在国内总代理的的温拌沥青混合料添加剂是新一代的道路施工解决方案,它使用在混合料生产时添加一种具有乳化、抗剥离、降粘等多种性能的化学添加剂,达到显著降低沥青混合料的生产和施工温度。温拌沥青混合料技术,是指介于热拌沥青混合料和常温拌合混合料之间的沥青混合料拌合技术。在同样原材料条件下,温拌拌合温度和压实温度一般比热拌低30~50℃。温拌沥青混合料技术的核心是,采用物理或化学手段,增加沥青混合料的施工操作性,在完成混合料成型后,这些物理或化学添加剂不应对路面使用性能构成负面影响。

益路™ 温拌添加剂具有如下特点:

1. 环保节能

2. 经济—拌和成本下降

3. 安全

4. 耐用性能好,易于碾压

5. 有技术优势,降温幅度更加显著

 

益路™ 温拌添加剂的技术优势
        降温幅度更加显著。视不同的材料条件,施工温度降幅达30~60 ℃,是已有温拌技术中施工温度幅度最大的一种,因而也是最节能和操作性最好的一种。燃油消耗下降30-40%,每吨混合料节约燃油约3升。
1、沥青路面施工的灵活性、便利性增加
由于料温与环境温度的差异缩小,温拌沥青混合料的储运过程中降温速率下降,允许储存时间和运输时间均显著延长。温拌沥青混合料卸车时料车底部因低温产生附聚和混合料粘料车现象也显著减少。降温速率减缓,混合料的可压实时间显著延长,压实更有保障。同时,更易于边角和补救位置的手工操作。温拌混合料对路表和环境温度的要求相对低,路面施工季节和日施工时间延长,比热拌更适合夜间施工。温拌混合料完成压实后,其温度已经处在较低水平。完工后开放交通的时间提前,从而减少施工作业队交通的干扰。

2、益路™ 温拌技术对原有混合料生产、施工工艺、配比设计和质量控制环节的影响很小,同时,能够适用于几乎全部的沥青混合料类型。在生产过程中,只是可以通过开闭添加剂喂入系统以及适当调整石料温度,就可以实现温拌料和热拌料生产的即时切换。因而,该技术可称为推广难度最低的温拌技术。
3、和已有拌合楼对接最方便,需要进行的拌合楼改造最小。沥青的添加采用独立的系统,系统对拌合楼的要求。
4、由于施工温度更低,添加剂残留掺量仅为约0.5~1%, 添加剂本身的物理性能对胶结料性能的影响忽略不计。另一方面,添加剂主材采用了对粘结有利的胺类物质,化学上能够改善沥青对集料的裹覆和粘结。同时,沥青在施工过程中的老化显著减缓(混合料回收物残留针入度比热拌工艺增加20个百分点)。几方面因素共同作用,沥青抗水损坏能力和低温性能改善(据NCAT评估结果,Evotherm温拌试件的冻融劈裂强度比高居各温拌技术榜首,超过热拌工艺添加抗剥落剂的效果),疲劳性能亦优于热拌工艺。由于沥青与集料的粘结改善,高温稳定性亦有不同程度的提高。

 

            益路™ 温拌主要成分是路用表面活性剂,分子结构由长碳链的亲油基团(尾部)和亲水的极性基团(头部)组成,如图A。


       益路™ Evotherm温拌添加剂使用时是稀释的表面活性剂水溶液。在一定浓度的水溶液状态下,表面活性剂分子的亲油尾部发生聚集,而亲水的头部向水中发散,形成球状的胶团,如图B。在温拌沥青混合料拌和过程中,胶团周围的水分迅速蒸发,而亲油尾部接触沥青,胶团发生反转。亲水头部朝内,尾部融入沥青中,将混合料中微量的水分包裹在胶团内部,如图C。     

       众所周知,水的沸点与界面条件相关,在毛细空间、水分子蒸发需要极大的能量,水的沸点可能远高于100℃。即使是高温的混合料中也存在微量的水分。这些水分和添加剂水溶液残留的水分很容易被表面活性剂俘获到反转胶团结构中。 

       表面活性剂与水结合的反转胶团在沥青内部形成特殊的膜结构,如图D,具有润滑作用,会明显改善沥青对石料的裹覆能力、拌和工作性和压实密实过程,而同时并不显著影响胶结料的粘度。

 

益路™温拌过程没有影响沥青混合料的材质和性能

      益路™ Evotherm温拌混合料完成碾压后,表面活性剂将向石料与沥青界面位置转移,在沥青中的残留很少。研究证明了这个过程。研究测量沥青中表面活性剂的含量。实验分为两组,一组是添加剂原液按照三个比例(0.0%、0.5%和1.0%)与沥青预混,直接测试添加剂含量,如图1所示,测试结果反应了添加剂比例的不同。另一组是同样按三个比例配制沥青,将沥青分别在温拌条件下与粗集料进行拌和,拌和毕后冷却,随后将混合料放入底部密布小孔的容器,在150℃条件下进行析漏试验,取出漏下的沥青样品,再次进行添加剂含量测试。如图2所示,三个比例沥青样品的添加剂含量较低且基本一致。(沥青中天然地含有一定与添加剂相同的成份)试验结果直接证明了,在混合料成型完毕后,表面活性剂向沥青和石料界面的转移,微量的水份也被表面活性剂排出到混合料表面。
        此实验证明了使用益路™Evotherm的温拌混合料的温拌特性经碾压成型的过程后消失,具有不可逆性。沥青混合料基本还原,不受温拌过程影响。另一方面此实验证明了益路™Evotherm温拌添加剂如何在提高沥青与石料粘附力,改善混合料水稳定性方面发挥作用。

 


沥青混合料水稳性、热稳性得到改善
        如原理所述,表面活性剂(内含抗剥落组分)在成型后会向沥青与石料界面位置富集,形成化学粘结加强,提高混合料抗水损坏能力,沥青老化减轻也对粘结有利。粘结力的提高,对高温稳定性也有明显的好处。另一方面,温拌沥青混合料的胶结料粘度大(温度低),细料和胶浆沿厚度方向的离析显著减轻,也一定程度提高了混合料。

                      



        表一和表二是代表性的对比数据。通常情况下,温拌混合料会比热拌混合料(配比和体积参数几乎一样的前提下)冻融劈裂比高,而动稳定度温拌也要高20-50%。这个统计规律,不仅在国内项目充分体现,与国外的相关研究应用结果也基本吻合。


                          


沥青老化减轻,混合料疲劳抗裂性能得到改善
        沥青的老化与温度的呈指数关系,在某个温度以上会急剧发展,剧烈老化通常伴随大量的烟气,意味着剧烈氧化和轻质成分的大量损失。益路™拌温度比热拌降低30℃以上,可以将温度控制在老化温度拐点之下,避免剧烈老化。同时,由于益路™温拌沥青与石料的粘附力增强,材料的抗开裂性能、疲劳寿命以及耐久性能得到显著提高。表1是中国交通部公路院同一配比条件下用轮碾成型试块切割小梁进行的弯拉疲劳试验的结果,温拌疲劳寿命提高幅度显著。表2的间接疲劳作用结果体现了同样的趋势。图3和图4是美国得克萨斯州公路署TxDOT使用TTI Overlay Test试验进行的抗裂性试验。温拌混合料的抗裂破坏循环次数是普通热拌的抗裂破坏循环次数的十倍以上。

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