沥青混合料温拌机理研究论文_刘彦汝

沥青混合料温拌机理研究论文_刘彦汝

刘彦汝

山东建筑大学 山东省济南市 250100

摘要:温拌技术作为一种节能环保型的新型绿色路面铺筑技术已在国内外得到了广泛的研究和应用。温拌沥青混合料是指借助于物理或化学手段使其施工温度介于热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料之间,同时路用性能又不低于同类型的热拌沥青混合料。

关键词:沥青混合料;温拌

引言

随着公路里程逐年增加,大修养护中的废弃混合料也将不断增加,如果将废弃沥青混合料再次利用,不仅解决废旧料带来的环境污染问题,还能减少了原材料开发带来的环境破坏,具有良好的经济效益和环保效益。鉴于温拌技术的优势,在旧沥青混合料加入新的集料、沥青和温拌剂来降低混合料的拌和摊铺温度,与热拌沥青混合料以及热再生沥青混合料相比温拌再生沥青混合料的拌和温度可降低20-40℃,采用温拌再生技术可以有效缓解热再生沥青混合料高温拌和导致的问题。

目前,研究人员多采用一些宏观的物理力学方法来评价温拌沥青或沥青混合料(WMA)的水稳定性。张镇等试验表明Evotherm-WMA 比热拌沥青混合料(HMA)有更强的水敏感性[1]。郭平发现 Sasobit-WMA的长期水稳定性能明显低于HMA[2]。Shivaprasad等研究了掺加3种温拌剂(Aspha-min、Sasobit和 Evotherm)的温拌SMA的水稳定性,结果表明即使添加消石灰仍有32%的温拌SMA水稳定性不合格[3]。但是,Liu等研究表明Sasobit-WMA 降低了施工温度且对水稳定性影响不大[4]。肖飞鹏等研究表明在相同条件下添加 Aspha-min和Sasobit的 WMA水稳定性与HMA并没有显著差异[5]。Mogawer等也指出大部分温拌沥青混合料具有良好的抗水损害性能[6]。

1 温拌机理

不同的温拌技术有不同的作用机理,但其本质都是降低沥青在施工过程中的高温粘度,进而实现在较低温度下沥青混合料的拌和与压实。

1.1 有机添加剂温拌技术(Sasobit)

沥青中加入的有机降粘剂应该与沥青有较好的相容性,能够降低沥青的施工温度,不影响或改变沥青混合料的使用性能[7]。目前在世界范围内最具代表性的有机添加温拌剂为Sasobit(固体石蜡),它是德国Sasol Wax公司于1997年开发的一种新型聚烯烃类沥青普适改性剂,主要成分为正烷烃和异烷烃,其碳原子个数大约为37-115,熔点为100℃左右,外观为白色或淡黄色的小颗粒。当热沥青中加入Sasobit温拌剂时,Sasobit分子会进入沥青质-胶质片状分子之间,形成新的聚集体,此时沥青中的分子结构由较高层次转化为较低层次,释放出胶团结构中所裹覆的饱和成分,引起胶团体系的分散度增加,降低沥青的粘度。

1.2沸石温拌技术(Aspha-min)

沸石是网状的硅酸盐组合,其结构中有巨大的相互连通的空间。这些空间形成了各种尺寸较长、较宽的通道,可以容纳较大的阳离子以及相对较大的分子,使离子和分子更容易的进出沸石结构,便于水汽的挥发。目前沸石降粘技术的代表就是德国Eurovia公司开发的 Aspha-min技术,它是一种极细的白色粉末状的人工合成沸石,实为含结晶水21%左右的硅铝酸钠[8]。将沸石加入到热集料中,同时喷入沥青,沸石挥发出的水蒸气使沥青体积膨胀形成泡沫沥青,可以使沥青与集料在较低的温度下拌和均匀。

1.3乳化沥青温拌技术(Evotherm)

乳化沥青温拌技术是用一种特殊的高浓度乳化沥青Evotherm替代普通热沥青进行混合料的拌和[9]。Evotherm采用了化学外加剂和沥青分散技术,当它与热集料拌和时,乳液中的水以蒸汽的形式释放出来,降低了拌和与压实时沥青的粘度,并使其形成与热拌沥青混合料相当的裹附性能。

1.4表面活性技术(ZYF温拌剂)

表面活性剂的分子结构一般是由极性部分(亲水部分)和非极性部分(亲油部分)组成。当把离子型表面活性剂水溶液加入到沥青中搅拌均匀时,表面活性剂分子会在沥青微粒表面自由排列,亲油烃链端牢固地粘附在沥青微粒上,使沥青微粒表面带有一层电荷。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆亲水的离子基则与水接触,在沥青微粒表面形成一层水膜,降低了沥青微粒的表面张力,并且沥青微粒表面所带的电荷会使微粒与微粒之间产生静电排斥作用,此时沥青微粒会均匀地弥散在连续水相中,形成沥青微粒、表面活性剂和水的平衡状态,这种平衡状态阻碍了沥青微粒重新联接扩展成一片,降低了沥青的粘度,加上微量水的润滑和发泡作用,沥青与集料能在相对较低的温度下拌和[10]。表面活性技术的降粘机理相对较为简单,且添加剂本身的物理性能对胶结料和沥青混合料的性能影响较小,推广起来比较容易。

2 结论

虽然在温拌沥青的表面能研究方面有一些值得借鉴的结论,但是关于温拌SBS改性沥青的表面能研究尚未见报道。此外,沥青材料在施工过程与长期使用过程中,必然会产生一定程度的老化,从而影响其混合料水稳定性。考察老化对温拌沥青结合料粘附性的影响,对于理解温拌沥青混合料生产与使用过程中的水稳定性变化具有重要的理论意义。

参考文献

[1] 张镇,刘黎萍,汤文.Evotherm温拌沥青混合料性能研究[J].建筑材料学报,2009,12(4):438.

[2]郭平.Sasobit温拌沥青混合料水稳定性能研究[J].郑州大学学报:工学版,2010,31(5):36.

[3]Shivaprasad P, Xiao F P, Amirkhanian S. Moisture susceptibility of polymerized stone matrix asphalt mixtures using warm wix asphalt technologies using moist aggregates [J] ASTM Int, 2011,8(9):1.

[4]Liu J,Saboundjian S, Li P, et al, Laboratory evaluation of Sasobit-modified warm-mix asphalt for Alaskan condition [J].J Mater Civil Eng, 2011,23(11):1498.

[5]Xiao F, Jordon J, Amirkhanian S N. Laboratory investigation of moisture damage in warm-mix asphalt containing moist aggregate [J]. Transp Res Record,2009,(2126):115.

[6]Mogawer W, Austerman A, Kassem E,et al. Moisture damage characteristics of warm mix asphalt mixtures [J], J Association Asphalt Paving Technol,2011,80:491.

[7]孟良.温拌沥青混合料使用性能研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2011.

[8]吴奇峰.橡胶沥青混合料温拌技术的研究[D].西安:长安大学,2011.

[9]李鑫,宋晓燕,张卫忠.基于表面活性技术的温拌沥青混合料压实特性的研究[J].公路,2013(4):103-107.

[10]吕威.温拌改性剂对沥青及沥青混合料路用性能影响研究[D].西安:长安大学,2012.

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四、结束语

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参考文献

[1]施琦.国企内审存在的问题及对策[J].冶金财会,2011.

[2]周晓莉,解析如何强化国企内部审计[J].现代商业,2013 .

[3]刘梅,徐竹冰.集团管控模式下国企内部审计的问题与对策[J].财务与会计,2018.

[4]范文倩,罗文波.地方性国企内审部门配置存在的问题及对策探究[J].中国乡镇企业会计,2018.

论文作者:刘彦汝

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年17期

论文发表时间:2019/11/22

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