关于沥青混合料抗剥落性能的探讨[/size][/size]

张[/size]  [/size]健[/size][/size]

摘要：[/size][/size]

关键词：[/size][/size]





[/size]1.[/size]概述[/size][/size]

随着高速公路的不断发展，随之而来的沥青路面早期破坏严重影响了高速公路的路用性能，其中水损害⑴占早期破坏的相当比例。沥青路面水损害主要是由于行车过程中动水压力对集料的冲刷，导致沥青膜与集料剥离。除了集料之间的嵌锁作用外，沥青与集料之间的粘附力决定了沥青混凝土的强度。因此，提高沥青与集料之间的粘附性能对降低早期水损害有极大的帮助。[/size][/size]

2.[/size]公路现状[/size][/size]

从高速公路路面面层结构层设计角度看，设计单位都会要求中下面层材料与沥青的粘附性大于等于[/size]4[/size]级，上面层达到[/size]5[/size]级，同时上面层集料磨光值大于[/size]42[/size]％。因此首选的中下面层材料是石灰岩，上面层为优质的玄武岩或辉绿岩。但是实际路面施工过程中，由于受原材料地域限制，施工单位有时只能就近取材，而原材料与沥青的粘附性很难完全达到设计要求，甚至中下面层用石灰岩由于方解石含量超标，石灰岩的粘附性也很难达到设计要求的大于等于[/size]4[/size]级。因此市场上出现了形形色色与沥青路面有关提高抗剥落性能的产品。其中最主要的是液态抗剥落剂类产品，另外还有固态抗剥落剂、对集料进行碱化处理等多种提高抗剥落性能的处理方法。[/size][/size]

3.[/size]掺抗剥落产品及措施[/size][/size]

在拌和站现场施工过程中，现行的做法都要求回收粉尘要全部排除，同时掺加矿粉作为填料。矿粉主要是通过石灰石碾磨过筛后获得，矿粉的主要成分为[/size]CaCO3[/size]，属于强碱弱酸盐。矿粉成弱碱性，本身就带有提高抗剥落性能的作用。但由于矿粉碱性较弱，提供抗剥落性能不明显。[/size][/size]

能较大程度提高集料与沥青抗剥落性能的产品及措施主要有：[/size][/size]

3.1[/size]有机高分子材料的抗剥落剂[/size][/size]

3.1.1[/size]胺类抗剥落剂[/size][/size]

市场中绝大部分的液态抗剥落剂产品都属于胺类抗剥落剂，该类产品⑵主要存在三大缺陷：一是热稳定性差，在沥青路面拌和加工过程中（[/size]140[/size]～[/size]18[/size]0[/size]℃[/size]）容易分解，不仅会失去抗剥落效果，同时在存储和使用过程中产生氨气，污染环境；二是抗剥落剂与集料表面仅仅形成物理吸附，对酸性石料的吸附能力非常有限；三是部分的抗剥落剂本身不抗水，甚至是溶于水，更无从谈及抗水损害。因此胺类抗剥落剂在高速公路的使用过程中应千万慎重。主要可通过溶解或乳化溶解试验来检验其溶水性；通过[/size]RTFOT[/size]（甚至更高温度，以实际生产中沥青混合料拌和温度为准）后的沥青进行粘附性试验以检验其粘附性，同时集料本身尽量是非酸性石料。[/size][/size]

3.1.2[/size]含磷羟基抗剥落剂⑶[/size][/size]

    [/size]以含磷羟基有机物为主要成分的非胺类沥青抗剥落剂，有效的避免了胺类抗剥落剂的两大缺陷，高温稳定性好、与酸性石料形成化学吸附。其中最为关键的是化学吸附，能提高沥青路面的耐久性能，减少早期水损害。[/size][/size]

3.2[/size]消石灰[/size][/size]

3.2.1[/size]石灰水处理[/size][/size]

采用[/size]20%[/size]的石灰水对集料进行预处理[/size],[/size]使得集料表面裹复一层消石灰[/size],[/size]增加粘附性能。在实际施工过程中，该做法实施有难度，一方面增加设备投入，另一方面集料湿润后增加沥青混凝土拌和楼的工作压力，增加燃油费用。[/size][/size]

3.2.2[/size]消石灰填料[/size][/size]

    [/size]用[/size]2[/size]％以内的消石灰作为填料替代矿粉，减少集料表面负电荷，减小集料亲水性。该方法在施工过程中操作简便，节约路面成本。[/size][/size]

3.3[/size]水泥[/size][/size]

水泥与消石灰的处理方法基本相同，一是用水泥浆处理，另一种是用水泥替代矿粉，增加填料的碱性。[/size][/size]

3.4[/size]各种方法评价[/size][/size]

从施工角度来说，用消石灰做填料是一种最经济、最简便、效率最高提高集料与沥青粘结性能的方法，而且吸附作用是化学吸附。下面就施工过程中如何用好消石灰填料，谈谈自己的看法。[/size][/size]

4.[/size]使用消石灰的注意事项[/size][/size]

    [/size]由于消石灰生产还没有完全产业化，大部分的消石灰加工企业仍属于“作坊”式生产，消石灰的质量难以稳定。在实际使用过程中，根据我们所需要的路用性能，应在以下几方面注意：[/size][/size]

4.1[/size]有效氧化钙含量[/size][/size]

    [/size]这是消石灰产品质量的最直接保障，[/size]Ca(OH)2[/size]的含量直接关系到消石灰的碱性程度，也就直接关系到沥青与集料之间的分子作用力，特别是酸性石料的亲水作用。[/size][/size]

4.2[/size]安定性[/size][/size]

    [/size]有试验表明⑷，当消石灰的氧化钙含量超过[/size]5[/size]％以后，体积安定性不合格。但通过试验表明，当掺入[/size]3[/size]％消石灰后，边部就会出现细微的裂痕，体积安定性出现异常。因此，应控制消石灰中生石灰含量小于[/size]3[/size]％。这就要求消石灰在生产加工过程中确保用水量，是消石灰彻底消解。[/size][/size]

4.3[/size]拌和设备要求[/size][/size]

    [/size]实测消石灰表观密度[/size]2.2g[/size]/cm3[/size]左右，堆积密度[/size]0.95 g[/size]/cm3[/size]左右，在沥青混凝土拌和站填料称重过程中，不会像矿粉那样下降速度快，这就要求称重过程适当延长，做到计量准确。或者有条件可事先将矿粉和消石灰按质量比例混合后，同时加入粉罐，增加施工便利。[/size][/size]

4.4[/size]施工温度及掺量⑸[/size][/size]

由于掺入适量消石灰后，沥青的针入度会下降，软化点和粘度升高，最好通过粘度试验，确定掺入消石灰后的粘温曲线确定沥青混合料的拌和及碾压时间。[/size][/size]

由于消石灰掺量超过[/size]2[/size]％以上后，沥青拌和温度提高很大，容易使沥青老化，因此消石灰的掺量控制在[/size]2[/size]％以内。[/size][/size]

4.5[/size]含水量[/size][/size]

由于空气中含有水分和[/size]CO2[/size]，消石灰在空气中容易受潮变质，变质后的消石灰即转化为[/size]CaCO3[/size]，降低抗剥落性能。另外受潮后的消石灰容易结团，将受潮的消石灰加入拌和过程中，结团的消石灰仅仅是在表面裹复一层沥青膜，中间部分不能与沥青完全接触，施工现场将会出现白点，既影响施工现场的外部形象又降低了抗剥落性能。因此施工中，合理计算工期安排，尽量减少消石灰在空气中的暴露时间。[/size][/size]

5.[/size]结束语[/size][/size]

5.1[/size]选用有机高分子材料的抗剥落剂作为抗剥落剂时，建设、施工单位尽量慎重。[/size][/size]

5.2[/size]选用消石灰作为抗剥落剂时，增加检测方法和频率，确保消石灰本身质量合格。[/size][/size]

5.3[/size]由于水泥的产业化程度较高，在掺入水泥做填料能够满足粘附性要求的前提下，可优先考虑水泥作为抗剥落剂。[/size][/size]

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⑴沙庆林[/size].[/size]高速公路沥青路面早期破坏现象及防治[/size][/size]

⑵沈金安[/size].[/size]沥青路面的水损害与抗剥落性能评价[/size][/size]

⑶朱大章[/size].[/size]孙晓宇等[/size].[/size]非胺类沥青抗剥落剂的备制及性能[/size][/size]

⑷曹洪德[/size].[/size]王捷[/size].[/size]掺消石灰改善沥青混合料抗剥落性能的试验研究[/size][/size]

⑸曾坚坚[/size].[/size]掺消石灰改善沥青与酸性矿料的粘附性[/size][/size]