書名: 低碳減排熱拌瀝青混合料研究作者名: 李振霞本章字數: 787字更新時間: 2021-04-30 19:59:32
3.1 溫拌技術作用機理
Evotherm溫拌添加劑的主要成分是路用表面活性劑。如圖3.1(a)所示,分子結構由兩部分組成:長碳鏈的親油基團(尾部)和親水的極性基團(頭部)。頭部親水、尾部親油的特性,決定了表面活性劑在介質中向界面位置富集的特性和特殊的介質溶解狀態。

圖3.1 溫拌添加劑(DAT)的幾種狀態
Evotherm直投式溫拌添加劑(DAT),實際上是表面活性劑水溶液。如圖3.1(b)所示,在水溶液狀態下,表面活性劑首先向水和空氣富集,頭部指向同樣非極性的空氣。當界面達到臨界狀態后,表面活性劑分子的親油尾部發生聚集,在親水的頭部向尾部聚集中心相反的部位發散,形成球狀的分子膠團,如圖3.1(b)所示。
在溫拌瀝青混合料拌和過程中,膠團周圍的水分迅速蒸發,而親油尾部接觸瀝青的機會大大增加,膠團發生反轉。親水頭部朝內,尾部融入瀝青中,將未及蒸發的水分包裹在膠團內部,如圖3.1(c)所示。
由于水的沸點與界面條件密切相關,在狹小空間、不同表面壓力情況下,水的沸點可能高于100℃。瀝青內部和集料的裂隙水分在溫拌條件下不會完全去除,而這些水分卻很容易被表面活性劑俘獲。DAT工藝本來就會引入水,而且拌和過程就是在熱量和瀝青作用下膠團反轉的過程,膠團俘獲水分的機會和水量均會進一步增加。
表面活性劑與水結合的反轉膠團在瀝青內部形成特殊的膜結構,如圖3.1(c)所示,使得表面活性劑在瀝青內部基本以單分子形式存在,盡管瀝青內部的含量僅有0.45%~0.75%,但與水結合在瀝青內部形式的膜結構數量卻相當可觀。這個具有潤滑作用的膜結構會明顯改善瀝青對石料的裹覆能力、拌和工作性和壓實密實過程,而同時并不顯著影響膠結料的黏度。
隨著時間的延長,水微粒上的表面活性劑會向極性更強的集料表面移動,使水微粒在瀝青中逐漸難以維系下去,當表面活性劑全部移至集料表面后,水微粒也隨之從膠結料中分離出來。因此,在溫拌瀝青混合料路面完工后,混合料中原有的水微粒結構基本完全消失,難以進一步壓密。