一种沥青路面碾压用防冻隔离剂的研制

郑瑞红 李荣柱 马德崇

【摘 要】本文介绍了一种沥青路面碾压用防冻隔离剂的制备方法，及其隔离效果的室内表征。

【关键词】沥青 碾压 防冻 隔离剂 研制

在沥青路面的施工过程中，碾压是最后一道工序，碾压效果的好坏直接关系到沥青路面质量的好坏以及其物理力学性质和功能特性。高质量碾压既可以使沥青路面层达到高的压实度，又可以使沥青路面层具有良好的平整度。但是，在钢轮压路机碾压沥青混合料的过程中，往往会存在钢轮粘结沥青混合料的现象而影响碾压效果，为防止粘结，需要在钢轮表面喷洒防粘物质或隔离剂。

国内隔离剂的研究多集中在模板模具领域，针对钢轮或胶轮压路机使用的隔离剂研究较少。目前施工中实际使用的隔离物质多为水或柴油，而大量喷水会导致混合料温度骤降，影响碾压质量，柴油的使用存在安全隐患，研制高质量的隔离剂具有深远的社会效益和可观的经济价值。

本文所述的沥青路面碾压用隔离剂是山西省交通建设科技项目“沥青路面碾压用隔离剂的研制及应用”的研究成果。该隔离剂为选择多种乳化剂复配使用对一种聚硅氧烷乳化所得，其性质稳定，隔离效果持久，安全环保，并且能够在低温的环境下使用，防冻效果良好。

1 隔离剂配方的研制

1.1 实验原料（见表1）

1.2 实验设备（见表2）

1.3 实验过程（见表3）

1.3.1 实验概述

本文所述的隔离剂是通过选择多种乳化剂复配使用对聚硅氧烷类物质进行外乳化得到均一稳定的乳液体系，之后再加入多种助剂混合制得[1]。

1.3.2 乳化剂的复配及聚硅氧烷的乳化过程

将油酸和乙醇胺按比例混合均匀后加入聚硅氧烷中，用数显无极恒速搅拌器以500-1000r/min的转速搅拌均匀制得混合液A。

将op-10和tween 80按比例混匀后加入水中，用数显无极恒速搅拌器以500-1000r/min的转速搅拌均匀制得溶液B[2]。

将溶液B加入至混合液A中经高剪切分散即可制得白色聚硅氧烷乳液。实验过程中加入微量的正己醇可达到更好的乳化效果。

1.3.3 乳液体系中油、水和乳化剂最佳用量的确定

实验过程中采用离心析出率法表征乳化剂的乳化效果。将制得的乳液样品置于离心试管中，于3000r/min下离心30min后观察乳液离心析出率，若样品不稳定离心后会有析出、分层等现象，析出越少的样品证明稳定性越好。

分析表3数据可知，当聚硅氧烷、复配乳化剂、水三者的质量百分比为27.5%：5.5%：67%时可制得稳定乳液体系，改变三者的质量比则会出现明显的离心分层现象，无法得到稳定乳液。

1.3.4 隔离剂防冻效果的提高实验

在国标《沥青路面施工及验收规范》GB 50092—96中7.6.7条规定：当高速公路、一级公路和城市快速路、主干道施工气温低于10℃，其他等级施工道路施工气温低于5℃时，不宜摊铺热拌沥青混合料。当需要摊铺时采取如下措施：（1）应提高混合料拌和温度，使其符合7.2.4的低温施工温度要求。（2）运料车必须采取覆盖等保温措施。（3）应采用高密实度的摊铺机，熨平板应加热。（4）摊铺后紧接着碾压，应缩短碾压长度。

虽然上述国标规定了10℃以下不能摊铺热拌沥青混合料，但在北方秋冬季施工过程中往往存在秋冬季昼夜温差较大，白天温度满足要求，但夜间温度偏低导致施工中所用隔离剂或水冻结影响施工进度的问题，或是由于工期进度的要求，通过提高拌和温度和采取保温等措施，强行在低于10℃的温度下进行施工的问题。隔离剂如能具备较低的凝点，则可同时满足隔离剂在秋冬季储存过程中不冻结，可随取随用的要求，又能充分发挥与水相比不会降低路面摊铺温度，提高压实度的优点。因而进行降低隔离剂凝点的实验非常有意义。

选择常用液体防冻剂乙二醇和丙三醇按一定质量比加入到隔离剂配方中进行了多组隔离剂防冻实验。具体实验结果见表4：

分析表4和图1中数据可知，采用丙三醇作为防冻剂的效果明显好于采用乙二醇或者将乙二醇和丙三醇混合使用的效果。采用乙二醇作为防冻剂最佳掺量为1%左右时，隔离剂的凝点可降至-10℃以下，可以起到很好的防冻效果。

2 隔离剂的隔离效果研究

采用室内模拟方法。具体方法为选取35cm×50cm平底搪瓷托盘，在上面平铺AC-13沥青混合料模拟沥青混合料路面，制作半径为3.5cm，轮宽为3cm带有手柄的圆柱体钢轮模拟压路机钢轮。通过在小钢轮表面涂刷不同的隔离物质模拟沥青路面碾压防粘过程。

实验中我们选取水、植物油、柴油和自制隔离剂各10g分别均匀涂刷在自制小钢轮表面，然后握住手柄用小钢轮用均匀的力和滚速反复碾压搪瓷托盘上的沥青混合料，记录从开始碾压到小钢轮表面开始粘料的时间并记录实验现象。

从表5中得出结论，通过室内模拟实验（如图2）发现隔离剂的效果明显优于现在施工现场常用的水、植物油和柴油等物质，使用水需要反复大量喷洒，大量的水汽蒸发和流到摊铺路面上的水，会造成摊铺混合料的温度骤降，严重影响压实度，柴油和植物油的持续隔离时间也较短，损失量较大。该实验方法只能比较出不同隔离物质隔离效果的对比情况，其隔离作用的持续时间并不代表涂布于双钢轮压路机上的真实时间。

3 结语

本文所研制的隔离剂，在2013年9月灵河高速公路（神河段）LM4标段现场双钢轮压路机碾压施工过程中得到推广应用，据现场采集的数据表明，隔离剂的隔离效果良好，各项性能指标均达到了预期设计要求，得到了施工方的认可，通过了实际应用的检验。

参考文献

[1]潘慧铭，夏建明.有机硅隔离剂的进展[J].中国胶黏剂，第12卷第2期，56-58.

[2]张于良.AR沥青隔离剂的制备及应用[O].山西交通科技.2007（3），7-8.