在市政彩色透水沥青路面施工中,彩色透水沥青路面增强剂是提升路面综合性能的关键材料,尤其在江苏方杉新材冷拌技术体系下,其合理应用可大幅优化路面质量与寿命。
一、增强剂核心功能
- 提升粘结强度:彩色透水沥青路面增强剂能显著增强沥青与集料间的粘结力。以江苏方杉新材冷拌彩色透水沥青混合料为例,普通施工工艺下,集料与沥青粘结强度可能在 1.0 - 1.2MPa,添加增强剂后,粘结强度可提升至 1.5 - 2.0MPa。这主要得益于增强剂中含有的特殊聚合物成分,如某些硅烷偶联剂或高性能树脂,它们可在沥青与集料界面形成化学键或物理吸附,有效防止集料在车辆荷载、雨水冲刷下脱落,减少路面松散、坑洼等病害。
- 优化透水性能:增强剂在保障路面结构稳定的同时,有助于维持或改善透水性能。一方面,它能调整沥青的流动性和粘性,使沥青在集料表面均匀包裹的同时,不堵塞集料间的孔隙;另一方面,如一些纳米级的增强剂成分可在孔隙表面形成憎水薄膜,防止灰尘、杂物进入孔隙,确保孔隙率维持在 15% - 22% 的合理范围,保证透水系数≥1.0×10⁻³m/s,满足市政道路排水需求。
- 增强耐久性:彩色透水沥青路面长期受紫外线、雨水侵蚀、温度变化及车辆荷载作用,易出现老化、开裂等问题。增强剂中的抗老化成分(如抗氧剂、光稳定剂)可有效抑制沥青的氧化和老化,减缓性能劣化。同时,其增强的粘结力和结构稳定性,能提高路面的抗疲劳性能和抗冻融性能。经测试,添加增强剂的彩色透水沥青路面,在经过 800 次冻融循环(-20℃至 25℃)后,仍能保持良好的结构完整性,无明显裂缝和松散现象,使用寿命相比未添加增强剂的路面可延长 2 - 3 年。
- 改善色彩稳定性:对于市政彩色透水沥青路面,色彩保持鲜艳持久至关重要。增强剂中的某些无机颜料分散剂和保护剂,可使无机耐候颜料在沥青中均匀分散,避免颜料团聚和沉降。同时,这些成分能在颜料表面形成保护膜,增强颜料的耐紫外线、耐酸碱性能,经 1000 小时紫外线老化试验,色差 ΔE≤2,确保路面色彩 5 年内基本无明显褪色,维持良好的景观效果。
二、主要成分与类型
- 聚合物类增强剂:以丙烯酸酯、聚氨酯等聚合物为主要成分,这类增强剂具有良好的柔韧性和粘结性。在江苏方杉新材的应用实践中,将丙烯酸酯聚合物增强剂按 2% - 5% 的比例添加到冷拌彩色透水沥青混合料中,可使路面的拉伸应变提高 30% - 50%,有效抵抗路面因温度变化产生的收缩应力,减少裂缝产生。其作用原理是聚合物分子在沥青中形成三维网状结构,增强沥青的内聚力和柔韧性,同时与集料表面形成较强的粘附力。
- 矿物类增强剂:如硅灰、偏高岭土等矿物材料。硅灰具有极高的比表面积和火山灰活性,能与沥青中的某些成分发生化学反应,生成具有凝胶性质的物质,填充沥青内部和集料间的微小孔隙,提高路面的密实度和强度。在方杉新材的施工案例中,在冷拌彩色透水沥青中添加 3% - 8% 的硅灰,可使路面的抗压强度提高 15% - 25%,同时改善路面的抗渗性和抗化学侵蚀性。
- 纤维类增强剂:包括玄武岩纤维、木质素纤维等。以玄武岩纤维为例,其具有高强度、高模量、耐高温、耐化学腐蚀等特性。在彩色透水沥青路面中,玄武岩纤维可均匀分散在沥青混合料中,起到加筋和桥接作用,增强路面的抗拉、抗剪强度,提高路面的抗疲劳性能。当在冷拌彩色透水沥青中添加 0.3% - 0.5% 的玄武岩纤维时,路面的疲劳寿命可延长 2 - 3 倍,有效抵抗车辆反复荷载作用下产生的疲劳破坏。
三、施工配比与使用方法
- 施工配比:
- 聚合物类增强剂:一般占沥青用量的 2% - 5%,具体比例需根据路面设计要求、交通荷载等级及环境条件通过试验确定。例如,在交通流量较大的市政主干道,可适当提高聚合物增强剂的比例至 4% - 5%,以增强路面的抗车辙和抗疲劳性能;而在非机动车道或公园步道等轻交通区域,2% - 3% 的比例即可满足需求。
- 矿物类增强剂:硅灰等矿物类增强剂通常占沥青用量的 3% - 8%。在高温多雨地区,为提高路面的耐久性和抗渗性,可将硅灰比例控制在 6% - 8%;在一般环境条件下,3% - 5% 的硅灰添加量能有效改善路面性能。
- 纤维类增强剂:玄武岩纤维、木质素纤维等纤维类增强剂的添加量一般为沥青混合料质量的 0.3% - 0.5%。在易出现裂缝的路段(如旧路改造、填挖交界部位),可适当增加纤维用量至 0.4% - 0.5%,增强路面的抗裂性能。
- 使用方法:
- 与沥青混合:在江苏方杉新材冷拌彩色透水沥青混合料生产过程中,增强剂应与沥青充分混合均匀。对于聚合物类增强剂,可先将其溶解在适当的溶剂中,再与沥青搅拌混合;矿物类增强剂和纤维类增强剂可在沥青搅拌过程中直接加入,通过强力搅拌设备确保其均匀分散在沥青中。
- 与集料拌合:增强剂与沥青混合均匀后,再与彩色集料进行拌合。在拌合过程中,要严格控制拌合时间和温度(冷拌沥青温度一般控制在 0 - 40℃),确保沥青与集料充分裹覆,增强剂能发挥其增强作用。例如,采用强制式搅拌机进行拌合,聚合物类增强剂参与的混合料拌合时间一般控制在 3 - 5 分钟,矿物类和纤维类增强剂参与的拌合时间可适当延长至 5 - 8 分钟。
- 施工注意事项:
- 增强剂在储存和使用过程中要注意防潮、防晒,避免其性能受环境因素影响。例如,聚合物类增强剂若受潮,可能会发生水解反应,降低其增强效果;矿物类增强剂若长期暴露在阳光下,可能会发生物理性质变化。
- 在施工过程中,要确保增强剂与沥青、集料的拌合均匀性,避免出现局部增强剂浓度过高或过低的情况。可通过定期抽样检测混合料的性能指标(如粘结强度、抗压强度等),来监控增强剂的拌合效果。
- 增强剂的添加可能会对沥青混合料的施工和易性产生一定影响,如聚合物类增强剂可能会增加沥青的粘度。在施工时,可适当调整沥青的配方或添加少量稀释剂,以保证混合料的摊铺和压实性能。