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1、2005.3.4,MEADWESTVACO 沥青抗剥落剂,2,内容介绍,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 抗剥落剂性能评价方法 国内市场基本情况,3,内容介绍,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 抗剥落剂性能评价方法 国内市场基本情况,4,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,水损害介绍,(a) 泛油 (b) 车辙,5,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,水损害介绍,(a) 裂纹早期 (b) 裂纹严重现象,6,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,水损害介绍,(a) 麻面早期 (b) 麻面严重状态,7,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,水损害介绍,坑洞,8,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,
2、水损害机理 沥青和集料间的分离(detachment) 沥青和集料间的剥离(displacement) 自乳化(spontaneous emulsification) 孔隙压力诱导(pore pressure-induced damage) 水动力冲刷(hydaulic scour) 环境影响因素(effects of environment),综合影响!,9,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,水损害因素 沥青和石料材料选择 混合料配合比设计 防排水设计 结构整体设计 施工 养护 交通,10,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,水损害因素-沥青和石料材料选择,BITUMEN 沥青,AGGRE
3、GATE 集料,影响粘附力 的因素 表面能 表面 化学 物理嵌合力,界面间的 化学作用 极性物质 表面活性位 矿物学 浓度 电荷,11,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,水损害原因-沥青和石料材料选择 沥青成分和结构,分子间作用,交联作用,12,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,水损害原因-沥青成分-分子,(OH),近期的研究表明,plinuclear aromatic (PNA)分子是沥青质的主要成分 分子大小范围是12-24A These molecules also possess the highest amounts of heteroatoms and organometall
4、ics (Fe, Ni, and V) in bitumen, imparting polarity and alkane insolubility to this bitumen fraction.,13,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,(OH),Pi-bonding stabilization causes association of the PNA asphaltene structures.,Venezualan asphaltene, proposed for 510C residue by Carbognani, INTEVEP S.A. Tech Report 1992,水
5、损害原因-沥青成分-聚合体,14,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,Pi-bound PNA species further assemble into larger structures,Ultimately, forming various micellar structures.,水损害原因-沥青成分-胶束,15,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,据报道,沥青微胶粒大小约3纳米。而树脂酸沥青中次重的沥青片断,其组分包括萘酸,以稳定微胶粒,R,HO C,O,The number of fused rings ranges from 0 to 4. MW is generally 200
6、-400. C-7 to C-12 are mostly monocyclic. +C-12 are multicyclic.,Typical bitumen naphthenic acid in the resin fraction:,水损害原因-沥青成分-胶束,16,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,水损害原因-石料 物理和机械性能 孔体积和表面积 表面粗糙程度 尺寸大小 棱角 硬度,稳定度,化学和表面性能 晶型结构 表面官能团 -酸碱度/金属元素 电荷 水含量,17,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,水损害原因-石料-碱值,石料碱值测试结果,From: 高速公路沥青路面早期损坏分析
7、沈金安等,18,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,水损害原因-石料-不溶酸含量,McMann, M. from SHRP Reports,Increasing content of siliceous minerals leads to poorer adhesion. 提高硅酸盐矿物的含 量导致吸附性下降。,19,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,水损害原因-石料-电荷,. pH值中性附近,石灰石,dolomites,和含钙硅酸盐显示弱负电荷。,反之,象燧石,花岗岩,玄武岩,和砂岩 等硅酸盐显示出强的 负表面电荷。,20,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,解决方法 液体抗剥落剂,21,
8、公路水损害介绍、原因以及解决的办法,解决方法 液体抗剥落剂,22,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,沥青抗剥落剂 Pavebond Lite Morlife 300, 2200, 3300, 5000 Pave 192,23,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 液体抗剥落剂的分类,从化学反应吸附剂品种分类: 胺类(占98%) 非胺类,从配方组份分类: 单一组份配方 复合组份配方( 更能适应不同酸性的骨料, 主动抗水型均为复合组份配方),24,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 液体抗剥落剂的分类,从与骨料结合状态分类: 自身不抗水型 被动抗水型 主动抗水型,25,公路水损害介绍、原因以及解决
9、的办法 液体抗剥落剂的分类,主动抗水型,沥青路面的寿命取决于沥青和骨料的粘附性能。,26,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 液体抗剥落剂的分类,由于水膜及尘土的排斥,没有添加主动抗水型抗剥落剂的沥青无法与骨料紧密结合。,27,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 液体抗剥落剂的分类,美德维实伟克主动抗水型抗剥落剂使沥青可以穿透水膜,驱尘,并完全进入骨料表面的孔隙。在沥青和骨料之间形成很强的结合,从而使沥青混合料更牢固,增强整个路面结合,抵抗水分的侵蚀,延长道路寿命。,28,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 普通液体抗剥落剂的主要问题,化学合成薄弱(脂肪链长短,支链长短,功能基团的种类、数量、
10、空间位置) 气味大 热稳定性差 产品单一,29,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 美德维实伟克液体抗剥落剂,系列产品(PaveBond MORLIFE Pave 192) 复合组份配方 主动抗水型 无异味 优秀的热稳定性,30,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 美德维实伟克液体抗剥落剂,施工安全,环境安全 获 ISO9002 质量认证 世界上唯一的微标识检测法(PaveChek microtaggant )便于工程监督,31,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 美德维实伟克液体抗剥落剂,复合配方对不同骨料的适用性更佳,作用原理: 渗透剂 / 润湿剂 - 消除水膜和尘土对沥青和骨料粘附的阻碍
11、 化学反应吸附剂 - 成为沥青和骨料间的牢固桥梁 特殊的排斥水分组分 微标识剂,32,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 成本分析,液体抗剥落剂添加量通常为沥青重量的 0.25-1%,通常每公里 (双向)需约500公斤抗剥落剂 添加液体抗剥落剂的成本: W x 6% x 0.3% x 22 = 0.0039W 添加消石灰的成本: W x 94% x 2% x 0.17 = 0.0032W 添加水泥的成本: W x 94% x 2% x 0.30 = 0.0057W W: 沥青混凝土重量 美德维实伟克液体抗剥落剂添加量仅为沥青重量的不0.3%或更少,33,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 部分
12、应用工程实例,洛杉矶国际机场,所有跑道和停车区 旧金山国际机场,所有跑道和停车区 圣地亚哥机场,所有跑道和停车区 丹佛机场,所有跑道和停车区,: 密歇根州 94号 北卡罗来那州 40号 德克萨斯州 37号 田纳西州 40号 加里福尼亚州 5号 伊里诺易州 90号,34,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 部分应用工程实例,武汉长江大桥 武汉机场路 广东盐坝高速 宁波329国道,上海卢浦大桥 福建漳诏高速 银古高速 新疆巴昭段,35,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 使用美德维实伟克液体抗剥落剂的部分供应商,Shell (壳牌) BP/Amoco Ergon Marathon - Ashlan
13、d Petroleum Paramount Petroleum,Koch Materials(科氏材料) Chevron Huntway Refining Tesoro Refining Williams Refinery,众多的北美沥青供应商都是我们的稳定客户,36,内容介绍,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 抗剥落剂性能评价方法 国内市场基本情况,37,抗剥落剂性能评价方法,针对沥青: 常规水煮法 薄膜加热水煮法(仅相当于沥青拌和过程的老化),38,抗剥落剂性能评价方法,针对沥青混合料 沥青混合料浸水马歇尔试验(马歇尔残留稳定度) 真空饱水马歇尔试验 冻融劈裂试验(冻融劈裂强度比TSR)
14、TSR data sheet 根据美国公路战略研究计划(SHRP)superpave 统一 标准, TSR80%,39,抗剥落剂性能评价方法,交通部公路科学研究所Morlife 2200鉴定报告,玄武岩,试验条件,TSR,未掺剥落剂,室温,一次冻融循环,79.52,二次冻融循环,63.70,掺剥落剂,室温,一次冻融循环,86.27,二次冻融循环,79.74,40,抗剥落剂性能评价方法,冻融劈裂强度比提高明显,花岗岩,试验条件,TSR,未掺剥落剂,室温,一次冻融循环,78.94,二次冻融循环,59.03,掺剥落剂,室温,一次冻融循环,82.13,二次冻融循环,70.34,交通部公路科学研究所Mo
15、rlife 2200鉴定报告,41,国内市场基本情况,公路水损害介绍、原因以及解决的办法 抗剥落剂性能评价方法 国内市场基本情况,42,国内市场基本情况,消石灰 TJ 066 (同济) AR-68 (重庆公路科学研究所) ASA-9304 (吉林省石油化工设计研究院) 卡洛胺 (成都卡洛科技实业有限公司公司) PA-1 (西安公路研究所),43,Thanks!,44,公路水损害介绍、原因以及解决的办法,其他解决方法 Lime 石灰(通常是熟石灰)一般使用1-2%bwa 1) 改变骨料表面电荷 2) 与树脂酸构成不溶于水的羧酸盐 3) 使沥青膜变硬(也可以观测到抗老化性能),Portland cement 波特兰水泥作用原理与熟石灰相似,但更昂贵,Polymer latex 聚合体乳胶预先裹附在骨料上,与骨料表面相键合,在冻融试验中常观测到抗剥落性能。典型用量为0.5-1.5%bwa。,
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