融雪彩色沥青混合料在运河公园漕运码头道路工程应用 ■记者 刘偶/摄
小雪速融、中大雪不结冰、所有沥青路面均可自选颜色……近日,由北京市政路桥建材集团最新研发的融雪彩色沥青混合料在北京副中心大运河畔的应急避险工程和运河公园漕运码头道路工程应用。市政路桥建材集团研发中心项目负责人布海玲介绍,融雪彩色沥青融合了当前城市对沥青路面防冰融雪和丰富城市道路景观色彩效果两大需求,为城市路面材料提供了新的选择。
融雪彩色沥青从“零”研发
近年来,随着融雪沥青混合料和彩色沥青混合料在全国多地成功应用,市政路桥建材集团作为北京市沥青混合料类建材研发龙头企业,开始尝试对融雪彩色沥青进行技术攻关。“相比常规黑色融雪沥青混合料,我们希望让‘沉稳’的融雪沥青路面也能带有‘活力’,可以适应更多如厂区、学校、公园以及需要具有彩色标识的公路路面等场景。”布海玲说。
在常人看来,既然融雪沥青混合料和彩色沥青混合料都已是成熟产品,研发融雪彩色沥青混合料无非就是在黑色融雪沥青中添加彩色染料,可在实际研发过程中,由于该产品融入了脱色沥青和色粉,使其材料内部产生了更为复杂的交互作用,因此研发过程整整花费项目团队一年的时间。
布海玲告诉记者,常规融雪沥青混合料由沥青、石料、矿粉、融雪材料等组成,而当涉及彩色沥青后,传统黑色沥青材料就要被脱色沥青和色粉所替代,其材料特性就从传统石油提炼物变为树脂类聚合物,同时其低温延度和粘度等都随之发生改变。“由于彩色沥青混合料本身材料特性,某些类型的彩色沥青材料会出现开裂问题。”布海玲说。
为了有效解决融雪彩色沥青路面由于开裂造成的松散剥落甚至水稳定性不足等问题,项目团队综合考虑彩色沥青胶浆、路用性能、表面功能、防冰雪特性和路面景观色彩呈现效果等问题,通过机理分析、配方调试、性能测试等,进行了上百次材料配比尝试,终于在一年后让融雪彩色沥青混合料完美亮相,并形成了集材料开发、配合比设计、混合料生产及施工于一体的成套融雪彩铺路面技术。相比市场同类产品,该产品融雪防冰性能提升60%,抗裂性能提升40%。
拌合时间精确到秒
融雪彩色沥青混合料虽然具有色彩丰富、色泽鲜艳持久、不易褪色等优点,但在实际拌合加工过程中,色泽把控、颜色统一极难控制。“多一秒,颜色发黑,少一秒,颜色就差口气。”负责试验生产任务的市政路桥建材集团通州厂质量技术部部长杜岩说。
杜岩告诉记者,由于脱色沥青属于基于橡塑共混改性的树脂类聚合物,因此其加热软化点相较普通沥青要低。在加热拌和时,加热温度必须控制在140-150摄氏度之间,较正常温度降低10-20摄氏度,同时拌和时间要比常规沥青有所加长,平均一锅沥青拌和时间要视沥青颜色把控在1分钟左右。“这里面每种色料的加热、拌和时间都不一样,像配制正红色融雪彩色沥青,我们在选择色料的时候就要选择颜色浅的粉红色色料,然后通过拌和温度、时间控制,将其加工至合适颜色,如果当时就选择正红色色料,最终加工出来的沥青就会呈枣红色。但是如果是做灰色融雪彩色沥青,我们原材料就要选择颜色深的,同时加工时间也要有所改变。”杜岩说。
融雪彩色沥青对所有原材料的投放顺序和时间把控也有着严苛要求。“先投石料,拌和10秒后投入脱色沥青,拌和5秒后再投入矿粉……”杜岩说,经过前期数十次试验,发现4-5吨容量的搅拌机由于空间大、搅拌充分最适合加工此类产品,同时投料一定要按先后顺序,投放时间必须精确到秒,否则哪怕差一秒,出来的沥青颜色都会出现色差。
改良融雪材料提升防滑性能
“相比颗粒状融雪材料,我们全部采用自主研发的粉末状融雪产品,不但可以更好地发挥其融雪作用,同时可提升路面防滑性能20%以上。”布海玲说。目前市面上融雪材料依据形态不同,可分为颗粒类融雪材料和粉末类融雪材料两大类。研发人员告诉记者,在研发融雪材料过程中,通过对5种载体、15种封装材料和近20种冰点下降材料分别进行筛选、组合、配比,并进行微观和宏观试验对比分析,最终研发出的粉末状融雪材料呈现的效果最为优异,不但加工方便,同时在后期生产、施工等环节也具有较强优势。
杜岩告诉记者,一般颗粒类融雪材料由于其材料形态,在路面摊铺碾压后会出现大量残留的白色点状物,因此会影响道路表面的美观效果。“更关键是颗粒类融雪材料,因其配方工艺特点,在生产时需要加入更多的沥青材料,这在一定程度上降低了路表的抗滑性能,也会对混合料的高温稳定性能产生一定不利影响,因此相较而言,粉末类融雪材料表现则会更好。”布海玲解释说。
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