轮胎式压路机用沥青防粘隔离剂应用研究

摘 要

分析了沥青防粘隔离剂的应用现状及存在问题，阐述了HZ沥青防粘隔离剂的技术原理。采用HZ沥青防粘隔离剂和菜油、柴油对比，通过对沥青三大指标及沥青混合料马歇尔稳定度影响分析，试验结果表明:HZ沥青防粘隔离剂对沥青性能影响不大，菜油对沥青有一定的溶解作用，柴油对沥青有明显的稀释作用。工程应用效果表明，该沥青隔离剂用于轮胎式压路机的隔离效果良好，胶轮碾压后，石料表面的沥青膜完整，路面密实黑亮。

关键词

轮胎式压路机 | 沥青路面 | 防粘 | 隔离剂

沥青防粘隔离剂应用现状及存在问题

沥青路面施工过程中，沥青优良的粘附性导致了热沥青混合料对路面施工工具的粘附，这不仅影响了沥青路面的施工进度，增加施工工人的劳动强度，而且对沥青路面的压实产生负面影响。随着改性沥青的普遍应用，上述问题更加突出。《公路沥青路面施工技术规范》明确规定，在沥青混合料运输及压实成型中，运料车厢板及碾压轮上需涂抹隔离剂或防粘结剂以减轻沥青混合料沾粘问题，但是并未给出具体的隔离剂类型、控制指标和使用方法。目前，国内隔离剂市场较为混乱，沥青路面碾压施工中钢轮压路机普遍采用洒水方法来防止粘轮，大量的洒水使混合料表面温度降低较快;而轮胎式压路机普遍使用菜油、地沟油、柴油或菜油和柴油的混合液等作为隔离剂，此类隔离剂对沥青膜具有显著的溶解作用，易造成路表沥青膜易剥落，路表集料裸露，从而加速沥青路面早期水损坏的产生。

国内沥青隔离剂的研究较少。郑瑞红等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。张于良介绍了乳液型AR沥青隔离剂的制备过程，以及室内、施工现场的应用情况。襄成牌沥青隔离剂是引进美国技术，以植物油为基础生产的专用隔离剂。据目前市场反应，上述沥青隔离剂工程实际应用较少。

国外在沥青隔离剂的应用上比较关注环保性的要求。研究发现和沥青表面张力(沥青表面张力约为27×10^-5N/cm)相差很大的物质对沥青混合料的隔离效果比较好。但是表面张力太大，在施工工具上的成膜性不好，成膜不均匀。相反，表面张力越小，在施工工具的表面成膜性越好，成膜越均匀。因此，小表面张力的材料是目前国内外的一个发展趋势。

综上所述，国内对沥青隔离剂的使用大多停留在“必须使用”阶段，但对于“使用什么”和“如何使用”均研究较少，尤其是隔离剂的检测方法和应用标准国内几乎为空白。因此，积极寻找和研制环保性好、对人体无伤害、具有满意隔离效果和有效持续隔离时间长的沥青隔离剂迫在眉睫。

HZ沥青防粘隔离剂的技术原理

隔离剂是一种操作型助剂，是用在两个彼此易于粘着的物体表面的一个界面涂层，它可使物体表面易于脱离、光滑及洁净。隔离剂通过和模具表面形成化学键或物理吸附，在磨具表面能形成微米级厚度、热稳定性膜层，使基体表面具有非常低的表面能，可以让成型部件快速轻易脱落，且脱模剂不含有任何影响最后产品品质的成分。隔离剂原理示意如图1所示。当隔离剂涂敷在模具界面上时，隔离剂分子按一定取向排列，极性基团朝向模具表面，通过物理吸附或化学键合成方式形成界面膜层，以此来降低成型制品与模具表面的粘附力。

柴油被用作沥青防粘隔离剂，是因为柴油对沥青有较好的溶解作用，可以溶解与工具接触处的沥青，使其粘度显著降低，从而达到隔离效果。但柴油用作隔离剂，会对沥青的性能造成不良影响，环境污染和对操作人员的健康危害大，又存在一定的安全隐患。

HZ沥青防粘隔离剂为一种乳液型产品，对沥青性能无不良影响，用于轮胎式压路机碾压施工隔离效果良好。其所含成分对环境无污染，无毒副作用。轮胎式压路机开始碾压前采用隔离剂原液将轮胎涂抹彻底，表面形成一层隔离膜，达到隔离效果。

HZ沥青防粘隔离剂对沥青及混合料性能影响分析

对沥青三大指标影响

采用HZ沥青防粘隔离剂和菜油、柴油对比，分别在SK70#基质沥青中添加1%隔离剂、1%菜油及1%柴油，加热搅拌均匀后测试沥青三大指标，试验结果见表1。

由表1可见，加入1%隔离剂、菜油及柴油后沥青的软化点较基质沥青均降低，针入度及延度均增大。其中沥青软化点加入隔离剂的降低幅度最小，软化点与基质沥青的接近，符合规范要求，加入柴油的软化点降幅最大，菜油次之，未达到规范的要求;沥青针入度加入隔离剂的降幅较小，符合规范要求，加入柴油的针入度大幅增加，菜油次之，未达到规范的要求;沥青延度均大于基质沥青。

由此可见，HZ沥青防粘隔离剂对沥青三大指标总体影响不大，柴油对沥青有明显的稀释作用。

对沥青混合料性能的影响

按规范沥青混合料马歇尔稳定度试验方法，分别将马歇尔试件在恒温60℃水中和60℃隔离剂中进行浸泡30min，然后测试其稳定度值，试验结果见表2。

由表2可知，HZ隔离剂对沥青混合料强度的影响不大，用于路面施工中，不会对路面强度造成影响。

为了对试验结果进行重复验证，将试件分别在60℃隔离剂，柴油与菜油中进行浸泡，为防止挥发，表面用塑料薄膜遮盖。

放入试件初期，柴油，菜油还是保持原有色泽，并未对试件造成影响;试件浸泡24h后，隔离剂颜色未变，柴油明显变黑，可见其对沥青混合料影响较为明显，对沥青的溶解也很严重，菜油也有一定程度的变黑;试件浸泡48h后，隔离剂颜色无明显变化，柴油和菜油的颜色均变黑，可见沥青在其中的溶解较为明显。将试件取出后观察烧杯底部，将试件取出后观察烧杯底部，可见柴油的烧杯底部沉淀较多，且全部变黑，可见混合料被柴油溶解变松散，菜油的烧杯底部也有少量的混合料沉淀，而隔离剂烧杯底部几乎没有混合料残渣。观察取出的试件表面，浸泡在柴油中的试件取出较为困难，有明显的剥落和松散，表面石料露出，浸泡在隔离剂中的试件形状完整，表面沾有隔离剂，呈乳黄色，浸泡在柴油中的试件也有少量石料裸露，沥青被菜油溶解。

试件取出后观察隔离剂、柴油、菜油颜色与未装入试件前的相比，隔离剂颜色未发生任何变化，而柴油和菜油已经完全变黑，可见这2种物质对沥青的溶解作用较强，会对混合料产生不良的影响，污染也较严重。

测试浸泡过后的各试件稳定度，试验结果如表3。

由表3可知:48h后，试件在HZ隔离剂样品中浸泡对试件强度影响远小于菜油和柴油，柴油是完全不能使用的，而菜油也有较为明显的影响。

沥青防粘隔离剂施工工艺

目前，在现场实际施工过程中对于轮胎式压路机，一般是安排工人采用拖把或滚刷蘸沥青隔离剂跟随压路机行走，用拖把将沥青隔离剂涂到轮胎表面，以防止胶轮表面的沥青粘附。

人工跟机涂抹沥青隔离剂虽然在一定程度上能防粘轮胎，但在紧跟碾压过程中，涂抹人员长时间在高温路面上来回行走，涂抹人员劳动量较大。高温沥青路面沥青烟浓度较高，涂抹人员工作环境差。施工时路面来回碾压的压路机较多，无法保证人员安全，人工涂抹不均匀，胶轮局部粘附沥青，人工工作效率低等较多问题。针对上述问题，根据轮胎式压路机和HZ沥青防粘隔离剂特点，设计了一种胶轮压路机用沥青隔离剂喷洒装置，该装置由喷洒控制系统、沥青隔离剂储存系统和喷洒装配系统组成，如图2所示。

设计的装置可实现轮胎式压路机在路面碾压过程中对前后轮沥青混合料粘附情况的可视化观察。根据前后轮沥青混合料粘附情况不同调节对前后轮沥青隔离剂的喷洒量，及时掌握沥青隔离剂储存箱中隔离剂的使用情况，以便添加沥青隔离剂，达到均匀、及时的向前后胶轮上均匀的喷洒沥青隔离剂，确保轮胎式压路机在工作过程中无沥青粘附在轮胎表面的效果，减少人工成本、提高工作效率及安全性能，改善沥青路面施工质量。

HZ沥青防粘隔离剂工程应用效果

在轮胎式压路机进入碾压区前涂刷隔离剂，轮胎式压路机进入钢轮压路机碾压过的路面不会黏轮，轮胎式压路机轮胎表面光滑，不会粘走沥青混合料中的细集料。胶轮碾压结束后，轮胎表面光滑，所碾压过的路面黑亮密实。

使用现有的柴油或植物油等隔离剂，对沥青有明显的溶解作用，而在轮胎式压路机碾压过程中，胶轮上涂抹植物油等油性隔离剂，遇高温沥青混合料，同时经过碾压揉搓，也会将路表面与轮胎接触的这一部分石料表面的沥青膜减薄，进而使石料部分裸露，这样会加速沥青路面的早期水损坏。而HZ型防粘隔离剂对沥青及混合料无不利影响，能够保证摊铺结束后石料表面的沥青膜不被带走，路面黑亮美观。

结论

(1)分析了目前沥青防粘隔离剂的应用现状及存在问题，阐述了HZ沥青防粘隔离剂的技术原理。

(2)采用HZ沥青防粘隔离剂和菜油、柴油对比，通过对沥青三大指标及沥青混合料性能影响分析，表明:HZ沥青防粘隔离剂对沥青性能影响不大，菜油对对沥青有一定的溶解作用，柴油对沥青有明显的稀释作用。

(3)分析了沥青防粘隔离剂的施工工艺，设计了一种轮胎式压路机用沥青隔离剂喷洒装置，可有效减少人工成本，提高工作效率及安全性能。

(4)HZ沥青防粘隔离剂工程应用效果表明，HZ沥青防粘隔离剂的隔离效果良好，胶轮碾压后，石料表面的沥青膜完整，路面密实黑亮。

全文完。首发于《道路工程》2020年第1期。添加主编微信CNLQLM99，链接中国沥青路面资源。