1、相變調(diào)溫材料（DTC）在道路瀝青混合料中的應(yīng)用摘要：DTC道路相變調(diào)溫瀝青混合料利用太陽(yáng)能，通過(guò)相變存儲(chǔ)熱量，削減路面溫度和環(huán)境溫度溫差值，有利于提高秋末冬初季節(jié)快速降溫過(guò)程中瀝青路面抵抗低溫收縮開(kāi)裂的能力，提高路面使用壽命。同時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度劇變時(shí)，消除公路產(chǎn)生黑冰（霜凍）安全危害，減少結(jié)冰路面安全事故及交通癱瘓發(fā)生。相變材料綠色環(huán)保，達(dá)到冬季融冰融雪，夏季降低路面高溫的作用。關(guān)鍵詞：DTC相變調(diào)溫添加劑；溫度；環(huán)保；安全；融雪DTC道路相變調(diào)溫材料，通過(guò)相變材料儲(chǔ)存能量，在不同環(huán)境溫度進(jìn)行相變調(diào)溫，智能調(diào)控瀝青路面溫度，避免普通瀝青混合料對(duì)溫度的敏感性，克服環(huán)境溫度的不利影響，降低出現(xiàn)高溫車

2、轍，低溫開(kāi)裂的破壞現(xiàn)象，延長(zhǎng)瀝青混合料溫度疲勞壽命，改變了瀝青混合料的性能，使道路壽命延長(zhǎng)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)自然界溫度的吸收和釋放，自動(dòng)調(diào)節(jié)路面溫度，達(dá)到冬季融冰融雪，夏季降低路面高溫的作用，有效防控交通事故安全隱患。該種材料的試驗(yàn)路為津港公路，位于天津市津南區(qū)，屬于國(guó)省重載干線，一級(jí)公路，本次DTC瀝青混合料試驗(yàn)段應(yīng)用于K22+077K24+077,路面寬24m,面積48000m2，應(yīng)用于4cm瀝青砼表面層。1、施工前準(zhǔn)備1.1DTC相變調(diào)溫材料作用原理研究相變材料（PCM-PhaseChangeMaterial）:是指隨溫度變化而改變物質(zhì)狀態(tài)并能提供潛熱的物質(zhì)。轉(zhuǎn)變物理性質(zhì)的過(guò)程稱為相變過(guò)程，

3、這時(shí)相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。DTC道路相變調(diào)溫材料，是通過(guò)對(duì)植物的臨界萃取、冷凍離析，然后通過(guò)堿化、螯合等工藝，利用化學(xué)盾構(gòu)的方式復(fù)合而成的新型化合物。蓄熱機(jī)理與特點(diǎn)：相變材料具有在一定溫度范圍內(nèi)改變其物理狀態(tài)的能力。以固液相變?yōu)槔诩訜岬饺刍瘻囟葧r(shí)，就產(chǎn)生從固態(tài)到液態(tài)的相變，熔化的過(guò)程中，相變材料吸收并儲(chǔ)存大量的潛熱；當(dāng)相變材料冷卻時(shí)，儲(chǔ)存的熱量在一定的溫度范圍內(nèi)要散發(fā)到環(huán)境中去，進(jìn)行從液態(tài)到固態(tài)的逆相變。在這兩種相變過(guò)程中，所儲(chǔ)存或釋放的能量稱為相變潛熱。物理狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變，形成一個(gè)寬的溫度平臺(tái)，雖然溫度不變，但吸收或釋放的潛熱卻相當(dāng)大。1

4、.1DTC原材料試驗(yàn)1.2 瀝青原材料瀝青采用山東濱洲70號(hào)基質(zhì)瀝青摻加SBS改性瀝青，技術(shù)性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。1.3 粗集料試驗(yàn)粗集料采于薊縣料場(chǎng)，技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。1.4 細(xì)集料試驗(yàn)與粗集料來(lái)自同一石料場(chǎng)，技術(shù)性能試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。1.5 礦粉采用石灰?guī)r類石料加工，技術(shù)性能試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。2. 室內(nèi)各項(xiàng)性能指標(biāo)研究過(guò)程采用AC13密級(jí)配，礦料規(guī)格和密度見(jiàn)表5。試驗(yàn)方法與普通瀝青混合料試驗(yàn)方法相同，將DTC道路相變調(diào)溫材料添加劑按添加量加入到溫度在180185°C的瀝青混合料中拌和10min（在拌和鍋內(nèi)），按規(guī)定時(shí)間拌和制件。表1瀝青混合料技術(shù)性能試驗(yàn)結(jié)果3

5、、室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)論1、DTC材料在瀝青混合料拌合、施工、攤鋪應(yīng)用中安全可靠，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)可行。2、馬歇爾檢測(cè)結(jié)果、低溫抗裂性、穩(wěn)定性、凍融劈裂、自調(diào)溫瀝青混合料路用性能滿足公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)性能要求。4、DTC添加劑的使用劑量和施工工藝4.1 DTC添加劑的使用劑量DTC添加劑的使用劑量為瀝青混合料的0.30.5，即每噸瀝青混合料中摻入34kg。本次試驗(yàn)道路使用劑量則為瀝青混合料的0.4%，即每噸瀝青混合料中摻入4kg。嚴(yán)寒（-25°C；-20°C）添加0.5%,0.45%。特殊寒冷路段使用劑量可為瀝青混合料的0.5。每倉(cāng)瀝青混合料的相變材料實(shí)際添加量應(yīng)按下列公式計(jì)算：m=Mxcm相

6、變材料實(shí)際添加量，單位為千克（Kg）；M每倉(cāng)瀝青混合料實(shí)際產(chǎn)能，單位為千克（Kg）；c相變材料摻量，4%劑量。（估算用量：每公里單車道（3.75米寬）DTC用量為1噸。）4.2 DTC添加劑瀝青混合料的生產(chǎn)工藝DTC添加劑的使用工藝簡(jiǎn)單、方便，在瀝青混合料拌和過(guò)程中加入其內(nèi)即可采用投料器中投放，投料器投放前預(yù)先調(diào)試好投放速度，相變材料實(shí)際添加量的誤差不超過(guò)±0.05%。先對(duì)礦料進(jìn)行干拌，噴入瀝青后10s，從拌和機(jī)觀察口一次性將相變調(diào)溫劑投入拌合樓中，拌和時(shí)間最好增加10秒以上。瀝青加熱至165°C以上，最高不超過(guò)170°C；礦料加熱至195°C；相變自調(diào)

7、溫瀝青路面材料的出廠溫度控制在175C以下。成品瀝青混合料的質(zhì)量控制和儲(chǔ)存運(yùn)輸按常規(guī)瀝青混合料進(jìn)行。5、DTC添加劑瀝青混合料的生產(chǎn)工藝注意事項(xiàng)（1）DTC在瀝青混合料拌和時(shí)直接摻入，不替代礦料和瀝青。瀝青混合料拌和樓DTC用量根據(jù)摻量和每倉(cāng)實(shí)際混合料產(chǎn)量計(jì)算決定。（如實(shí)際每盤(pán)產(chǎn)量為2000kg，DTC摻量為0.4%，則每倉(cāng)DTC用量為8kg）（2）DTC投放方式：相變調(diào)溫劑的摻入無(wú)需改變?nèi)魏渭夹g(shù)和設(shè)備條件，即可手工投放，也可機(jī)械自動(dòng)添加。a）人工投放：拌和前先將相變調(diào)溫劑稱量好，裝入袋中，置于拌合樓投放口處，然后通過(guò)觀察或預(yù)先加工好的投料口進(jìn)行人工投放。b）機(jī)械自動(dòng)投放：可以考慮投放相變調(diào)溫

8、劑的輸送設(shè)備進(jìn)行投放。通常試驗(yàn)室或者施工時(shí)用量較小，可采用人工計(jì)量后投放；現(xiàn)場(chǎng)拌和施工中，如果是大批量使用，可以考慮增加一臺(tái)計(jì)量相變調(diào)溫劑裝置，再經(jīng)過(guò)輸送設(shè)備進(jìn)行投放。（3）DTC投放注意事項(xiàng)：a）生產(chǎn)前，確保拌和樓的各項(xiàng)指標(biāo)處于正常，溫度控制精準(zhǔn)、穩(wěn)定，攪拌性能可靠，以保證相變調(diào)溫劑迅速的熔融分散。b）生產(chǎn)中，投放應(yīng)按照設(shè)定時(shí)間和摻量穩(wěn)定進(jìn)行，不得影響拌和樓正常生產(chǎn)并采取預(yù)防措施確保施工中不發(fā)生漏投、多投、錯(cuò)投、投放時(shí)間錯(cuò)亂等問(wèn)題。c）在生產(chǎn)前對(duì)投放人員進(jìn)行必要放操作培訓(xùn)及技術(shù)交底，對(duì)投放人員采取必要的安全保護(hù)措施。生產(chǎn)過(guò)程中隨時(shí)核對(duì)產(chǎn)量及投放量是否匹配。6、現(xiàn)場(chǎng)施工與熱拌瀝青混合料的常規(guī)施

9、工工藝相同，筑面層前，檢查基層或下臥瀝青層的外觀及質(zhì)量，基層或下臥瀝青層已被污染時(shí)，必須清洗或經(jīng)銑刨處理后方可鋪筑。并應(yīng)滿足面層的功能性要求，混合料不易離析，便于施工。6.1瀝青混合料的攤鋪應(yīng)保持連續(xù)、均勻、不間斷的攤鋪。攤鋪速度1-3米/分鐘。攤鋪成型碾壓前嚴(yán)禁人員在路面上行走，確保路面平整度。6.2瀝青混合料壓實(shí)（1）碾壓前保證壓路機(jī)碾壓輪表面潔凈禁止將輪上帶雜物進(jìn)行碾壓。（2）與普通瀝青砼碾壓工藝相同，采取初壓、復(fù)壓、終壓碾壓順序，碾壓時(shí)注意：在混合料攤鋪后較高溫度下進(jìn)行，并不得產(chǎn)生推移、發(fā)裂。壓路機(jī)碾壓46遍，最好多壓2遍；無(wú)顯著輪跡。速度控制在1.5-2Km/h，低處向高處碾壓,相鄰

10、碾壓帶應(yīng)重疊1/31/2輪寬，最后碾壓路中心部分，壓完全幅為一遍。碾壓時(shí)將驅(qū)動(dòng)輪面向攤鋪機(jī)，碾壓路線及碾壓方向不應(yīng)突然改變而導(dǎo)致混合料產(chǎn)生推移。壓路機(jī)起動(dòng)、停止應(yīng)提前減速緩慢進(jìn)行。終壓緊接在復(fù)壓后進(jìn)行，終壓采用30t以上輪胎壓路機(jī)，終壓不宜少于4遍，終壓速度為2.5-3.5Km/h，路面應(yīng)無(wú)輪跡。壓路機(jī)的碾壓段長(zhǎng)度與攤鋪速度相適應(yīng)，并保持大體穩(wěn)定。壓路機(jī)每次由兩端折回的位置應(yīng)階梯形的隨攤鋪機(jī)向前推進(jìn)，折回處不應(yīng)在同一橫斷面上。在攤鋪機(jī)攤鋪的過(guò)程中，壓路機(jī)不得隨意停頓。（3）壓路機(jī)不得在未碾壓成型的路段上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭或停車等候。振動(dòng)壓路機(jī)在已成型的路面上行駛時(shí)應(yīng)停止震動(dòng)。（4）在當(dāng)天碾壓的尚未冷卻

11、的瀝青混合料面層上，不得停放任何機(jī)械設(shè)備或車輛，不得散落礦料、油料等雜物。（5）待攤鋪層完全自然冷卻，混合料表面溫度低于50°C后，方可開(kāi)放交通。特殊要求時(shí)需要開(kāi)放交通時(shí)，終壓后可采取灑水降溫方法。（6）質(zhì)量控制及標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)其原材料、級(jí)配、配合比、含油量、馬氏試驗(yàn)測(cè)定穩(wěn)定度、流值等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)。碾壓后的成品現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣，用蠟封法測(cè)定密實(shí)度。7、工程應(yīng)用結(jié)果應(yīng)用于津港公路大修工程面層（改性AC-13），樁號(hào)K22+077-K24+077,全長(zhǎng)2000米，路面寬24米。抽檢試驗(yàn)結(jié)果如下表所示：測(cè)試環(huán)境溫度：現(xiàn)場(chǎng)采用溫度計(jì)定時(shí)檢測(cè)實(shí)時(shí)氣候溫度檢測(cè)結(jié)果如表1所示。實(shí)時(shí)環(huán)境平均溫度為-7.5

12、C。DTC瀝青路段路表溫度與普通路面溫差為2.9C。溫度調(diào)節(jié)效果明顯，而且在2019年1月下中雪過(guò)程中,下雪后試驗(yàn)路與普通路段進(jìn)行融雪比較，試驗(yàn)路路面沒(méi)有明顯積雪，隨著下雪過(guò)程慢慢溶解，而且瀝青砼不結(jié)冰板，雪后5小時(shí)左右基本融雪，效果明顯。該試驗(yàn)路達(dá)到了預(yù)期的效果。8、應(yīng)用結(jié)論DTC道路相變調(diào)溫材料在不同環(huán)境溫度進(jìn)行相變調(diào)溫，智能調(diào)控瀝青路面溫度，避免瀝青混合料對(duì)溫度的敏感性，克服環(huán)境溫度的不利影響，降低出現(xiàn)高溫車轍，低溫開(kāi)裂的破壞現(xiàn)象，且可在雪天自行融雪(中小雪)，有效避免形成黑冰(大暴雪)，有效避免雪天行車安全事故，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益極其顯著。DTC道路瀝青混合料的性能特點(diǎn)：預(yù)防凍雨、冰雪層危害；融薄雪，減少環(huán)境綠化危害；應(yīng)用安全可靠；施工簡(jiǎn)單易操作。安全效果：有效減少因冰雪、黑冰帶來(lái)的行車安全事故隱患。環(huán)境效果：避免融雪過(guò)量用鹽或融雪劑對(duì)綠化、土壤、車輛的破壞。社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效果：該種材料使得瀝青路