Pinta-aktiivisilla aineilla on laaja käyttöalue asfalttipäällysteiden rakentamisessa, mukaan lukien pääasiassa seuraavat näkökohdat:
1. Lämpimän sekoituksen lisäaineina
(1) Vaikutusmekanismi
Lämpimät seoksen lisäaineet ovat pinta-aktiivisia aineita (esim. APTL-tyyppiset lämpimät seoksen lisäaineet), joiden molekyylirakenteessa on lipofiilisiä ja hydrofiilisiä ryhmiä. Asfalttiseosten sekoittamisen aikana lämpimät seoksen lisäaineet ruiskutetaan sekoitusastiaan samaan aikaan asfaltin kanssa. Mekaanisen sekoittamisen aikana lipofiiliset ryhmät sitoutuvat asfalttiin, kun taas jäännösvesimolekyylit yhdistyvät hydrofiilisiin ryhmiin muodostaen rakenteellisen vesikalvon asfalttipäällysteisten kiviainesten väliin. Tämä vesikalvo toimii voiteluaineena, mikä parantaa seoksen työstettävyyttä sekoittamisen aikana. Päällystyksen ja tiivistyksen aikana rakenteellinen vesikalvo jatkaa voitelun tarjoamista, mikä lisää päällystysnopeutta ja helpottaa seoksen tiivistymistä. Tiivistyksen jälkeen vesimolekyylit haihtuvat vähitellen ja pinta-aktiivinen aine siirtyy asfaltin ja kiviainesten rajapintaan vahvistaen kiviainesten ja asfalttisideaineen välistä sitoutumiskykyä.
(2) Edut
Lämpimät seoslisäaineet voivat alentaa sekoitus-, päällystys- ja tiivistyslämpötiloja 30–60 °C:lla, mikä pidentää rakennuskautta yli 0 °C:n lämpötilaan. Ne vähentävät hiilidioksidipäästöjä noin 50 % ja myrkyllisten kaasujen päästöjä (esim. asfalttihöyryjä) yli 80 %. Lisäksi ne estävät asfaltin ikääntymistä, varmistavat tiivistyksen laadun ja rakentamisen suorituskyvyn sekä pidentävät asfalttipäällysteiden käyttöikää. Lämpimien seoslisäaineiden käyttö voi myös lisätä sekoitusasemien tuottoa 20–25 % ja nostaa päällystys-/tiivistysnopeuksia 10–20 %, mikä parantaa rakentamisen tehokkuutta ja lyhentää rakennusaikaa.
2. Asfaltin emulgointiaineina
(1) Luokittelu ja ominaisuudet
Asfalttiemulgointiaineet ovat pinta-aktiivisia aineita, jotka luokitellaan ionisten ominaisuuksien perusteella kationisiin, anionisiin, ionittomiin ja amfoteerisiin tyyppeihin. Kationiset asfalttiemulgointiaineet adsorboituvat negatiivisesti varautuneisiin kiviaineksiin positiivisten varausten kautta, mikä tarjoaa vahvan tarttuvuuden, mikä tekee niistä erityisen sopivia kosteille ja sateisille alueille. Anioniset emulgointiaineet ovat edullisia, mutta niillä on huono vedenkestävyys, ja niitä ollaan vähitellen korvaamassa. Ionittomat ja amfoteeriset emulgointiaineet täyttävät erityisten ympäristöolosuhteiden vaatimukset. Emulsioiden irtoamisnopeuden mukaan luokitellaan hitaasti kovettuvat (käytetään lietetiivisteessä ja kylmäkierrätyksessä), keskikovettuvat (tasapainottavat avautumisajan ja kovettumisnopeuden) ja nopeasti kovettuvat (käytetään pintakäsittelyssä nopean kovettumisen ja liikenteen avaamisen mahdollistamiseksi) tyypit.
(2) Sovellusskenaariot
Asfalttiemulgointiaineet mahdollistavat kylmäsekoituksen ja kylmäpäällystyksen, jotka poistavat asfaltin lämmityksen tarpeen ja vähentävät energiankulutusta yli 30 % – merkittävä etu syrjäisillä vuoristoalueilla tai nopeissa kaupunkien teiden korjauksissa. Niitä käytetään myös ennaltaehkäisevään kunnossapitoon (esim. lietetiivistykseen) vanhentuneiden päällysteiden korjaamiseksi ja käyttöiän pidentämiseksi 5–8 vuodella. Lisäksi ne tukevat in-situ-kylmäkierrätystä, jolloin vanhat asfalttipäällystemateriaalit kierrätetään 100 % ja kustannukset vähenevät 20 %.
3. Leikatun asfaltin ja sen seosten työstettävyyden parantaminen
(1) Vaikutus
Raskasöljyn viskositeetin alentajista (AMS) ja Span80:sta sekoitetut pinta-aktiiviset aineet vähentävät merkittävästi pintajännitystä asfaltin ja kiviaineksen rajapinnassa ja pienentävät asfaltin viskositeettia lisättäessä sitä asfaltin seostukseen. Tämä varmistaa seoksen optimaalisen sekoitustehon ja samalla vähentää dieselöljyn annostusta. Pinta-aktiivisten aineiden lisääminen parantaa asfaltin levittyvyyttä kiviainespinnoille, vähentää vastusta päällystyksen aikana ja lisää asfalttiseosten lopullista tiivistysastetta, mikä parantaa sekoitustasapainoa ja päällystys-/tiivistysominaisuuksia.
(2) Mekanismi
Yhdistetyt pinta-aktiiviset aineet muuttavat asfaltin ja kiviaineksen välistä nesteen ja kiinteän aineen rajapintajännitystä, mikä mahdollistaa asfalttiseosten suotuisan rakenneominaisuuksien säilyttämisen jopa pienemmällä laimennusaineannoksella. 1,0–1,5 %:n pinta-aktiivisen aineen annoksella laimennettujen asfalttiseosten päällystys- ja tiivistysominaisuuksien parantuminen vastaa 4–6 %:n dieseliohjentimen lisäämistä, jolloin seos saavuttaa saman sekoitustasaisuuden ja tiivistymiskyvyn.
4. Asfalttipäällysteiden kylmäkierrätykseen
(1) Kierrätysmekanismi
Kylmäkierrätysasfaltin emulgointiaineet ovat pinta-aktiivisia aineita, jotka dispergoivat asfaltin mikrohiukkasiksi kemiallisen vaikutuksen avulla ja stabiloivat niitä vedessä. Niiden ydintoiminto mahdollistaa asfaltin rakentamisen huoneenlämmössä. Emulgointiainemolekyylit muodostavat suuntautuneen adsorptiokerroksen asfaltin ja kiviaineksen rajapintaan, mikä vastustaa veden eroosiota – erityisen tehokasta happamille kiviaineksille. Samaan aikaan emulgoidun asfaltin kevyet öljykomponentit tunkeutuvat vanhennettuun asfalttiin, palauttaen osittain sen joustavuuden ja lisääen kierrätettyjen materiaalien kierrätysastetta.
(2) Edut
Kylmäkierrätysteknologia mahdollistaa sekoittamisen ja rakentamisen huoneenlämmössä, mikä vähentää energiankulutusta 50–70 % kuumakierrätykseen verrattuna ja alentaa kasvihuonekaasupäästöjä. Se on linjassa resurssien kierrätyksen ja kestävän kehityksen vaatimusten kanssa.
Julkaisun aika: 09.12.2025