浅谈改性乳化沥青的道路养护应用

摘要:改性乳化沥青在高等级路面已经普遍使用,结合实际介绍了改性乳化沥青及其应用,以及乳化剂、改性剂种类及选择时影响因素。

Abstract: Modified emulsifide asphalt has been widely used in top grude road bing the practice,the paper introduces modified emulsifide asphalt and its application and the kinds of emulsifier and modifier and the influencing factors when choose them.

关键词:改性乳化沥青;乳化剂;应用

Key words: modified emulsified asphalt;emulsifier;application

中图分类号:U418 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)18-0126-01

1改性乳化沥青

1.1 改性材料

1.1.1 改性材料的分类。改性乳化沥青与普通乳化沥青相比,主要是力学性能得到改善(高温稳定性、耐疲劳性、低温抗裂变性等),所以改性剂一般为聚合物。沥青改性材料品种繁多,国内较常用于改性乳化沥青生产的主要有以下几类:①热塑性弹性体类;②合成橡胶类;③热塑性树脂类。

1.1.2 改性材料的选择。①气温情况:不同的改性材料生产出的改性乳化沥青对气候的适应能力也不同。高温炎热地区可选用EVA胶乳、SBS胶乳等改善高温稳定性:寒冷地区可选择SBR胶乳改善低温抗裂性以及提高抗冷缩干裂性能;我国大部分地区冬冷夏热,一般应选用兼顾改善沥青高、低温性能的改性材料,也可根据实际需要侧重改善一方面的性能,同时适当照顾另一方面,此时可选用SBS胶乳或用SBR胶乳进行复合改性。②结构层位:改性乳化沥青若用于底、中层或联接层,应选用能显著降低沥青针入度与提高软点的改性材料:若用于磨耗层、抗滑表层,应选择能改善沥青的弹性、感温性,提高沥青低温延度,提高与集料粘结力的改性材料。③基质沥青:在生产改性乳化沥青时,改性材料与沥青两者之间有一个相容性的问题。改性材料与沥青的相容性取决于改性材料与沥青两相界面上的相互作用情况,改性材料与沥青的溶解度参数或分子结构、分子量越接近,二者的相容性越好。④生产的难易程度:改性材料的品种不同,改性乳化沥青的生产工艺和难易程度也不同,在选择改性材料时一定要注意其用于生产改性乳化沥青时,工艺是否复杂,生产设备投资大小。⑤生产成本:选择沥青改性材料时,除了要从技术上考虑外,还要从经济上考虑。在确定改性材料之前,对成本费用一定要进行详细测算,做到心中有数。

1.2 乳化剂

1.2.1 乳化剂及乳化沥青的形成机理。沥青乳化剂分子结构可形象地描绘极性头加非极性尾,即由亲水的极性基和亲油的非极性基所组成,形成一头明显亲水,另一头明显疏水的不对称两亲结构。沥青乳化剂的非极性基一般是碳氢疏水基团,极性基为离子型或非离子型亲水基团。在油水溶液中加入乳化剂后,乳化剂的两个基团产生定向排列,将油水两个界面连接起来,从而防止它们之间的相互排斥的作用,搅拌分散后,沥青可以以微粒形式稳定地分散于水中。

1.2.2 乳化剂的分类。亲水亲油沥青乳化剂的分类方法很多,但总体来说亲水基对沥青乳化剂的影响较大,所以按离子的类型和亲水基的种类分类较为常见。

2改性乳化沥青在道路养护中的应用

2.1 改性乳化沥青的优点

聚合物改性乳化沥青是在20世纪80年代初开始工业化生产,其优点主要体现在:提高高温稳定性、提高低温抗缩裂能力、延长路面寿命、提高粘附强度、提高内聚力、提高抗剥落能力、提高早期强度和改善拌和性能。

2.2 改性乳化沥青的特点

现在改性乳化沥青筑路技术已被越来越多的施工人员所掌握,改性乳化沥青的应用量越来越大,应用范围越来越广。实践证明,改性用乳化沥青筑路有以下特点。

2.2.1 显著提高道路质量。乳化沥青和基质沥青相比,具有常温施工、节约能源、施工方便、节约沥青、保护环境、保障健康等优点。但是乳化沥青只是改变了基质沥青的外表形态,并未改变沥青的内在性质,对于一些特殊的要求,如南方高温地区要提高高温稳定性;北方寒冷地区要提高低温抗缩裂能力;做粘层油时,要提高粘附强度;大交通量时,要提高早期强度等等。

2.2.2 扩大沥青使用范围。随着乳化沥青技术的不断发展,已经有许多热沥青不能做到的用改性乳化沥青却能实现。如采用雾封层(Fog Seal)可以处理轻微老化龟裂路面,使表面沥青再生,封闭路面雨水,延长路面寿命,又如土壤稳定(Soil Stability),用乳化沥青与土壤拌和均匀,可使土基达到一定的强度要求。而近十年来的稀浆封层技术更是一种经济有效的养护方式。

2.2.3 节约能源。采用热沥青修路时一般需要消耗大量能源为沥青材料和矿料加热,且在施工过程中为了保持沥青应有的温度,常常对沥青进行重复加热,既浪费燃料又容易引起沥青的老化。而采用乳化沥青施工时完全采用冷拌作业,只需在沥青乳化时加一次热,且加热温度低,尽管在制备乳化沥青时还需要消耗其它一些能量,但是据统计来看,用乳化沥青筑、养路比用热沥青节约50%以上的热能。

2.2.4 节省材料。乳化沥青与矿料表面具有良好的工作度和粘附性,可以在矿料表面形成均匀的沥青膜,容易准确控制沥青用量保证矿料之间有足够的结构沥青,使混合料中的自由沥青降低到适宜的程度,因而提高了路面的稳定性、防水性和耐磨性。

2.2.5 延长施工季节。采用乳化沥青筑、养路,可以少受阴湿和低温的影响,及时修补路面病害,从而改善路况,提高好路率和运输效率。因此延长施工季节的重要意义在于加速公路建设,及时养护路面,制止病害的加剧与扩大。

2.2.6 减少环境污染,改善施工条件。改性乳化沥青的生产过程都是在密封状态中进行的,沥青的加热温度也较低,加热时间短,因此污染程度也较轻;同时现场施工在常温条件下,避免了因灼热沥青引起的烧伤、烫伤,也避免了摊铺时沥青蒸汽的熏烤,所以采用改性乳化沥青施工可以改善不利的施工条件,降低工人的劳动强度,保护工人的身体健康。

2.3 在道路养护中的应用

2.3.1 用于沥青微表处上封层。

2.3.2 预防性养护。

2.3.3 裂缝处理。

2.3.4 用于喷射修补坑洞。

3结语

改性乳化沥青与普通乳化沥青相比,力学性能得到改善,具有在常温状态下进行施工、提高工程质量、节省能源、减少环境污染、降低工程造价、延长施工期限(冬夏均可施工)、开放交通快等优点,在道路中有着广阔的发展前景。

参考文献:

[1]虎增福.乳化沥青及稀浆封层技术[M].北京:人民交通出版社,2001.