美国、澳大利亚等于20世纪80年代开始采用微表处技术,加拿大也于20世纪90年代初开始引进微表处技术。在美国,改性乳化沥青稀浆封层在高速公路的维修养护工作中的使用越来越普遍。主要利用聚合物改性沥青乳液铺筑稀浆封层,Guoji稀浆封层协会(ISSA)将它分为聚合物改性稀浆精细表面处治(PSM,常用于超薄抗滑表层)和用于填补车辙的聚合物改性稀浆封层(PSR)。Guoji稀浆封层协会在原来的稀浆封层实施细则ISSAA143-83的基础上,制定了A105施工指南,对微表处原材料、设计、试验、质量、施工等作了规定,促进了稀浆封层和微表处技术在全世界范围内的发展。随着SBR胶乳添加量的增大,微表处混合料在30min和60min时的粘结力逐渐增大且都满足微表处技术要求。上海阴离子丁苯胶乳
改性乳化沥青可以改善乳化沥青与石料及原路面的粘结性能,微表处混合料用乳化改性沥青需要把粗细集料粘结在一起,并与原路面有很好的粘结强度。乳化沥青与石料剥离是造成乳化沥青应用失败的常见原因。SBR胶乳的破乳速度一般比乳化沥青破乳速度快,可以在乳化沥青之前迅速的破乳并裹附在石料表面,从而明显增强沥青与石料间的黏附性能。SBR胶乳对沥青与石料之间粘结力的增强作用,使得SBR改性乳化沥青的路用性能更加理想。用于微表处混合料时,使得混合料的成型速度和耐磨耗能力明显加强,黏聚力指标明显好于不改性的乳化沥青。混合料的轮辙变形指标也明显优于不改性乳化沥青。山东聚合物丁苯胶乳商家低温聚合的SBR胶乳成膜后具有较高的拉伸强度和较好的耐寒性能。
普通乳化沥青在加工制备的过程中,经历了剪切乳化,沥青被反复加热,易出现老化,且大部分乳化剂会降低沥青性能,因此破乳还原后的沥青相较原来基质沥青性能变差。高浓度改性乳化沥青与集料冷拌后,用于路面建设或养护,路面强度成型快,缩短通车时间,还可以节约沥青用量;改性乳化沥青中由于添加了改性剂,提高了其高低温性能,且粘附性较好,而成为目前沥青路面粘层材料重点开发方向。如果开发高性能的改性高浓度乳化沥青,应用于冷拌沥青混合料,混合料的性能将会得到大幅度提高,并且还可以应用于更多实际领域。
由于SBR属于橡胶类物质,对沥青的改性作用主要是物理改性,并与其他改性剂相容性较好,因此除作单一改性剂外,还可与其他高分子类改性剂、无机类改性剂进行复合,在适当的配比下时可具有不错的改性效果。比如将SBR胶乳与水性环氧树脂作为复合改性剂,并制备出改性乳化沥青。研究结果表明:SBR胶乳与水性环氧树脂中均有芳香族基团,因此相容性较好。水性环氧树脂可提升高温性能,SBR胶乳具备良好的低温改性效果,两种乳化剂复合改性可实现沥青性能的多方面提升。也有研究人员将SBR-纳米蒙脱土作为复合改性剂,可增强沥青的高低温性能,且纳米蒙脱土可阻隔氧气渗入沥青乳液,具备较好的抗热氧老化能力。我国规范采用敞口蒸发法获取乳化沥青蒸发残留物,在蒸发后期,含少量水分的沥青温度上升迅速,沥青易老化。
微表处改性乳化沥青对于蒸发残留物有相应的指标要求,我国生产乳化沥青时一般采用AH-70或AH-90号基质沥青,再加入3%以上剂量的SBR改性后,针入度一般在50-90之间,考虑到我国是以80、100等分级,因此规定40-100的针入度指标。软化点指标也受基质沥青标号,改性剂添加量等影响,综合起来,采用蒸发残留物软化点大于53℃的技术要求,当用于南方高温地区或用于车辙填补时,软化点要求不低于57℃。微表处乳化沥青一般采用SBR乳液改性,SBR的低温改性效果明显,因此规定蒸发残留物的5℃延度大于20cm。丁苯胶乳的粒子比天然胶乳小得多,不含蛋白质之类物质,故易于渗透和不易变质。天津改性乳化沥青丁苯胶乳
高浓度乳化沥青混合料的空隙率要比低浓度乳化沥青混合料的低,且受温度影响小。上海阴离子丁苯胶乳
SBR胶乳对乳化沥青的改性效果,可以在取得蒸发残留物后,检测相应的技术指标进行验证,通过相关试验总结,改性乳化沥青的标准粘度随着随SBR胶乳用量的增加而增大,蒸发残留物的针入度随SBR胶乳用量的增加而减小,软化点及低温延度随SBR胶乳用量的增加而增大,说明加入SBR胶乳后,沥青的温度敏感性下降,克服了沥青冷脆热流的缺点,使沥青性能获得较大改善。采用显微镜观察,可以观察到SBR胶乳在沥青充分溶胀,形成立体网络结构,改性效果较好。上海阴离子丁苯胶乳