相容性在热力学上是指两种或多种物质按任意比例形成均相体系的能力。但实际能够完全互溶的两种或两种以上的物质极少,因此其在道路工程上只要聚合物改性剂微粒不产生分层、凝聚就可以认为相容性良好。改性剂与基质沥青的配伍性决定了与基质沥青的相容性。沥青组成不同,其胶体结构也就不同,基质沥青中油分和芳香分的含量愈高,那么聚合物由于相似相容原理就愈容易在沥青中溶胀和分散,相反,如果沥青质含量高,溶胀分散就会很困难。当改性剂的溶胀程度愈高时,改性剂的溶胀网络就越容易形成,就能有效地限制了基质沥青的流动。通过先制备SBS改性乳化沥青,再加入丁苯胶乳(SBR)的方法也可制备出复合改性乳化沥青。山西防水丁苯胶乳共同合作
目前,丁苯胶乳已经达到合成橡胶总产量的五分之一左右,数量大,应用广。丁苯胶乳常应用于印染工业、涂料、胶粘剂、沥青改性等领域,目前,在道路改性沥青方面,由于丁苯胶乳生产相对容易、储存稳定性好、改性效果较好、经济性好等方面的优点,已在该领域占有重要的地位。但是在道路改性沥青所用的丁苯胶乳中,很多还是采用国外进口产品,特别是高固含量的丁苯胶乳,该类产品不仅具有较高的固含量,且改性效果较好,明显的改善了沥青在低温下容易发生裂缝的现象,同时对沥青耐高温性能也有很大程度的提高,改善了沥青路面在夏季容易出现的车辙现象及易流淌现象。微表处丁苯胶乳生产厂家强渗透型乳化沥青掺入丁苯胶乳可制成应用于雾封层的改性乳化沥青。
冷拌沥青混合料(乳化沥青混合料)已经应用于道路维修和养护,但是普通的乳化沥青在粘结能力、水稳定性能和耐久性能等方面有待提高。混合料的性能取决于集料级配、乳化沥青残留物本身和养护条件。学者尝试改性乳化沥青,提高沥青的性能,从而提高冷拌沥青混合料的性能。冷拌沥青混合料的大面积应用还需要进一步开展大量研究工作,目前在路面养护中也还存在一定的局限,当前的主要研究工作也是集中在利用环氧、水泥、硅灰、SBR的掺配和改性,用以提高其强度、粘结性、水稳定性、高温稳定性等性能。
乳化沥青具有可以冷态施工、延长施工季节、减少能源浪费、减少环境污染等特点;采用阳离子乳化剂还能增强沥青与集料的黏附性;由于能够更好的均匀拌和,采用乳化沥青可节约10%~20%的沥青原料。但乳化沥青也有沥青本身所固有的弱点,如高温易老化、低温易断裂等温度敏感的弱点。现在的公路交通轴载越来越大,交通量也越来越大,对于乳化沥青在低温条件下应具备的弹性和塑性、在高温时应具备的强度和热稳定性、在使用条件下的抗老化能力、与各种工作结构表面的粘结力以及耐疲劳性等,均提出了更高的要求,因此聚合物改性乳化沥青得到了更多的应用。苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物作为改性剂效果很好,可改善沥青的高温稳定性、低温抗裂性、低温延度及抗车辙性。
改性乳化沥青生产工艺主要有以下三种类型:1)先乳化后改性:即将热沥青与含乳化剂的皂液以一定的流量一起通过胶体磨生产普通乳化沥青,再加入胶乳改性剂,通过机械搅拌的作用使胶乳与乳化沥青分散均匀,制作改性乳化沥青。该方法的优点是对设备要求不高,操作简单,缺点是改性剂选择单一,只适合水性胶乳。2)边乳化边改性:将胶乳改性剂与乳化剂同时添加到皂液罐,然后与热沥青一起通过胶体磨生产改性乳化沥青的方法也是常用的一种工艺。其优点是生产工艺与普通乳化沥青一致,不用做设备改动;其缺点是改性剂的添加量受到限制,必须考虑改性剂的耐酸碱性。3)先改性后乳化:将改性沥青加热到一定温度,与皂液一起通过胶体磨生产改性乳化沥青,该方法通常需将改性沥青加热至160℃以上,增加能耗,且乳化沥青出料温度过高,需要改造设备装置冷却系统;其优点是乳化后的微粒均匀分布,储存稳定性较好。SBR改性乳化沥青是一种新型沥青路面结合料,比普通的乳化沥青具有更多的优势。湖北SBR丁苯胶乳共同合作
SBR胶乳对沥青高温性能的改善能力不及SBS,但是改性作用也是很明显的。山西防水丁苯胶乳共同合作
关于SBS-SBR复合改性乳化沥青的研究,相关试验表明:沥青皂液的助剂与pH值对改性乳化沥青的性能影响较大。稳定剂有效促进乳液稳定性,但不利沥青的低温性能。适当的皂液pH值则可以使沥青乳化剂充分溶解于皂液中。在微表处性能对比试验中,复合改性组微表处的性能更加突出,尤其是抗磨耗性能提升明显。也有研究单位研制了废旧橡胶粉改性乳化沥青,试验表明:该改性剂可提高混合料的耐磨性、水稳定性与抗疲劳性等性能。该研究采用了废旧材料作为改性剂,实现了废弃物的重复利用,节省了大量资源,同时也拓展了改性剂的未来选用思路。山西防水丁苯胶乳共同合作