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。因天然橡胶胶乳耐老化性差、氯丁胶乳耐寒和储存稳定性差、再生橡胶耐磨耐疲劳性差,目前使用较多的是SBR。湖南SBR丁苯胶乳作用
丁苯胶乳可采用间歇聚合,也可采用半连续方式或连续方式聚合。间歇方式操作简便,工艺简单,但生产能力较低。而连续聚合对设备要求更高,生产能力也更强,产品性能均匀。一次投料法在反应中期会因自动加速现象产生大量反应热,若这种热量不能及时从体系中排除,将会导致反应速率瞬间加快,产生更多热量,发生爆聚,消耗大量引发剂,产生凝胶效应,使聚合体系不稳定。分批加料法是先让一部分单体在釜中反应,在一段时间后,再向反应釜中补加部分单体、乳化剂、引发剂等继续反应。通过改变二次单体加入量和时间和调控不同性能的胶乳,改变胶乳的结构及单体转化率。浙江阴离子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。
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。
聚合物改性剂种类很多,目前,国内外使用的改性剂主要有三种:热塑性弹性体类、橡胶类和热塑性树脂类,改性剂不同,对基质沥青性能的改善效果不同,丁苯橡胶(SBR)是一种主要的橡胶类改性剂,能够改善沥青低温性能,增强沥青的粘韧性能。SBR改性沥青具有优异的低温延度和低温抗开裂性,按照气候分区,特别适用于年极端气温低于-37℃冬严寒区和气温在-21.5~-37℃冬寒区的道路铺筑,是目前高寒地区主要使用的一种改性沥青。生产改性乳化沥青常用的改性方法是加入阳离子丁苯胶乳(SBR乳液)。
在微表处养护技术中,改性乳化沥青主要发挥黏结作用,是重要的原材料之一。在乳化沥青的制备过程中,改性剂、乳化剂等助剂的性能与相互配合情况不仅决定乳化沥青能否制备成功,也影响着乳化沥青的性能优劣。改性剂的改性效果较差、乳化剂的乳化效果不稳定以及两者的匹配效果不佳等问题直接关联到乳化沥青的应用性能。因此,针对微表处技术在原材料选用、制备、施工与道路应用阶段易出现的问题,从材料的角度入手,对改性乳化沥青这一关键原材料进行深入研究,选择合适的改性剂,进行相应的复合设计与研究,并采用多种乳化剂进行制备与对比,研制出性能优异的改性乳化沥青,并应用于微表处养护技术,是目前重要的研究方向之一。SBR改性乳化沥青在比乳化沥青适用温度低很多的温度范围内,具有较好的抗裂性能,耐疲劳性能明显提高。天津阳离子丁苯胶乳生产
SBR胶乳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。湖南SBR丁苯胶乳作用
2006年至今,我国每年的微表处用量均保持在3000万平米以上,经过大量研究的实践,得出如下主要结论:1)乳化剂和SBR胶乳的性质对改性乳化沥青蒸发残留物性能产生影响,进而对微表处混合料性能有很大影响;2)微表处级配宜粗不宜细。用于大交通量道路时宜采用III型级配,油石比宜小不宜大;3)应当谨慎使用间断级配(存在施工和易性问题);超粒径颗粒必须在施工前予以去除;4)粗集料用量过大,容易在摊铺过程中产生划痕,粗颗粒容易脱落;粗集料用量小,导致强度降低;5)矿料砂当量的降低会明显缩短混合拌和时间、耐磨性能、抗裂性和抗车辙能力,并可能造成混合料中改性剂无法正常发挥效果。湖南SBR丁苯胶乳作用