乳化沥青十篇

乳化沥青篇1

关键词：乳化沥青 乳化剂

一、研究的目的与意义

随着我国道路建设事业的蓬勃发展，在公路建设高速发展和路面等级迅速提高的同时，应该十分重视已铺路面的经常性的维修与养护。传统的路面修补材料主要使用的是热拌沥青混凝土，但是该材料受天气等条件制约，使用困难，修补效果不理想，而且污染环境。而乳化沥青混凝土在潮湿低温的条件下即可以施工，能够有效解决沥青路面的修补问题。同时乳化沥青还具有节约能源和资源、保护环境和减少污染的作用。如今乳化沥青普遍应用于道路施工中，作为粘层油、透层油和稀浆封层用油非常广泛， 已为许多道路设计施工所采用。

二、国内外发的展概况及本项目技术所处的地位

20世纪初开始采用喷洒防尘，到了20世纪20年代乳化沥青开始应用与道路，30年代-50年代，乳化沥青的用量开始缓慢增长，1953年起，乳化沥青用量开始稳定上升，近30年来，乳化沥青发展迅速迅速。在我国，建国前乳化沥青只有少量应用，建国初期停止了使用。直至1978年交通部成立了“阳离子乳化沥青录用性能研究”课题协作组，才开始推广使用。1985年左右，推广至许多省市应用。90年代中期至今，在我国迅速普及应用。近几年，改性乳化沥青技术开始发展和应用。

三、具体研究开发内容和要重点解决的关键技术问题

制备乳化沥青时会用到一种沥青乳化的表面活性剂，即沥青乳化剂。沥青乳化剂具有表面活性剂的基本特性，表面活性剂分子内含有亲水基和亲油剂，能够降低液体的表面张力和不相容两液面间的界面张力。乳化剂大体上分为阳离子乳化剂和阴离子乳化剂，制备乳化沥青时要根据乳化沥青和路面石料的破乳时间及两者结合情况对乳化剂进行复配，单一的乳化剂有时乳化效果不好，如果加入其他一些乳化剂或者助剂（如稳定剂）进行复配则能达到较好的效果，以起到改善乳化沥青的加工性能、经济性、路用性能的作用。

四、实验的内容与方案

1.实验的机理

一种物质以多个分子形成的集合体（微粒）的形式，分散在另一种物质中，形成相对稳定的混合物，这一过程就叫做乳化，形成的混合物叫做乳液。乳化剂连接了沥青与水两种互不相溶的体系，降低了沥青与水界面的表面张力，使沥青能够以微小的颗粒状态分散于水溶液中，形成相对稳定的混合物 。

2.实验的实施过程

在一定的温度下，将沥青、水、和乳化剂的混合物送入胶体磨，在胶体磨的强力搅拌、剪切、摩擦的作用下，使沥青形成微小的颗粒，均匀分散于乳化剂水溶液中。

乳化沥青由一些三种主要物质组成：沥青、水、乳化剂，除此之外可以含有其他添加剂，如稳定剂、特殊助剂、改性剂等。

2.1沥青

沥青是乳化沥青中的最主要组成部分，一般占到乳化沥青总质量的50%～65%。当乳化沥青喷洒或拌和使用后，其中的水分蒸发最终留在路面的是沥青，乳化沥青的各项检验指标的高低沥青是一项决定性因素。石油沥青是由碳、氢等复杂有机物组成的混合物，其化学组成及胶体结构随油源不同、加工工艺不同，沥青的路用性质、乳化的难易程度、改性的方法都会有所区别。因此生产乳化沥青首先考虑的是选择适宜的沥青品牌和标号，除了满足最终的应用要求外，还应满足乳化生产的要求。芳香份和胶质含量多的容易乳化，饱和份和沥青质含量越多越不易乳化。从胶体结构来讲，溶胶型沥青比凝胶型沥青容易乳化。

2.2水

将水加热，保证乳化剂水溶液的温度稳定在60±5℃之间。水是沥青分散的介质，水的洁净度和硬度会对乳化沥青产生影响。钙、镁离子的存在对阳离子型乳化剂来说有利有弊，一方面需要消耗一定酸来中和，一方面中和产物CaCl2作为乳化沥青稳定剂存在。对阴离子型乳化剂来说有弊，可溶性的钙、镁离子与阴离子型乳化剂的阴离子反应生产不溶性物质，消耗了乳化剂。水中杂质微粒也会影响沥青的乳化，所以生产乳化沥青的水最好是洁净的硬度低的水。

2.3乳化剂

严格按要求的比例控制乳化剂的用量， 过少乳化不完全，乳液不稳定，破乳速度快，过多则浪费，成本高 ，影响原质沥青的性能，破乳速度慢。需要调酸的乳化剂，要小心地加酸，保证乳化剂水溶液的pH值达到要求。乳化剂在乳化沥青中的比例很小，一般在0.2%～1.8%之间（占沥青乳液的质量），乳化剂的作用使得乳化沥青可以以稳定的乳状液的形式存在，实现了从沥青到沥青乳液的转变。乳化剂的分子结构和组成决定了沥青乳液的电荷性质、油水界面的结构、以及在油水两相中的可溶性，由此决定了乳液的化学性质，所以乳化剂的性能在乳化沥青中起着决定性的作用。

五、结果与讨论

1.对于非液态的乳化剂，要先稀释

2.对于复配乳化剂 应该注意各组分的用量、加料顺序、温度、pH值等

3.更换不同离子类型的乳化剂时，生产线的各个部分都应清洗

4.如果生产改性沥青，应该按比例加入改性剂

5.按要求控制沥青和乳化剂水溶液的配比 ，油水比一般50～60%

6.生产前，必须对乳化机和沥青泵预热至70℃左右

7.乳化机间隙的调整一般0.1—0.8mm

8.乳化剂可以使沥青的性能提高、不变、降低、或大幅降低，一般情况下会使沥青的性能降低

9.不同种类的乳化剂对沥青的性能影响不同

10.同一种乳化剂，用量不同，对沥青的性能影响不同，一般用量越大，影响越大；

11.质优纯净的乳化剂对沥青的影响不大，质劣不纯的乳化剂会使沥青的性能明显下降，尤其破乳快；

12.添加剂、乳化工艺都会对沥青的性能产生影响。

参考文献

[1] 王丽娜，范维玉，南国枝，李水平. 沥青乳化剂及沥青乳液性能研究. 石油大学学报（自然科学版），2002，26（6）；101～109.

乳化沥青篇2

1、放置时间太长产生离析。

2、沥青与水密度相差较大，导致离析。

3、乳化剂性能较差，沥青乳化开后不能维持乳液稳定状态，导致离析。

4、酸碱条件差，乳化剂对酸性条件要求严格，ph没在范围内，也会导致沥青微粒聚沉。

（来源：文章屋网 ）

乳化沥青篇3

Abstract：emulsified asphalt and modified emulsified asphalt is widely used in highway, municipal construction and maintenance, maintenance engineering. This article mainly summarizes this stage production of the more common and its quality control and difficult SBR modified emulsified asphalt production and application.

关键词：SBR改性乳化沥青；生产；材料；应用

Keywords: SBR modified emulsified asphalt; production; materials; application

中图分类号：P632+.6文献标识码： A 文章编号：

乳化沥青的生产应用现状

近几年，大规模的交通基础建设投入，而沥青及沥青砼道路已成路面结构形式的绝对主流，伴随着乳化沥青智能洒布车、稀浆封层摊铺车、微表处摊铺车、同步碎石封层车、超薄磨耗层摊铺设备及就地冷再生联合装置的日益完善和普遍使用，大大推动了乳化沥青的使用和发展，而且对乳化沥青的环保、经济及施工便捷有了更高的认识与评价，特别是道路养护领域乳化沥青会越来越发挥其主导作用而成为道路工程材料家族的主流。

乳化沥青经过几十年的发展推广，其品种和规格已较多，生产和应用技术得到了长足的发展，特别是改性乳化沥青更是一种发展前景看好的高技术产品，作为新建道路的封层和粘层，旧道路改造养护的中层间，表面处治及各种引进技术中的特殊防水及粘结材料，越来越受到技术部门的推崇。

乳化沥青按用途分为透层、封层、粘层及拌和型，以及用于表面处理的改性乳化沥青。随着我国乳化剂技术和乳化沥青加工设备的发展，乳化沥青品种和用途越来越多。但由于受生产及应用技术的限制，目前国内大多以生产应用，普通乳化沥青和SBR改性乳化沥青为主，SBS改性乳化沥青生产以进口设备为主，设备、生产成本均较高，限制了其发展及应用，其市场有待国内企业的研发和占有。本文侧重总结介绍SBR改性乳化沥青的生产和应用。

SBR改性乳化沥青的生产

改性乳化沥青的特点：改性乳化沥青是指以沥青为基料，以高分子聚合物等为改性材料，在一定的设备和工艺条件下，通过乳化剂及助剂的作用，使沥青、改性剂与水混溶而成的乳液。主要有SBRSBS改性乳化沥青等。改性乳化沥青主要有以下性能优势：高温稳定性、低温抗裂性、高粘附性、高抗剥落性、应用范围更大、内聚力更大、早期强度高、使用寿命长等，拌和性能好等较普通乳化沥青更多的优势特点。

乳化沥青设备的分类：称得上是成套沥青乳化生产设备的都应该能够生产不同类型的乳化沥青和改性乳化沥青（SBR改性）。目前，各种沥青乳化设备因生产流程不同，其性能也有很大的差别。一般分为间断生产和连续作业两种类型。乳化机是整套设备的核心，它的作用就是通过增压、剪切、碾磨等机械作用使沥青形成均细颗粒，稳定而均匀的分散与乳化剂水溶液中，形成水包油沥青乳状液。采用不同的力学作用原理，沥青乳化机的结构形式也不同，目前较常采用胶体磨和剪切机。

SBR改性乳化沥青的生产工艺

每一套乳化设备都应根据生产要求设计相应合理的乳化工艺，包括生产流程、原料配方、温度控制、计量控制、油水比控制等内容，特别是油水比的计量控制一定要采用先进的电子流量计。不同设备的乳化工艺有所差别，但都应满足以下几方面要求：（1）温度控制：沥青和水的温度是乳化工艺中较重要的参数，一般要求皂液温度70－75度，沥青温度135－130度，要求皂液加沥青后热平衡温度小于100度，即不汽化。沥青温度过低流动性差，影响乳化质量。最好是乳化沥青经热交换器降温后储存，热水用于循环再生产，节约能源，提高生产效率。（2）皂液配制：水、乳化剂、改性剂、盐酸的加入必须准确计量，充分搅拌反应，同时测试皂液PH值满足要求后方可生产。（3）油水比控制：沥青和乳化剂水溶液的流量按要求比例控制是生产出合格乳化沥青的重要条件。最好控制线路采用闭环设计，以实现时时动态调控，以保证生产出符合设计要求的高质量的改性乳化沥青。

以各种乳胶为改性剂生产改性乳化沥青的工艺最主要的是乳胶的选择和胶乳的加入方式。把乳胶掺入的方法有多种，目前主要有乳化前加入和乳化后掺入二大类，后者改性效果较差，乳液稳定性不好，是适应较落后的生产设备，而目前国内较先进的生产工艺应该是把胶乳加入配好的皂液中，经循环和搅拌均匀后按比例计量输入剪切机（胶体磨）中与沥青混合生产改性乳化沥青，乳胶和沥青在机诫力的作用下，充分碰撞、融合后生产的乳化沥青改性和稳定效果更好，是目前的主流生产工艺。

主要材料的选用

（1）沥青是生产改性乳化沥青的主要材料。首先，沥青材料要符合道路工程使用要求，其次沥青要具有易乳化性。沥青的胶体结构、沥青质、胶质、油分构成了沥青的胶体结构，根据沥青的胶体结构理论，可以把沥青分为溶胶结构型、凝胶结构型和熔凝胶结构型三类。从乳化的角度来看，溶胶结构型沥青最易乳化，因为其中的油分含量多，沥青质含量很少甚至不含沥青质，并且相对分子量也小，胶粒或胶团完全散于油分中，胶粒或胶团之间没有吸引力或着吸引力极小，易于被剪切分散，形成稳定的乳液，凝胶结构型沥青最难乳化。综合道路工程使用要求和易乳化性两方面因素，溶-凝胶结构型沥青适合用作乳化沥青原材料。沥青的含腊量，是道路石油沥青的一项重要指标，腊对沥青的延度、针入度、软化点三项指标都有影响，在选择用于乳化的沥青时，必须把含腊量作为一个重要指标来检验，含腊量较高的沥青难以乳化，乳液稳定性差，蒸发残留物的性能也受到影响。沥青的品种，油源和加工工艺决定了沥青的化学特性，不同油源不同加工工艺的沥青、相同油源不同加工工艺的沥青、以及不同油源相同加工工艺的沥青，在化学组成、分子结构上都会有很大差异，乳化性能也就各不相同。粘度较小者、针入度较大者、标号较高者易乳化性相对较好，中、轻交通道路石油沥青比重交石油沥青易于乳化，沥青的乳化性与沥青的酸含量有关，通常认为酸总量大于1%的沥青易于乳化，如设备条件较好，建议使用70＃进口石油沥青。

（2）水 ：不仅是沥青的分散介质，同时也是乳化剂，改性剂、PH值调节剂和稳定剂等材料的溶剂。因此，水源的选择和对水质的要求不容忽视，建议使用洁净的中性软水。

（3）乳化剂：乳化剂是乳化沥青生产的关键性原材料，它占乳液总量的比例非常小，但对乳化沥青的生产、储存及混合料的施工性能都有很大的影响。

乳化剂的分类：根据乳化剂的分子亲水基带电的情况，可将乳化剂分为以下几种：阴离子乳化剂，原材料便宜易得，工艺简单，一般为中裂型，慢裂型，可用于稀浆封层，透层、粘层、惯入、表面处置等。

阳离子乳化剂，此类乳化剂发展较晚，但实践证明它与各种矿料有较好的粘附性、且成型速度快、早期强度高、用量少，即发挥了阴离子乳化剂的优点，又弥补了它的不足，自开发以来就备受关注并得到迅速推广，特别是慢裂快凝型，广泛应用于微表处施工等。

两性离子乳化剂，非离子性乳化剂，一般作为复合乳化剂使用，技术要求较复杂，熟练掌握其性能后方可谨慎选择使用。

乳化剂的选择：乳化沥青乳液只是使用过程中的一种暂存形式，待乳液破乳、水分析出后，沥青又恢复到原有状态，而此时，乳化剂仍残留在沥青中，残留在沥青中的乳化剂以何种形式存在，对沥青材料和路用性能有何种影响，值得关注。因此，在选择乳化剂时除考虑品种、性能、价格及乳液用途外，还应充分考虑乳化剂对沥青性能的不利影响。建议采用影响较小或不影响的品种。总体质量情况是进口的优于国产。

（4）改性剂：研究表明乳化沥青经改性后用于稀浆混合料，可以改善集料与沥青间的裹附，提高混合料的粘结力，改善混合料的耐磨耗能力。

改性剂的分类：改性剂的种类很多，可用于乳化沥青改性的只要有以下几种：（1）天然橡胶胶乳，天然胶乳是复杂的胶体，其主要改性效果是，提高沥青与石料的粘结力，并使低温粘度增加，抗裂能力增强，但缺点是不耐老化。（2）丁苯橡胶胶乳，丁苯胶乳SBR是由苯乙烯和丁二烯两种单体乳液聚合生产的，可以明显提高沥青与石料的粘附性、抗裂性、低温延性，兼具良好的抗老化性、耐热性和耐腐蚀性以及提高稀释稳定性，是综合性能较好的通用合成胶乳，而且，品种多、价格低，因此，目前广泛用于乳化沥青材料的改性。（3）热塑性丁苯橡胶，SBS具有橡胶的高弹性和热塑性，不能直接用于生产改性乳化沥青，成本及设备投入较高，目前难以推广。（4）氯丁橡胶胶乳、乙烯乙酸聚合物胶乳等改性剂在不同地区和条件下也有使用，但由于价格、工艺及产品的性能问题，实际使用不普遍。

（5） PH值调节剂：乳化剂只有在一定的PH值下，才有最大的溶解度。各种乳化剂对PH值的要求不尽相同，在酸性、中性、碱性范围内都是可能的，PH值调节剂的作用就是根据乳化剂的需要，调整水溶液的PH值，使乳化剂充分溶解，活性达到最大，乳化性能达到最优。石料的活性及气温对乳化沥青的PH值也有相应的要求，实际使用中要适度的微调。

应特别注意，通过胶乳的设备、管道、阀门使用后要及时清洗，选择胶乳除应考虑品种、性能、价格外，还应考虑电荷的电性。这一点对于改性乳化沥青生产特别重要。胶乳的电性应和乳化剂分子电荷电性一致，如所带电荷不匹配，会消耗掉部分乳化剂，产品稳定性更差，所以选择胶乳时应特别重视这一问题，所带电荷相反时不能使用。

结语：改性乳化沥青属于双重复合性热力学不稳定体系，除具有与乳化沥青完全相同的特性外，由于胶乳的加入，增加了不稳定的因素，所以，改性乳化沥青的储存稳定性比乳化沥青更差，易析水分层。所以改性乳化沥青储存期有限，生产和使用时应做到有计划的组织生产和使用，保持适度的搅拌和循环，储罐加盖密闭，避免风吹、雨淋和强光直射，保持乳液干净，不带入杂物，不要在5度气温以下存放，不同品种不得混合。所以，改性乳化沥青生产后应尽快使用，不要长期储存。

参考文献：

乳化沥青篇4

关键词：改性乳化沥青磨耗层；施工工艺

中图分类号：U416 文献标识码：A

1 预防性养护简介

SBR改性乳化沥青改性乳化沥青磨耗层作为一种最重要的预防性养护手段，相对于包括微表处和热沥青罩面等养护手段而言，对设备和材料要求相对较低，施工程序也相对简单，造价上也更为低廉，同时仍然具有较好的路用效果，综合性价比也较高。

2 改性乳化沥青磨耗层

2.1 改性乳化沥青磨耗层简介

改性乳化沥青磨耗层技术是一种在喷洒SBR乳化沥青后立即撤布一定粒径的粗集料，经碾压而形成薄封层的技术，可以提高路面的防水性能，减缓沥青老化速度，还可以提高路面的粗糙度和抗滑能力，使行车更加安全。

改性乳化沥青磨耗层一般可以分为单层改性乳化沥青磨耗层和多层改性乳化沥青磨耗层两种。此外，根据材料、施工工艺、应用场合等，改性乳化沥青磨耗层还包括应力吸收膜封层(SAM)，应力吸收膜粘结层(SAMI)，土工布增强改性乳化沥青磨耗层，同步改性乳化沥青磨耗层和开普封层等类型。改性乳化沥青磨耗层的主要应用包括：（1）各等级公路旧沥青面层加铺防水磨耗层；（2）桥面防水施工；（3）新建路面的下封层；（4）与稀浆封层／微表处合理结合施工（开普封层）。

3 改性乳化沥青磨耗层的材料选择

3.1 石料

用于改性乳化沥青磨耗层最理想的集料是单一粒径的集料，或者是“没有级配”的集料。单一粒径集料的主要优点如下：

3.1.1 矿料间隙率大,有更多的空间供结合料填充，利于集料与沥青的牢固粘结。

3.1.2 单一粒径改性乳化沥青磨耗层与车辆轮胎的接触面积比有级配的大，抗滑性能更好。

3.1.3 单一粒径改性乳化沥青磨耗层的表观更加美观。

3.1.4 单一粒径改性乳化沥青磨耗层的碎石之间可以形成连通的排水渠道，更有利于路面排水。

3.1.5 单一粒径改性乳化沥青磨耗层的设计、施工和质量控制都比有级配的简单。

改性乳化沥青磨耗层所用石料粒径范围有严格要求，必须经过反击破碎（或锤式破碎）得到碎石，针片状石料严格控制在15% 以内，几何尺寸要好，不含杂质和石粉(

3.2 SBR改性乳化沥青

根据国内外施工的实际经验和相关规范要求，改性乳化沥青磨耗层应使用快裂型是阳离子乳化沥青(CRS-2)，对乳化沥青的粘度有较高的要求，CRS-2型乳化沥青℃赛波特粘度指标应为100-400，远远高于其他用途的乳化沥青。

同时，要达到好的路用效果，在乳化沥青中添加SBR胶乳，以提高乳化沥青的性能及对石料的裹附。SBR胶乳添加量一般在2%～3%之间。添加SBR胶乳以后，可以提高沥青粘结碎石的能力、提高沥青材料的高低温性能、防止碎石破裂、增强路面弹性、减少碎石脱落等。

4 改性乳化沥青的生产

为了保证高品质高浓度的改性乳化沥青的生产，河南瑞航公路养护技术有限公司的设备是美国VSS公司生产的全自动乳化沥青生产线。该设备采用具有100多年历史的世界著名的德国BWS公司的Supration（苏泊雷顿）牌胶体磨，定子和转子均为超硬质不锈钢材质，间隙可调。剪切细度≤3微米。胶体磨采用双机械密封，5年内免维护。

全自动控制，计量精确，产品均匀一致，性能稳定，可生产各种改性乳化沥青，包括SBS改性乳化沥青。

4.1 VSS乳化沥青生产线，可以生产SBR改性乳化沥青，也可生产SBS改性乳化沥青。

4.2 整个设备采用微电脑自动控制，精确度非常高。但是也可采用手动控制。

4.3 VSS乳化沥青生产线，采用了浓缩皂液系统和稀释皂液系统二个系统。浓缩皂液系统负责皂液的配比，然后进入到稀释皂液系统中稀释，这样精确度更高。

4.4 皂液系统的计量采用了德国MAKDER电子测量技术公司的重量传感器的电子地上衡来计量。称重2000kg浓缩皂液，误差只有±0.5kg，即0.25%,可见精确度非常高。

4.5 VSS的设备在胶体磨的出口处增加了二次温度监控表，电子监控显示。此温度监控仪保证了乳化沥青产品连续稳定的生产输出。

4.6 VSS设备在主机上设有皂液电子流量计和电子自动控制的阀门。通过智能仪表中的微电脑自动控制基质沥青与皂液的配比，保证产品中原料配比的稳定性和连续性。

4.7 主机采用螺齿定量泵向胶体磨输送沥青。以此为基准，根据工艺配比设定，自动控制调节皂液和乳胶的流量。稳定的输入定量沥青，保证了乳化沥青产品中沥青比例皂液稀释罐安装了PH值监控监测仪，保证了进入胶体磨前的PH值。确保改性效果，使改性乳化沥青不容易离析。

5 改性乳化沥青磨耗层施工工艺

改性乳化沥青磨耗层技术的主要设备是碎石撒布车和乳化沥青洒布车（如果是同步改性乳化沥青磨耗层，则为一台同步碎石封层车）。配套的主要机械设备有石料装载车，胶轮压路机，洒水车，路面清扫设备，乳化沥青运输车等。

改性乳化沥青磨耗层施工工艺流程和注意事项如下：

5.1 根据路面平整度情况和抗滑性能要求确定石料的粒径范围。一般路面养护进行一次改性乳化沥青磨耗层即可，在路面平整度较差时，可选用适宜粒径的石料作为下封层找平，然后再做上封层。改性乳化沥青磨耗层作为低等级公路路面时须两层或三层，各层石料粒径应相互搭配以产生嵌挤作用，一般遵循下粗上细的原则。

5.2 施工天气。施工时，对气候的要求需同时满足以下三个条件：气温在20℃以上、风力小于3级、三天以内无雨，应尽量避免在雨季和晚秋季节施工。

5.3 原路面病害处理。封层施工前，要对原路面上坑槽、沉陷、结构裂缝、臃包和松散等病害进行处理。

5.4 路面清扫。为保证沥青改性乳化沥青磨耗层与下承层的粘结，必须强制清除松散材料、尘土及其他异物，以保证路面的清洁干燥。

5.5 测量放样。用经纬仪定出中线和边线桩，挂上醒目标线，以便于同步改性乳化沥青磨耗层车作业。

5.6 交通管制。沥青改性乳化沥青磨耗层经常为半幅通车半幅施工，必须要有专人负责指挥交通。

5.7 封层作业。改性乳化沥青磨耗层车应以适宜的速度匀速行驶，同时要确保石料和粘结料两者撒布率必须匹配。

5.8 碾压。撒布作业时，用胶轮压路机紧跟改性乳化沥青磨耗层车进行碾压，以便在乳化沥青破乳前能及时完成碾压定位工序。

5.9 检查。注意检查横向和纵向的均匀性及材料用量是否达到设计要求，发现问题及时处理。

5.10 开放交通。除乳化沥青表面处治应待破乳、水分蒸发并基本成型后方可通车并通过开放交通进行补充压实。在通车初期应设专人指挥交通或设置诱导标志牌控制行车，限制行车速度不超过20km/h，严禁畜力车及铁轮车行驶，确保改性乳化沥青磨耗层不被破坏。

5.11 初期养护。当发现有泛油时，应在泛油处补撒与最后一层石料规格相同的集料并扫匀，过多的集料应扫出回收。

参考文献

乳化沥青篇5

目前 修建高速公路从行车快速、舒适、路面坚实、稳定、平整等因素考虑，一般多采用沥青混凝土面层、半刚性基层结构。为加强路面结构各层之间的紧密结合，提高路面结构整体性，设计要求在沥青面层与基层之间设置下封层，同时起到防止雨水渗入基层的作用。因此设置下封层是必不可少的，也是十分必要的。下封层可采用洒布法施工，也可采用乳化沥青稀浆封层铺筑。省高指1998年下达的“国道主干线（江苏境）淮锡高速公路沥青路面下封层施工指导意见”中明确采用洒布法实施下封层，沥青材料采用优质乳化沥青，现阶段建设选用壳牌施保妙-psx乳化石油沥青。 交通 部第二公路勘测设计院关于宁靖盐高速公路施工图设计中，要求沥青封层施工采用pc-2型慢裂乳化沥青稀浆封层。省高指、省科研所关于“高速公路路面下封层试验报告”内称，壳牌施保妙-psx的质量是好的，有较好的粘结力和整体粘结强度。壳牌施保妙-psx乳化沥青下封层是一种柔性结构，这与国产的乳化沥青脆性下封层不同。从上述指导性意见看当前对下封层乳化沥青的使用需考虑下列 问题 。

（1）用进口沥青乳液做下封层优于国产沥青乳液，因此 研究 开发进口沥青的乳化是当前急需解决的课题。

（2）乳化沥青下封层的施工 方法 采用洒布法及稀浆封层法的比较，研究施工中的一些重大技术问题十分必要。除对进口沥青乳液开发生产以及在下封层施工方面的研究外，随着高等级公路的快速发展，开展改性乳化沥青用于表面养护也应适时进行研究。

1、采用国产乳化剂乳化进口沥青的研究

乳化沥青实际是将沥青热融后，经过机械的切割使其以细小的微粒状态分散于含有乳化剂的水溶液中。进口沥青的比重大于1、含腊量低、内聚力大，因此要达到乳化效果，首先要增加少量的活性剂，使其很快地聚到水面，从而使空气和水的接触面减少，使水溶液的表面张力按比例急骤下降，水中的乳化剂分子也聚到一起，将油基靠在一起而形成胶束。当乳化剂浓度逐渐增加时，水溶液表面聚集了足够的乳化剂，直至表面毫无间隙地分布于液面上，这时空气与水溶液完全隔开，待表面张力停止下降保持平衡，如再增加乳化剂其胶束亦随之增加，一直至水溶液表面形成单分子膜，空气和水的接触不可能再缩小，这时在水溶液中加入沥青，沥青与溶液之间形成第三界面，这种新的界面要保持平衡状态，沥青乳化剂胶束就很快吸附、包围沥青颗粒，乳化剂新油基在水溶液中以分散状态溶解于水溶液中，重新形成以沥青为胶核的沥青乳化剂胶束，形成沥青乳液，这也是沥青乳化剂在水溶液的作用。用进口沥青制备稳定的沥青乳液必须考虑乳化剂建立在国产的基础上，同时乳化剂生产厂家的生产流程稳定，原料来源可靠。重点是乳化剂的效应：首先应具有降低沥青与水之间的界面张力，使沥青微粒均匀地分布于水溶液之中；其次能缩小油水两者之间的绝对密度差及粘度差；第三在两相之间乳化剂走向排列时，应增加沥青微粒的电荷，尽量形成双电层，增加颗粒之间的相互排斥力，阻止沥青微粒的聚合。

上述要求用单一乳化剂往往是不可能的，特别是渗透性能及贮存稳定性、机械稳定性存在问题。因此必须增加其他物质发挥乳化剂的应有效应，这就选择第二、第三乳化剂按不同比例混合后发挥效应。为此我们选用了复合型乳化剂，经过近百次试验最终取得成功，经试验贮存稳定性、破乳速度、粘附性、防剥落性能均良好。

沥青路面在繁重的大交通量的作用下，首先要求路面具有高的强度和稳定性，同时又具有低温抗裂性，为达到这一目的，通常采用粘稠沥青为结合料。为满足施工要求，必须将沥青加热到流动状态才能拌和或洒布，这就是我们通常称之谓热沥青施工。这种施工方法的缺点是需消耗大量的热能，同时还污染环境， 影响 操作人员的健康。经人们反复研究，将沥青加热至流动状态，经高速离心搅拌或剪切机械作用形成细小微粒（粒径2～5um），分散在有乳化剂的水中，由于乳化剂的作用而形成均匀稳定的分散系，这就是所谓的乳化沥青。它的重要组成部分是沥青、水和乳化剂。

（1）沥青是乳化沥青的基本组成成分，它在乳化沥青中占55%～65%，它的乳化难易性及乳化后产品性能随着针入度变化、化学结构和胶体结构的不同有较大的差别。沥青的各组分（沥青质、树脂、油份）在沥青中的含量对乳化的难易并对乳化后的性能影响很大，一般讲活性组成含量低通常不易乳化。根据高速公路使用要求，我们研究了进口的埃索和壳牌沥青的乳化，其针入度在70（1/10mm）左右。这种进口沥青的共同特点是相对密度大于1，含腊量小于2%，延性大于100cm.根据上述特点，在乳化剂的配制、乳化机械的选择、乳化工艺流程等方面对症而行。

（2）乳化剂是乳化沥青的关键组成成份，乳化沥青的性能很大程度依赖于乳化剂性能。由于乳化剂有新油基与筑水基，在这二个基因作用下使它难免吸附于沥青和水相互排斥的界面上，从而降低它们之间的界面张力，使油水之间能在较大的面积上接触，尽可能生产微小颗粒，从而使沥青微粒均匀地分布于水溶液之中。根据埃索、壳牌沥青的特点，采用单一乳化剂无法达到制备沥青乳液的目的。因为单一乳化剂有固定的h.l.b.值（hydrophite-lipophih balance），它不能满足复杂的沥青乳化所需要h.l.b.值，除了考虑到进口沥青特殊性外，另外研究还考虑到用这种沥青生产的乳化沥青，对拌和工艺、基层的渗透能力、贮存稳定性、多种框框使用的稳定性（如不同的洒布和拌和设备），尽量能够适应各方面的需要，采用正交法确定试验方案，经过近百次试验，选择了第二、第三等多种乳化剂，按不同的比例掺入，使其发挥各自的作用，所以这次对进口沥青乳化成功，归功于乳化剂的 科学 选用。这种复合乳化剂是国内产品，原材料来源可靠，质量稳定，对较长期进行乳化沥青生产有保证。

（3）稳定剂是影响乳化沥青贮存稳定性能主要材料，在研究沥青乳液过程中，发现有时产生颗粒大且不均匀，极易产生絮凝或沉降现象，特别是进口沥青其比重大于1，这一现象格外显著，我们采取增加无机盐类来增加颗粒间双层电效应，增大电流，增加颗粒间的相互排斥力，减缓颗粒之间的合一凝聚速度，提高乳化能力，改善乳液的稳定性，增强与骨料的粘附能力。我们选用q.h.l.稳定剂与阳离子乳化剂复合，形成坚固的胶束，使沥青乳液稳定。从试验中摸索稳定剂、乳化剂的性能特点。有的稳定剂可以在生乳液时加入，但有些稳定剂这样加入会影响乳化，需经试验确定组织方案。

（4）水是乳化沥青中数量占第二位的组成部分，一般占总量的40%，因此乳化沥青运输中有40%的水作了搬运，故乳化沥青的生产尽可能接近使用地点。

生产乳化沥青的水只要是纯净的日常生活用水即可，不能含有其他物质。有的乳化剂水溶液有一定ph值要求，通常采用盐酸来调节酸碱度。

（5）进口沥青乳液的检测。经过近一年的研制、上百次的试配，于1998年9月上旬将小样送至江苏省交通科学研究所中心试验室测试。

2、试验路的铺筑

为了进一步验证采用国产乳化剂乳化进口沥青的使用品质，在省公路局、常州、淮阴、镇江公路处的大力支持下，分别在南京-杭州104国道、常州-溧阳一级公路、宁连一级公路马坝-武墩段扩大试验，共生产镇江2＃埃索乳液39t，铺筑了三段试验路，这些路线共同的特点是日交通量都在一万辆左右，路面结构均为二灰碎石基层上铺筑沥青混凝土面层。详细情况如下：

（1）104国道1205+500-1206+000路面改造工程下封层试验段位于车左幅，长500m、宽8.4m，共计4200m 2 .该路底基层采用水泥混凝土路面破碎后灌注水泥浆、基层为20cm二灰碎石、面层为9cm双层沥青混凝土。交通量约8000多辆次/昼夜，其中重型货车占30%左右。下封层采用双层式洒布型，第一层乳液用量1.8kg/m 2 、5～10mm石料12m 3 /km 2 ，第二层乳液用量1.0kg/m 2 、3～8mm石料6m 3 /m 2 .施工时天晴、气温30℃，洒布后约15min破乳，经行车1个月后实施沥青混凝土面层，铺面层前检查下封层表面平整无坑塘，与基层粘结紧密牢固。

（2）常州-溧阳新建一级公路下封层试验段路面半幅宽10m，计7000m 2 .该路基层为二灰碎石、面层为9cm沥青混凝土，交通量约6000辆/昼夜，边施工边通车。下封层采用单层试验洒布型，乳液用量为1.8kg/m 2 ，0.3～0.8cm石屑用量8m3/km 2 .施工时天气小雨转阴、气温25℃，破乳时间约30min.经行车后表面平整密实、无起皮、坑塘，无推移、轮迹，与基层粘结牢固紧密。

（3）宁连一级公路路面改建工程下封层试验路段，试验段位于11k+500-12k+500路线西侧，长1000m、宽10m，计面积10000m 2 .该路基层为30cm二灰碎石、面层为16cm沥青混凝土，日交通量大于10000辆次。下封层采用单层式洒布型，乳液用量1.5kg/m 2 、石屑用量7m 3 /km 2 .施工时天晴、气温18℃，破乳时间约35min.经行车表面平整无推移坑塘、脱落，与基层粘结紧密牢固。

对上述三段试验路，我们分别钻取了样芯，104国道、常州-溧阳线路取了自面层至基层全部样芯，试件表明下封层将油面层与基层牢固地粘结成整体。宁连一级公路因取样机的原因，致使二灰碎石未能完整取出，但从二灰碎石的断裂面看下封层与基层仍然粘结完整牢固。这充分说明进口沥青乳化后作为下封层它的粘结力很强，既起到层间连接的作用，又能防止雨雪水透入基层。

通过室内试验及扩大试验路铺筑，对使用进口沥青乳液铺筑下封层，有以下进一步认识：

①我站生产的进口沥青乳液产品质量是好的、稳定的。采用油罐车装运，共生产乳液50t，没有因运输、贮存及运至工地一时不能施工而发生沉淀分层凝块现象。

②当乳液运至工地，从运油罐车移至洒油车内，采用管道直接泵送，每输送一车仅10min.不像一般运输车队采用高站台低货位的自流方式，每自流一车需1h，而且还可免去因选择高站台而导致的绕行。由于采用管道泵送，不会混入大量的气泡，影响喷洒效果和使用质量。

③喷洒过程中乳液分布均匀，无泡沫粘附在石料表面导致空白。另外施工日期无论在8月或10月，均未因温差对破乳速度造成影响。

（4）进口沥青乳液的粘结性。下封层试验段完成后，我们待面层施工铺筑完成，分别钻取了样芯。104国道样芯15cm，常州至溧阳线、马坝至武墩段样芯均为10cm.马武段除机械原因未将基层整层取出。其余二条线多个样芯可以看出下封层将面层与基层粘结成一体无一脱开，完全达到设计层间连续的要求。样芯虽然经长途运输与颠簸，送至各级检查均未导致上下层脱开。

（5）三段试验路均采用镇江2＃乳液，以洒布法施工，用量为1.4～2.8kg/m 2 ，所用石屑质地坚硬、清洁无杂质，严格控制粉料含量。由于试验路都处于不中断交通的施工路段，二灰碎石基层在行车作用下表层细小石屑及粉料基本扫净，形成首料林立理想的粘结表面，加之洒布下封层采用森林灭火鼓风机吹净基层表面浮尘，使层间粘结条件更好。另外撒料时间、撒料方法、碾压时间的掌握与破乳速度之间的配合做到恰到好处，这对保证下封层的质量及开放车辆行驶极为重要。

（6）试验路完成后即可开放交通，恢复车辆行驶，但必须掌握：

①开放交通初期必须慢行；②指挥车辆全段均匀行车，不得在车道上集中行驶。

3、沥青乳化工艺及设备

乳化沥青是热熔的沥青掺配乳化剂水溶液，通过机械作用，把沥青切割成微粒制成水包油型乳状液，简称“乳液”。它是由沥青、水和乳化剂等三个成分组成，经过乳化设备的作用而形成。由此可知制造乳化沥青必须有基本装置-乳化机，它是生产乳化沥青的核心。另外，还需要有乳化剂水溶液罐、热沥青贮存罐和加温装置等等，这就形成了生产组合车间。

综上所述可知，沥青乳化不仅需要专用的机械设备，而且还必须制定一定的工艺生产流程，在特定的工艺条件下才能完成。乳化沥青的生产工艺及生产设备对乳液的质量和成本起着重要的作用，选择好的设备、制定完善的生产工艺、管线布局、充分利用现有条件，是建好生产车间的前提。同时，建立科学的生产管理制度是保证产品质量、发展乳化沥青生产的重要环节。

3.1充分利用优越的运输及热能条件六十年代中期，在镇江近郊已建立了一座热沥青中转油库，年进出沥青近1.5万t.中转油库有可停靠6节槽车的铁路专用线，有二台2t蒸气锅炉、一台650大卡导热油锅炉和4000t沥青储罐，既可中转沥青也能为施工直接供加热至160℃～180℃的热沥青。另外还有200t的汽车专用运输罐车，专门送运热沥青或乳化沥青。因此发展生产乳化沥青时：

（1）可利用加热条件为生产乳化沥青提供加热至要求的热融沥青和要求温度的乳化剂溶液；（2）可利用蒸气对生产设备预热；

（3）可利用原有房屋减少基建投资；

（4）可利用铁路专用线调运沥青直接入库，减少运输环节，降低成本；

（5）充分利用油库的供水供电条件；

（6）利用原有沥青检测设备及试验人员，增加些专用设备，即可建立起健全的质量检测体系。

3.2设备的选型八十年代初，我站即利用中转沥青的有利条件，组建了国内较先进的以乳化国产沥青为主的生产车间，它有较完善的沥青加热熔化和供给系统、供水供汽系统、乳化剂水溶液掺配系统、计量控制系统、乳化沥青生产机械、乳液储存系统、乳液质检设备、乳液生产电控系统以及乳液外运系统。

乳化机是乳化设备的心脏，通过机械的剪切、冲击和研磨完成对沥青的粉碎分散，因不同的力学作用原理，乳化机械有搅拌机、匀油机、胶体磨等，其中采用最多的是胶体磨，胶体磨的乳化机是较理想的乳化机械，它磨出的沥青粒子均匀、细度小、计量稳定、安装调试方便。其主要部件是转子和定子，转子转速一般为16.6-200r/s，最高转速可达300r/s.转子和定子间有一定间隙可以调整，最小间隙可调至0.025mm.沥青与乳化剂水溶液从进口流入，在离心力的作用下，穿过转子与定子间的缝隙，经高速剪切与研磨，从出口流出即完成分散乳化，沥青即形成极细小的微粒稳定于乳化剂水溶液中。我们选用的w1型胶体磨，工作时依靠两个齿形面的相对运动，通过二齿面间隙使制品受到剪切、研磨、高频振动、漩涡等多种的作用，因此乳液被有效地分散、碎破，均化乳化细度＜2um，产量8t/h、电动机功率13kw，动磨盘与静磨盘均采用不锈钢制造，抗腐蚀能力强。

沥青乳化生产，除核心部分乳化机极为关键外，其他配套生产设备设置是保证乳化机生产效率、产品质量以及产品成本的重要部分。要求各部位设计紧凑、坚固、管道布置合理，节省能源、便于检修、操作方便，整个设备做到文明生产。

配套设备主要有乳液生产系统、油水供给装置、温度调节装置、流量控制装置、乳液贮存及输出、仪表控制室及试验室等六大部分。现分述如下：

（1）乳液生产系统。

乳液生产系统各设二个200×150×150cm过渡锅，以满足连续生产的要求。为了节省用地，利用高位差，使过渡锅底标高离地面200cm左右。二锅间设有溢流孔，以防止沥青溢锅时外流。为保证生产时供料稳定，并提高产量，过渡锅出口处设二台齿轮泵，规格为10″，作供热沥青及乳化剂水溶液之用。

乳化剂的制备。先在1t调配池内加入一定量水，使乳化剂全部溶解，以防止 影响 使用效果。锅内设蒸气管道，利用锅炉蒸气加热。锅外设水标，可清晰地看到用水情况。沥青锅的设置位置与水锅对称，锅内设有远红处加热器，其他结构与锅相同。

（2）油水供给装置（包括温度调节装置、流量控制装置）。

为满足沥青路面工程不同用途，我站可以对多标号的沥青进行乳化。按不同施工方式以及施工季节的需要共设三个乳化沥青贮存罐。大小可以配套，最小间隙可调至0.025mm.它工作的混合液从进口流入，在重力作用下穿过转子与定子间的缝隙，从出口流出即完成分散，沥青液体在缝隙中受到转子产生的离心力和磨擦力的作用，磨碎成极细小的微粒。我们选用的小型胶体磨机，它工作时依靠两个齿形面的相对运动，使通过二齿面间的乳液受到剪切力、高频振动、漩涡等复杂力的作用，因而乳液被有效地分散、破碎、均化、乳化和混合。

（3）温度调节装置。

乳化沥青生产车间所需热能以充分利用原油库蒸气热源为原则，并设置必要的电加热设备，作温度调节控制。对沥青贮存罐及沥青加热锅均设置有蒸气加热管及远红外电热管二套设备，沥青加热锅内设二组远红外电热管总功率为64kw.可以分组使用，以热电偶指示加热温度，自动控温。乳化剂水溶液采用蒸气加热，以压力式温度计指示加热温度。乳液贮存罐内，为考虑贮存温度而设有蒸气管道，另外为保证生产过程及防止间隙生产乳液破乳使管道泵体、胶体磨中的残留沥青凝固，在这些设备上均备有蒸气预热装置。

远红外线的使用。红外线与普通光谱一样，是整个电磁波的一部分。波长在0.75u—100u范围。在5.6u以上者一般称远红外，它介于光与微波之间。各种物质均有特定的红外线吸收波长。水分有机物质在远红外的波长范围中有更多吸收峰，使物体吸收后内部分子运动加剧，温度迅速升高，从而达到加热的目的。

它的组成：管状电热器是由一个金属管内放入金属电阻丝、并在空隙部分填满有良好的导热性和绝缘性的结晶氧化镁而组成。它可以安装在空气通道里用于加热空气，也可浸在水或其他液体中用于加热水或其他液体，以及直接放在固体金属中加热金属，具有结构简单、热效率高、消耗电力省、拆装维修方便、使用安全等特点。

（4）流量控制系统。

乳化沥青中沥青与乳化水溶液配比是个变数，一般介于60：40或55：45之间。沥青与水溶液配比控制准确与否，将直接影响乳化沥青的质量。据了解国内控制和调整沥青与乳化水比例 方法 ，多采用箱式定液面法调整阀门大小控制流量。靠经验观察或抽样检查，确定配比是否正确。这种方法，实际上不能准确地控制用量。

为使沥青与乳化水溶液的流量测定准确，较 科学 可靠地控制流量，我们在管路中按装流量计装置。乳化剂水溶液采用玻璃转子流量计，它用来连续测量管道中液体的流量，是一种就地指示式的仪表。转子流量计根据金属管制造材料而分为玻璃转子流量计和金属管转子流量计，我们选用了常州热工仪表厂生产的lzb-50f型玻璃转子流量计。其测量范围为0.6～6m3/h.工作条件：压力＜6kgf/cm 2 ，温度-20℃～+20℃。另一为开封仪表厂的lzz-25f型金属管转子流量计。其测量范围为0.4～1.6m 3 /h.工作条件：压力＜16kgf/cm 2 ，温度为-40℃-+100℃。

转子流量计的主要部件为一锥形管和一个能在管中自由移动的转子。转子随液体流动而浮起，浮起的位置随流量大小而异。转子浮起的高度即表示一定流量。此流量计使用简单，读数直观，且能了解单位时间产量，但使用前要选用与设计生产能力相匹配的规格。

沥青采用上海自动化仪表厂生产的ls-25型旋转活塞流量计，旋转活塞流量计是一种容积式流量计，可用来连续测量液体的瞬时流量及总量，使用时可以看出现场流量情况，并可记录累计流量多少。

旋转活塞流量计主要部件为计量室和旋转塞，液体以一定流量进入计量室。由于进出口的压差迫使活塞旋转，旋转活塞的转动通过杠杆，内外磁钢及齿轮传到记数机构指示现场或累计流量。本仪表结构简单、工作可靠、测量范围大、精度高，不受粘度影响。但每次使用完毕必须清洗，以防沥青粘结影响使用，若继续使用时发现仪表旋转受阻，应设法加温溶解。

除上述两种计量装置外，在乳化水溶液上设有玻璃水位计，沥青加热锅上没有浮球油位计，指示容器内液面高度，作为流量第二控制手段。

沥青乳化可利用高位自流进入乳化机械，虽然达到乳化目的，但产量低，易造成溢出或飞溅。若乳化时维持一定的工作压力，不但乳化效果好、气泡少，而且产量高，系全封闭生产，无飞溅溢出的危险，但对设备要求高。w4型胶体磨采用自流时产量为2t/h左右，采用泵输入时产量达4t/h，故设计时采用齿轮泵作为输入动力，实践证明压力并不太高，一般设备都能满足要求，生产稳定。

输入动力均先用clb-50型齿轮式沥青泵，但由于乳化剂水溶液对一般钢材有腐蚀性，因而需要耐腐蚀压力泵，齿轮泵规格可选用1.5″，并且产量还可以提高。

（5）乳液贮存及输出。

乳化沥青虽具有常温下施工的特点，但亦并非对其储存没有要求，若贮存不当，将导至乳液破坏，因此还必须把握其贮存要点，使之保持良好的使用状态。总的来讲乳液要求密闭储存，并保持一定的温度。因乳液暴露在空气中，导致表面破乳而形成沥青膜层，故应储存在密闭容器内，尽可能减少乳液与空气的接触面积。一般采用金属卧式贮存罐，也有设计成立式贮存罐，无论采用何种形式，为防止沉淀均应备有搅拌设施。但搅拌时应防止带入空气以免造成乳液分解破乳，必要时应做好金属防腐。

乳液贮存的温度范围在10℃-85℃之间，贮存温度根据乳液的用途和类型而异。如洒布用乳液，贮存温度与洒布温度相近为50℃-85℃，而拌和用乳液贮存温度一般均为常温，使用与贮存不应取低温。 目前 我国尚未制定贮存温度标准，暂 参考 astm或aashto标准中有关数据作参考。

沥青乳液贮存罐的设置，应考虑容量大小，防腐设施、搅拌、保温方式以及输出安放位置。容量大小应与生产能力及使用相匹配。罐内设有盘管，利用蒸气保温，此热能尽可能利用废气，且盘管表面温度不得超过85℃。乳液搅拌采用泵循环来搅拌乳液。贮存罐的安放位置要考虑输出时车辆运送方便，因此选择高出地面1.2m处。使用时，当液位较高时可自流罐车内，当液位降低时备有齿轮泵抽吸。

（6）仪表控制室及试验室。

车间设置除使乳化沥青生产做到科学管理、安全生产外，并检验乳化沥青质量及考核乳化沥青生产成本，故乳化沥青生产车间还应包括仪表控制及试验室，其面积3×4.5m 2 ，仪表控制部分包括16门控制台，可自控沥青温度、胶体磨等。试验室两侧作沥青常规指标和乳液质量检验等工作，以控制乳化沥青的生产及使用。

我站这套装置已得到各方面认可，并经省 交通 厅及 中国 石油化工总公司鉴定，获部级三等奖，并将生产的产品定为胜利炼油厂的正式产品。十几年来由于严格生产质保体系，制定了生产操作制度及产品质量检测制度，产品质量一直稳定可靠。班产量稳定在60～80t，总产量已达到数万t.近几年来还为我省兄弟市及外省筹建了十几个车间，投产使用质量良好。

今年我站对进口沥青进行了乳化试制，在小试成功的基础上，对现有生产装置进行了改造，扩大生产约50t进口沥青乳液，生产稳定，各顶指标均符合要求，投入三条试验路 应用 。

4、加速研制稀浆封层

阳离子乳化沥青稀浆封层，是用标准级配石屑为首料，以阳离子乳化沥青为结合料，加入水泥等填料、水，按一定比例在机械强剪切的作用下，拌和成糊状的稀浆，用机械摊铺在路面上，凝固后形成一层沥青表面处理层即为稀浆封层。形成后的表面防渗水，增加表面磨耗层，其表面粗糙不泛油，平整坚实，一般厚度在6～8mm左右，是国家“八五”重点技术推广项目，具有较广阔的使用范围。

4.1用在公路养护上能够改善路面外观条件。当前我市道路由于多种原因，不少沥青路面出现干涩、贫油、脱粒、网裂，有的泛油而形成光滑的表面，严重影响使用品质，甚至造成行车事故。若铺一层稀浆封层，将使表面形成色调一致的新面层，外观上坚实平整、有一定粗糙度的路表。

具有防止雨雪渗透的作用。沥青路面的裂缝往往是导致油路面大量损坏的信号，由于稀浆封层具有流动性能好的特点，用其填满缝隙，并将裂缝全部覆盖封闭，使其具有防渗水作用，减少缝隙扩大，改善路面平整度。

能够延长路面使用寿命。因稀浆封层中含有矿料，且乳化沥青与酸碱性矿料和原沥青路面均有良好的粘附性能，使表面形成一层磨耗层，起到耐磨与保护的作用，而延长原路面的使用寿命，且造价较一般罩面低廉。

具有提高摩擦系数的防滑性能。若稀浆封层中的矿料采用玄武岩，则路表摩擦系数可大大提高，而一般石灰石矿料加铺稀浆封层后摩擦系数可在45以上。

4.2用在工程建设上用于沥青路面的下封层是理想的结构。近几年我省高速公路飞跃 发展 ，沥青路面下封层前几年采用国产沥青乳液单层洒布法施工，而现今已采用进口沥青乳液，从今年广靖高速公路采用进口沥青乳液下封看，其效果确实优于国产沥青乳液。但就施工方法而言，洒布法存在用油量掌握不好、偏少者多、个别地段忽多忽少、多时乳液流入农田造成污染、流下桥头污染桥体，其次石料洒布不匀、破乳时间把握不准、碾压时间控制不好而造成石料分布不匀、个别地段出现积油现象。但采用稀浆封层，则可以免除这些现象，达到表面均匀平整。从省高指的指导意见及二院设计文件对下封层实施要求看，当前对稀浆封层的 研究 应加速这方面的开发及研究，尽快投入到工程应用。我站在这方面已进行了一些有益的初探，室内小试表明，配制的慢裂快凝性乳化剂拌和的稀浆混合料（进口沥青乳液）既有足够公路的操作时间，又能在摊铺后（当时气温18℃）1h以内形成，近期即将准备铺筑试验段，进一步扩大试验。

4.3加速开发稀浆封层技术

（1）由于稀浆封层具有较强的专业性，实施的主要关键是研制慢裂快凝性的乳化剂，拌制慢裂快凝型稀浆混合料，因此把能研制生产乳化沥青的基地作为发展的基础，这个基地既能生产国产沥青乳液，又能生产进口沥青乳液，以满足洒布法及稀浆封层用的诸品种乳化沥青，使其既能满足一般公路养护应用，又能满足工程建设、特别是高速公路建设的需要，尽可能生产改性乳化沥青以适应今后高速公路养护的需要。力争所生产多种品牌的乳化沥青达到商品化程度，满足各方面的要求。有条件的单位还可以引进国产移动式乳化沥青车间，直接在施工工地生产所需的乳化沥青。

（2）实施稀浆封层关键的机械是稀浆封层机，八十年代初我国自行研制的拖式稀浆封层摊铺机，后来改进为自行式稀浆封层机，使拌和摊铺一次完成，但存在计量不准、控制较难、摊铺质量不高等 问题 。近几年不少省市从德国购进breing沥青稀浆封层车及宝马公司制造的s-hy-800型稀浆封层机、美国hd-10型全自动全液压改性稀浆封层机，以及ss公司生产的移动式乳化沥青生产设备，生产能力达到230t/h，这对发展应用稀浆封层技术起到极大的推动作用。特别是美国hd-10型稀浆封层机作业效率高，其拌和罐采用双轴浆叶式强制拌和器，能有效、快速、强有力地将各种材料拌和均匀，及时送入摊铺箱，保证混合料在1-2min内均匀摊铺在路上，保证稀浆混合料在工作时不破乳，摊铺在路上几分钟内就开始破乳、凝固，达到快速开放交通的目的。

（3）乳化剂的研制，应引入 社会 竟争机制，引进国外先进化学合成快、开放交通型乳化剂，有条件地与化工单位、高等院校联合研究，而不能采用传统的小而全的生产体系的研制机制。同时努力掌握信息，了解国内外乳化剂生产开发动态，使其成果为我所用。

乳化沥青篇6

关键字：改性乳化沥青；复合改性；路用性能

Abstract: The use of SBR (SBR) latex and chloroprene(CR) rubber latex were prepared with different proportion of compound modified emulsified asphalt, the softening point of modified asphalt emulsion evaporation residue, the penetration and ductility indexes were determined respectively; and mixing to form slurry mixture, by wet wheel wear (WTAT) and load (LWT) of wheel rut test WTAT value rate analysis of compound modification on slurry performance influenced by deformation and wheel rut. The results show that, the evaporation residue index and slurry mixture road performance, composite modification effect is better than the same dose of a single modification effect, that polymer composite modification is not the simple superposition, but it has a synergistic effect.

Key words: modified emulsified asphalt; modified; road performance

中图分类号：TV442+.2

前言

改性乳化沥青具有优越的路用性能及环保特性，已在粘层、透层、微表处以及路面再生等道路建设和养护工程中得到广泛的应用。当前，由于丁苯橡胶（SBR）胶乳、氯丁橡胶（CR）胶乳、聚乙酸乙烯-乙烯酯（VAE）胶乳用作改性乳化沥青的效果较好而且制备方法简单，应用非常广泛。由于生产及使用方便，而且性能稳定，我国目前运用的改性乳化沥青主要是SBR、CR等单一改性剂产品。这种单一改性剂的改性乳化沥青往往只存在某一方面的性能优势，其综合性能往往欠佳。随着改性乳化沥青越来越广泛的应用，对其高低温等综合性能的要求越来越高。近年来，人们越来越重视复合改性乳化沥青的研究和开发，但对于复合改性沥青的性能和复合机理研究仍相对较少，对聚合物改性剂复合改有待进一步认识。本文主要研究改性剂SBR和CR不同比例对改性乳化沥青的基本指标及路用性能的影响，以期为复合改性乳化沥青提供参考。

1、试验材料及方法

1.1试验材料

沥青采用兰炼AH-90#重交道路石油沥青；乳化剂为市售阳离子乳化剂1631、1831、椰子油丙烯二胺及非离子乳化剂OP自行复配而成；助剂为NH4Cl、聚乙烯醇、盐酸等。

为了与阳离子乳化沥青相容而不发生破乳凝结，改性剂SBR胶乳和CR胶乳均为市售阳离子型，按照表1中的比例制备改性乳化沥青。

表1 改性剂复配比例

1.2 改性乳化沥青制作工艺

本试验用上海“威宇”高剪切混合乳化机，采用边乳化边改性的方式，将CR和SBR胶乳按一定配比加入乳化剂溶液中配制乳化液，用盐酸调节pH值为2~4，然后在高速剪切的条件下缓慢加入热沥青，剪切8~10min，具体工艺如图1所示。

图1工艺流程图

2、结果分析及讨论

目前，对于改性乳化沥青的性能评价主要有两种方法：（1）测试其蒸发残留物的物理指标；（2）模拟工程应用，测试其路用性能的优劣。本文从这两个方面比较改性剂含量相同的CR改性乳化沥青、SBR改性乳化沥青以及不同比例的复合改性沥青的性能差异。

2.1 蒸发残留物指标试验结果分析

改性剂含量（固含量）为5%的改性乳化沥青蒸发残留物的软化点、针入度和延度指标如图2所示。

（a）软化点 （b）针入度

（c）延度

图2 不同改性剂比例的改性乳化沥青蒸发残留物指标

由图2的试验结果可知：

（1）添加改性剂后改性乳化沥青的蒸发残留物的软化点、针入度指标比基质沥青都有较大改善。但对于改性剂的总剂量均为5%，仅仅配比不同时，改善的幅度均不相同。随着改性剂中CR比例的增大，蒸发残留物的软化点先呈逐渐上升趋势，当mCR:mSBR为1.5∶3.5时达到最大值，然后逐渐降低；针入度的变化趋势则和软化点相反，先减小后增大，最小值为CR与SBR按1.5∶3.5复合改性。

（2）对于延度而言，复配后的指标比SBR单一改性有所降低，但比CR单一改性时高，这是因为SBR最突出的优点就是低温延度大、耐寒性好，加入CR后改变了原来的状态，使低温延度略有降低。由以上试验结果可以得出，改性剂的复配对改性乳化沥青性能的影响并不是简单的线性叠加，而是产生了改性剂复配后的综合效应。

2.2改性剂不同配比对路用性能指标的影响分析

改性乳化沥青用量最大的是稀浆封层和微表处路面养护工程，本文将改性乳化沥青拌制稀浆混合料，制作试件养生后进行湿轮磨耗（WTAT）和负荷车辙（LWT）试验。湿轮磨耗试验是检验稀浆混合料质量的重要项目，浸水1h湿轮磨耗值可以评价混合料耐磨耗能力，浸水6d的WTAT值还可以反映混合料抵抗水损害的能力。混合料的耐磨耗能力和抗水损害能力越强，WTAT值就越小。负荷车辙试验，即采用负荷轮试验仪，用条形试样在车轮碾压后单位宽度上的侧向变形率和单位厚度的车辙深度率评价混合料的抗车辙能力。微表处混合料抗车辙能力越强,侧向变形率和车辙深度率越小。按表2所示的集料拌制混合料（对应的编号如表3所示），进行湿轮磨耗和负荷车轮试验，试验结果分别见图3、图4所示。

表2试验所用集料基本情况

图3不同改性剂比例的湿轮磨耗值

由图3试验结果可以看出，不同比例改性剂改性乳化沥青混合料的湿轮磨耗值都比未改性时显著降低，但幅度不同。其中mCR:mSBR为1∶4、1.5∶3.5、2.5∶2.5的M2、M3、M4混合料浸水1h湿轮磨耗值最小，但这几种混合料浸水6d湿轮磨耗值差别不大，但仍是M2和M3混合料的最小。这说明复合改性乳化沥青混合料的抗磨耗性能和抗水损害性能比单一改性时有所增强。

a）侧向变形率b）车辙深度率

图4负荷车轮试验结果

从图4可以得出，对于未改性的M0混合料，单位侧向变形率为6.3，车辙深度为7.5，改性后的这两个性能指标都有较明显的改善。不同比例改性剂的混合料侧向变形率和车辙深度率的变化趋势基本一致，均是先减小后增加。其中M2和M3混合料的侧向变形率最小，改善率都在 65%以上；M2、M3和 M4混合料的车辙深度率最小，改善率在68%以上。由此可见，改性剂复配比例mCR:mSBR为1∶4、1.5∶3.5、2.5∶2.5时抗车辙能力显著增强。

综上所述，改性剂CR和SBR复配后，无论是改性乳化沥青的蒸发残留物指标还是用其拌制的稀浆混合料的性能指标都有不同程度的提高，但随着配比的不同也存在着性质差异。

3、结束语

（1）由于改性剂自身性能的限制，单一改性剂的改性乳化沥青的性能存在一定的局限性，从蒸发残留物指标和稀浆混合料路用性能指标来看，应用复合改性乳化沥青的高低温综合性能优于单一改性乳化沥青，对于本文制备的改性剂为5%的改性乳化沥青而言两种改性剂的最佳比例为mCR:mSBR=1.5∶3.5。

（2）改性剂的改性作用依赖于高聚物分子链的缠绕及分散状态，其复合改性效果并不是线性叠加关系，而是互相作用，产生协同效应，实现性能的综合改善。

参考文献

[1]沈金安,李福普. 改性乳化沥青在高速公路沥青路面维修养护中的应用前景[J].石油沥青,2000,(1):33-43.

[2]王红，韩冬.改性乳化沥青的发展和应用概况[J].石油沥青，2006，20（5）：1-6

[3]陈宪宏，孙立夫. SBR 改性乳化沥青的研究[J]. 湖南科技学院学报，2007，28（4）：110-112

乳化沥青篇7

关键词：公路；改性乳化沥青；稀浆封层；设计；施工

0 前言

在水稳基层上面做一层下封层能有效地吸收水稳基层后期出现裂缝而产生的应力，防止裂缝反射到路面表层。同时，可有效地防止路表水下渗造成水稳基层及路基的水损坏，增加沥青面层与基层的粘结能力，增强沥青路面结构受力的整体性。

改性乳化沥青稀浆封层是以级配砂石材料为骨料，选用满足某种技术要求的改性乳化沥青材料为结合料，加入适量的水、填料和必要的外加剂。在专用的稀浆封层机具内，在行使过程中按设计比例配制成具有一定技术性能的稀浆混合料。铺筑厚度一般在3～10 mm，具有防水、防滑、耐磨耗、填充、平整及恢复路面使用功能的作用。既可以作为新改建路面的表面磨耗层，又可作为维修、养护旧路面病害的加铺层，如表面坑槽、网裂、光滑等，是近年来发展很快的一种路面施工方法。为防止水侵入到基层中，从而引起路面出现早期损坏现象。我国南方多雨地区许多公路已采用稀浆封层作下封层，并取得了良好的使用效果。

l 设计要求

该公路地处中部山区，区内多年平均降水量在1500～2 000 mm，路线全长 258 km。其中第14试验路路面采用我国常用的水泥稳定碎石半刚性基层沥青路面结构，在基层上铺筑ES―II型乳化沥青稀浆封层作下封层，设计厚度5 mm，矿料级配范围见表l。

2 原材料组成

1)改性乳化沥青。本次工程采用的改忤乳化沥青为韩国生产的LG改性乳化沥青，其主要性能指标见表2。

2)矿料。矿料应采用优质石灰岩石料生产的机制砂或石屑，矿料应坚硬、耐磨、无风化、洁净，其中4.75mm以下部分砂当量应不低于65%。工程采用当地石场产石灰石集料，筛分试验结果见表1。由表1可知，该集料符合ES-II矿料级配要求。

3)填料。采用海螺牌普通硅酸盐32.5级水泥。

4)水。采用饮用水。

3 改性乳化沥青稳定机理

在乳化沥青进行改性过程中.乳化沥青与胶乳在机械的强烈作用下，打破各自原来的平衡，重新建立起一种新的平衡。两乳液混合时某个沥青微珠(A微珠)受到机械作用，界面膜上某些乳化剂分子脱离开原来界面，从而导致整个界面膜破裂。同时某一橡胶粒子(R粒子)界面膜也发生破裂，那么A微珠将与R粒子相互碰撞。由于沥青与橡胶有良好的相溶性和亲和性，于是互相吸附、扩散、渗透、溶合为一体，成为沥青橡胶。脱离开原界面的沥青乳化剂分子和橡胶乳化剂分子进入水溶液中，在机械的强烈作用下，相互均匀混合在一起。融为一体的沥青橡胶又立即受到机械的作用，被剪切分割成微小的颗粒一沥青橡胶微粒(A／R微)，其外层重新吸附乳化剂的亲油基团，形成扩散双电层。

在改性乳化沥青分散体系中，所有的橡胶微粒R与沥青微粒A并非已完全均匀混合的存在A／R粒子，而是存在4种微粒：均匀A／R微粒、非均匀A／R微粒、A微粒、R微粒。4种微粒的比例直接影响改性效果，A／R粒子的比例越高，改性效果越好。乳化剂分子的重新分布和排布，界面膜、截面水合层、界面电荷层、扩散双电层的重新形成，保证了沥青橡胶乳液体系的相对稳定，使两热力学不稳定体系相对稳定共存。这一新的体系仍然是一种热力学不稳定体系。保持共存体系相对稳定的最主要因素仍然是乳化剂亲水、亲油的两亲性质。

4 配合比设计

4.1 改性乳化沥青稀浆封层混合料技术指标

改性乳化沥青稀浆封层混合料技术指标，见表3。

4.2 改性乳化沥青稀浆封层混合料配合比的确定

通过稠度试验、湿轮磨耗试验、负荷车轮试验、粘结力试验所确定的最佳沥青用量即为最终的配合比，各组成材料用量见表4。

5 改性乳化沥青施工

1)为保证改性乳化沥青能很好的渗透到基层并和骨料很好的粘附，喷洒改性乳化沥青前必须彻底将基层表面清理，将表面浮尘或未凝固的细粒料认真清扫干净。当有沾粘的土块时，应用水刷净，这个清洁工作关系到整个下封层的成败。

2)采用沥青撤布车喷洒改性乳化沥青前，最好预撒少量水对基层进行湿润，撒布时应根据喷洒量维持稳定的行车速度。改性乳化沥青用量控制在1.5～2.0 kg／m ，其成膜厚度在1.0～1.5 mm。

3)改性乳化沥青的喷洒可在不低于0℃下进行，受阴雨天气影响较小，但是当风力太大应停止施工。

4)浇洒改性乳化沥青后，应立即用集料撒布机撒布集料，全部覆盖表层，厚度均匀一致，集料采用粒径3～6 mm的石灰岩碎石，并且碎石施工前用清水冲洗干净，其中的石粉、泥土等杂质含量不超过l 。碎石用量控制在8～10 kg／m ，厚度控制在6～8 mm。撒布石料应在破乳前施工完备。

5)集料撒布完成后，及时用6～8 t胶轮压路机或轻型光轮压路机碾压2～3遍，以保证集料嵌挤紧密。

6)施工中应保证各工序紧密衔接，作业段的长度应根据压路机的数量、改性乳化沥青撒布设备及集料撒布机的能力确定。

7)碾压完毕后，原则上应封闭交通，直到乳化沥青与下封层形成整体。

6 分析探讨

1)基层施工后，及时用改性乳化沥青覆盖，避免日晒、风吹，减少和避免干缩裂缝。

2)由于其特有的渗透能力和较好的粘结性能对基层表面起到固结作用，有效地保护耐磨性较差的半刚性基层不受破坏，并提前开放交通，加快工程进度，节约投入。

3)能够吸收基层产生的干缩性裂缝，减少路面南基层裂缝传来的拉应力，从而减少反射裂缝向面层的发展。

4)良好的防水和排水性能，确保雨水不下渗，地下水不上升，从而消除了沥青路面破坏的主要因素，减轻路面水害的影响。

5)下面层与下封层、下封层与基层良好的粘结性能，确保了路面结构的连续性和整体性。

7 结束语

乳化沥青篇8

［关键词］ 乳化沥青 道路养护 应用

一、前言

乳化沥青是将通常高温使用的道路沥青，经过机械搅拌和化学稳定的方法（乳化），扩散到水中而液化成常温下粘度很低、流动性很好的一种道路建筑材料。它可以常温使用，且可以和冷的潮湿的石料一起使用。当乳化沥青破乳凝固时，水分完全排除，形成道路材料的最终强度。在众多的道路建设应用中，乳化沥青比热沥青更为安全、节能和环保，避免了高温操作、加热和有害排放。目前乳化沥青主要用于道路的升级与养护，如石屑封层等，除此之外，它还有多种独特的、其它沥青材料不可替代的功能，如冷拌料、稀浆封层。此外，乳化沥青亦可用于新建道路施工，如粘层油、透层油等。

二、乳化沥青的优点和经济性

1．节能

稀释沥青中的煤油或汽油含量可以达到50％，而乳化沥青中则只含0～2％。所以，这是一项在白色燃料生产利用方面具有重要价值的节约行为，仅仅依靠增加轻制油溶剂来减少沥青的粘度标准，沥青就能够被浇灌和撒布，并希望使用后的轻制油能够迅速挥发进入大气中。事实上，如果轻制油不能够挥发，那么沥青就太软了，在交通荷载作用下，道路表面就可能泛油或变形。

2．多用途性

乳化沥青有许多种应用方法，应用时要选择合适的铺设方法，因为它有一个非常广泛的应用范围。它既能够作大面积的封层撤布，也能够用来进行小范围的设坑槽修补。同时因为它能够长期储存在储罐中，在偏远地区应用时，利用滚筒洒布应用时非常方便。

3．使用方便

乳液专业化撒布，需要专业化设设备，如撒布机。然而，小面积的乳液应用可直接采用手工浇灌和手工撒布，如小面积的坑槽修补工作、裂缝填缝料等，小数量的冷拌混合料只需要基本设备就行。例如，一只带挡板的洒水壶和一个铁锹就能够进行小面积的封层和裂缝修补，采用灌入式坑槽修补填充路面坑洞等应用简单易行。

三、乳化沥青的养护方法和应用

(一)路面损坏分类如下

1．变形或扭曲

路面的塑性变形是由于车辆超载造成的。包括车辙、挤浆和搓板现象及路面推挤。

2．裂缝

路面裂缝是由许多因素造成的，其中不少裂缝是结构上的原因。例如，疲劳裂缝是由于路面刚度丧失和交通车辆的反复碾压引起的；纵裂缝、网裂缝和温缩裂缝是由于材料和设计因素引起的，路面裂缝，既有路面的原因，也有材料老化和环境方面的原因。反射裂缝是由于已存在裂缝损坏或与水泥混凝土路面中连接引起的。

3．破裂

随着时间的推移，道路路面层逐渐老化、沥青的老化在不同程度上取决于环境和沥青的化学性质，这些老化将导致路面断裂、面层结构丧失和裂缝增加及坑洞的形成。当然坑洞的形成也与混合料中细料的丧失或路面粒料较小有关。

4．剥离

由于一些沥青对水的敏感性，特别是在车辆和孔隙水压力的作用下，引起沥青的粘附性丧失和路面坍陷。

(二)乳化沥青的应用

1．稀浆封层

稀浆封层料是一种冷拌沥青混合料，具有骨料和沥青混合的优点。在通常情况下，相似的级配稀浆封层具有比热拌沥青混合料高的模量，所以常用它来填充路面车辙。比较高的稳定度具有较高的抗变形能力。混合料通常是由较硬的细骨料级配和耐磨的具有高砂当量的骨料组成，特别是微观封层和聚合物改性封层这种情况，能极大地增加路面的强度和完整性。这使路面具有高磨损阻力和极好的变形阻力。乳化沥青乳液也容易在移动的稀浆封层摊铺机上使用，在该机器上进行拌和及运用掺加剂进行化学控制，来满足养护的需要。

2．车辙修补

采用微观封层混合料进行路面车辙修补，能使路面增加使用时间，对热拌沥青混合料来讲，将持续大约8～10年的时间。显而易见，正确的混合料设计和铺筑是非常重要的，采用微观封层进行路面车辙修补的相对费用比热拌沥青混合料要少，这主要是不需要脱离拌和设备现场；对通常的车辙道路表面不需要研磨，这是因为乳化沥青能在潮湿的道路表面上施工具有较好的粘附性，没有粘结层；现场使用的材料基本费用比较少。

3．面层修整

通常情况下，在居民住宅区、稀浆封层根据原有的道路表面使用寿命可以持续4～8年。在高速公路上应用微观封层或者聚合物改性稀浆封层，其使用寿命将达到8年。

4．石屑罩面

目前，世界上有各种各样的道路表面处治方法，其中石屑罩面、撒布封层是最常用的路面养护方法。石屑罩面是在道路面层上使用一种标准的沥青撒布机洒布一层粘结料，然后铺一层同粒径的比较好的骨料。这种方法可以根据道路类型进行调整。粘结料和石料两者的撒布率必须符合设计要求，所采用的粘结料和石料必须经过严格的筛选（粘结料在粘度、附着力、模量和适当的弹性及石屑的形状、结构、大小和干净程度等方面都应严格要求）。石屑罩面的复合封层如果在比较好的道路基层上铺设，处理后的道路表面可承受的交通量将达到40000辆/日，同时也能够通行大型载重车。石屑罩面是一个高沥青含量的薄表面处治层，但是这种处治层是柔性的和耐磨的。掺加聚合物能够增加粘结力、粘附性、耐磨性和路面的抗裂性能。这使石屑罩面既能够用于道路养护，又可以用于道路重建，尤其是在道路的抗裂方面有重要作用。另外，使用SBR或SBS改性能够进行道路封层和桥梁裂缝修补，尤其重要的是可以减少路面的反射裂缝。由于乳液具有极好的潮湿性、化学粘附性和乳化剂系统及对路面的修补养护性质，所以乳液比较适合于路面撒布。根据天气和交通情况，路面洒布时要求比较好的交通控制及比较好的封层条件。

四、结束语

乳化沥青篇9

关键词：乳化沥青；阳离子；道路养护：应用

乳化沥青是将沥青热融后，经高速机械剪切后，以细小的微粒状态分散于含有乳化剂的水溶液中，形成的水包油型的沥青乳液。这种分散体系的沥青为分散相，水为连续相，常温下具有良好的流动性。其主要特性表现为它的储存稳定性、在混合过程中设稳定性、表面处治和黏度特性及养护速度。在这些特性中有许多是随着微粒尺寸和微粒在乳液中的分布情况而起作用的。该变化是一种随沥青型号、级配乳液生产所使用的设备和化学试剂的使用稳定性而变化的。

乳液的颗粒尺寸大小是比较重要的参数，因为粒径变得越单一、分散，乳液的黏度越好，破乳率和黏结性能也越合适。然而这也限制了乳液中的沥青含量，并且能够影响养护速度，在一般情况下，颗粒直径在1μm～5μm范围内时具有最好特性。

一般乳液是通过设备和配方来控制掺量。采用合适的乳化剂、正确的控制乳化剂效果的乳液配方，对于生产出满足需要的乳液是至关重要的。

2　乳化沥青的应用

现将乳化沥青在道路施工中各工程部位中的应用情况分述如下：

1.1透层

沥青路面层间处理主要是指基层和面层、面层和面层、面层与构造物之间的过渡连接处理，用以增强层面间的黏接，使沥青路面各层形成一个完整的受力体系，提高路面结构承载力和耐久性；其次，层间处理使路面结构在理论上与路面设计的理论假设(多层连续弹性层状体)相一致，使路面设计符合路面实际受力状况；良好的层间处理措施能有效地防止半刚性基层于缩裂缝反射，并阻止地表水下渗和路基水上升。以下分述各处理层对材料性能的要求及施工要点。沥青透层施工是适用在沥青面层下非沥青类下承表面，增加相互黏结力，主要作用如下：①透入基层表面孔隙，增强了基层和沥青面层间的黏接；②有助于结合基层表面集料中的细料；③在完成基层的铺装后，适时喷洒透层油还可以减少基层的养生费用，提高养生质量；④经过透层油渗透成型以后的基层表面的开口空隙被填充，得到一个渗透深度上的防水层；⑤在由于某种原因推迟铺筑面层的情况下，透层可向基层提供临时性防护，防止降雨和临时行车的破坏。

在所有的层间处理方式中，透层对材料有着其特殊的要求。理想的透层深度应透入基层3mm～5mm，为此透层油传统采用低黏度的煤油稀释沥青，但由于将稀释沥青中的轻油分完全挥发后的沥青黏度低。很难保证基层与面层之间的黏结强度，对环境亦有不良影响，因此宜采用乳化沥青作为透层材料。基层铺装后，透层油施工要及时跟进，这样既可以实现透层油的最佳渗透效果，又有利于基层养生。对于存在浮浆和污染的基层表面，喷洒透层油之前必须进行严格的清理，存在浮尘的路段应在清扫后封闭交通，必要时可洒水润湿基层表面，洒水量以控制在使基层表面湿润无积水为宜，通过水的下渗将基层表面孔隙打通，有利于透层油透入。待表面水分蒸发后即可开始喷洒透层，撒布量保持在0.6kg／m3～1.1kg／m3之间，不宜过高。因此改性剂的用量不应使乳化沥青的黏度增加过大，一般宜控制在3％以下，对于级配碎石基层可适当加大。

1.2黏层

黏层的作用是使各面层之间、面层与构筑物黏结成+整体。沥青黏层适用于增加沥青类铺筑层和其下层及邻接构筑物接触面之间的黏结力。沥青黏层材料均称“沥青漆”，亦作水泥板邻接侧壁、传力杆等隔离剂之用。黏层应在铺筑沥青混合料前3h-4h内均匀涂刷于下承表面或侧壁，被涂刷的表面应洁净、干燥、无泥灰等杂物，层面间一定要清扫干净，黏层的撒布强调“薄”和“遍”。在各面层间均撒布一般用量为0.4kg／m2～0.6kg／m2，具体用量可根据乳化沥青的浓度进行调整，调整原则是确保在整个层面提供不大于0.2kg／m2的残留沥青连续封面。在实际施工中从对所取芯样的劈裂试验结果来看，各面层结合处的断裂面均为不规则状，表明结合面的黏结强度大于或等于混合料本身的黏结强度，优于未进行黏层油层间处理的结合强度。

1.3路面防水层

道路沥青路面下封层适用于基层防水。防水层一般是设在有机结合料面层与基层间的有一定厚度的隔水层。防水层与透层结合，在基层和面层之间形成一道抵御水害(包括动水压力破坏)的防护层。防水层应使用黏结性和温度稳定性好的材料。它在荷载应力应变作用下不仅要保持良好的水密性，还应使面层和基层间形成足够的结合力，防止薄沥青面层产生滑动、推移等破坏。与面层和基层不结合的情况相比，它可以减小面层底层由行车荷载引起的拉应力和拉应变，并可以明显减小由温度变化引起的沥青面层内的拉应力和拉应变。封层油要在透层油破乳后进行撒布，撒布量控制在0.8kg／m2～1.6kg／m2。在封层油没有完全破乳时及时撒布0.5cm～1cm的单粒径碎石。覆盖率一般为整个面积的60％-70％，然后用轻型胶轮压路机稳压1～2遍。经稳压后的碎石颗粒浸入深度为粒径的1／2。施工时应注意掌握好石料撒布的时间，过早或过晚都不能收到良好的效果。

1.4稀浆封层

上封层适用于封闭路表孔隙和细裂缝或旧路养护。稀浆封层施工：在施工前原路面的整体强度要满足强度要求，对影响原路面使用功能的病害均应进行修补。封层前，修补的路面应基本稳定；施工时应当封闭交通，清扫路面上的杂物，必要时用水冲洗原路面，但路面不能有积水。施工时，根据设计配比调整好封层机各料门的开度，打开出料阀门，待摊铺箱内的稀浆混合料达箱容积的1／2时，启动底盘，低速行进，进行摊铺。摊铺结束后应当进行养护，待封层黏结力达到要求时，即可开放交通(普通乳化沥青封层铺筑一般封闭4h～5h，气温低时要在8h～10h，改性稀浆封屡铺筑一般只需0.5h～1h)。乳化沥青稀浆封层的施工气温宜在10℃以上；雨天及日平均气温低于5℃时，应停止施工。从道路养护看，采用稀浆封层进行路面车辙修补不需要脱离拌和设备现场，因而相对费用比采用热拌沥青混合料的要少；因乳化沥青允许潮湿的道路表面和较好的黏附性，没有黏结层，对通常的车辙道路表面不需要研磨。因此，现场使用的材料基本费用比较少，而且改善施工条件，降低劳动强度，减少环境污染。

1.5桥面防水层

由于桥面的各种应变量较大，温度变化剧烈，使用一般的防水措施其效果和耐久性较差。尤其是沥青砼面层与水泥砼桥面两种材料模量相距较大，这就对兼有防水和黏结过渡作用的防水层材料和工艺方法提出了更高的要求。桥面防水工程采用SBR、SBS改性乳化沥青效果较好。这种处理方法的优点在于：防水效果好，黏结力强，均匀无接缝，施工进度快，有效地克服了使用防水卷材与多布多涂防水法易出现的空鼓剥离和层间滑动等问题。

乳化沥青篇10

关键词：无砟轨道；沥青乳液；灌板试验；搅拌速度；施工温度

中图分类号：U214.7+5 文献标识码：A

水泥沥青砂浆是高速铁路CRTS型板式无砟轨道的核心技术，是一种由水泥、乳化沥青、细骨料、水和多种外加剂等原材料组成，经水泥水化硬化与沥青破乳胶结共同作用而形成的一种新型有机无机复合材料。水泥沥青砂浆是一种利用水泥吸水后水化加速乳化沥青破乳，由水泥水化物和沥青裹砂形成的立体网络。它以乳化沥青和水泥这两种性质差异很大的材料作为结合料，其刚度和强度比普通沥青混凝土高，但是比水泥混凝土低。其特点在于刚柔并济，以柔性为主，兼具刚性。水泥沥青砂浆填充于厚度约为50mm的轨道板与混凝土底座之间，作用是支承轨道板、缓冲高速列车荷载与减震等作用，其性能的好坏对板式无砟轨道结构的平顺性、耐久性和列车运行的舒适性与安全性以及运营维护成本等有着重大影响。

板式无砟轨道是一种适用高速铁路发展的无砟轨道结构，它比有砟轨道具有更加良好、稳定的轨道结构，且运营的维护工作量和维护费用远远低于有砟轨道。国外发达国家轮轨式高速铁路越来越多采用板式轨道。板式轨道结构主要由轨道板、水泥沥青砂浆弹性垫层、混凝土底座、凸形挡台及钢轨扣件等构成。

CA砂浆是板式轨道的关键组成部分，它是由专用沥青乳液、水泥、掺合材料、细骨料、水、铝粉等材料在常温下经掺合制成的，其性能好坏直接影响到板式无砟轨道使用的耐久性与维护工作量。在国外，研究发展板式轨道较早的有日本、英国、美国、意大利、原苏联等国家，并以日本为代表，至2001年，日本1952km新干线投入营业，其中1400多千米为双轨板式轨道。在我国，2002年建成投入运营的秦沈客运专线在狗河、双何桥两座特大桥上采用了板式轨道结构，使用了国内开发的 CA砂浆及日本进口的CA砂浆。试验表明，前者与后者在含气量、流动度与耐久性、抗冻性等性能还存在相当大的差距。针对上述问题，对自主开发CA砂浆的性能进行了研究。

沥青乳液是CA砂浆最重要的组成材料，沥青乳液直接决定CA砂浆的拌合试验成功与否，在性能上对可工作时间、沁水率、材料分离度、早期抗压强度、抗冻性及耐候性有显著影响，沥青乳液的配合比例要根据乳液特点由试验确定。干料是一种用于配制高速铁路轨道路基和道床的板式无砟轨道用CA砂浆的建筑材料，主要由水泥、细砂、粉煤灰、膨胀剂和外加剂组成。具有提高CA砂浆的流动性、密实性，减少砂浆的泌水和离析，增强抗折、抗压强度、增加抗冲击性和耐磨性，使CA砂浆成品不分层，提高CA砂浆耐久性等特性。且使工业废弃混合物料得到充分利用，节约了矿产资源，改善了生态环境。可以说，板式轨道的关键是CA砂浆，CA砂浆的核心是沥青乳液与干粉，它们的质量好坏决定CA砂浆质量和板式轨道应用的成败。

搅拌速度及时间对CA砂浆性能的影响也非常明显，在进行CA砂浆拌合时搅拌速度及时间的控制很重要，搅拌速度及时间则主要影响CA砂浆的含气量、抗压强度及弹性模量。CA砂浆含气量随搅拌速度的增大及搅拌时间的延长而显著增大。含气量的标准值为8%～12%，相应要求的搅拌速度及搅拌时间分别在100～140r/min及3～6min之间。因此，CA砂浆最适宜的搅拌速度及搅拌时间分别为120r/min及5min。

在正式灌板作业前，一定要做多次的灌板试验，在完全验证了配合比和掌握了灌板工艺后，才能进行线路灌板。灌板试验，当取得经验后，要连续灌注5块以上的板并邀请砂浆灌注专家进行揭板评估。主要考查砂浆的均匀性、充盈度、气泡、起皮、分层等。在砂浆的灌注作业中，当中转罐运至灌板作业点位时，可把中转罐放置在固定的架子上，也可吊在空中，人力稳定中转罐，进行灌注作业。打开中转罐卸料阀门，在缓慢打开输料端灌注阀门，使中转罐中的砂浆徐徐地连续注入灌注PVC管中，并随时观察灌注孔内砂浆的液面高度，灌注的节奏是慢快慢。当边角处的排气孔中正常的砂浆排出，且灌注孔液面高度高于轨道板底高度10-15cm时，关闭阀门，停止灌注，并在轨道板宽接缝处记录灌板结束时间。需要注意的是，当砂浆从排气孔溢出时，不要及时封堵，待流出正常砂浆，且是满断面外溢时，用塞子封堵。砂浆灌注完成后，待灌注孔和观察孔处砂浆硬化到干稠状态时，用勺子将多余的砂浆舀出，使得砂浆面到轨道板面的差在15cm左右。

在水泥沥青砂浆施工中，要求灌板时施工温度在一定的范围内才能进行施工作业。国家及行业规范规定如下： （1）砂浆搅拌车上必须有能自动检测环境温度和水泥沥青砂浆成品料温度，并自动存储在每次生产的记录中。（2）为了保证有足够的施工时间和适宜的工作性，新拌制的水泥沥青砂浆温度应控制在5℃～35℃；灌注时的环境温度应大于4℃，并且未来24小时内的环境温度不得低于2℃；（3）当预测到灌注后未来24小时环境最低温度大于-3℃时，可以不采取任何附加措施。（4）如果预测到灌注后24小时内空气的最低气温达-5℃，则轨道板在垫层灌浆后应用保温薄膜进行覆盖，如果预测到灌浆后未来24小时的最低温度低于-5℃时，就应放弃垫层砂浆的施工。（5）如果在灌浆后预见到未来24小时的环境温度会低于预测的环境最低温度时，则就对灌浆后的轨道板用多层保温薄膜进行覆盖。

正常情况下，只要灌板存在缺陷必须揭板重新灌注。但当板的缺陷很小或已经铺轨无法揭板时，也可依据实际情况对缺陷板进行修补。砂浆的缺陷一般是在轨道板超高侧砂浆与轨道板连接处有明细的缝隙，再者是在轨道板的边角处砂浆为填满，造成了砂浆不饱满等。板与砂浆留有空隙灌板后容易产生的质量缺陷应当有下列两种。一般地说：在轨道板边角部砂浆未能流到位，面积不大时，板与砂浆留有空隙，缝隙深度小于30cm时，且能够进行凿除操作，可进行补灌。补灌时先要对不饱满的砂浆层进行凿除，凿除的深度不能太浅，一般要在10cm以上。凿除后使砂浆面成齐平状，不得使新旧砂浆层产生叠加现象。凿除完成后，用高压水枪或高压风对凿除的砂浆面进行清理。在灌板24小时后，且砂浆达到2Mpa左右拆模，铲掉板外多余的砂浆，用砂轮磨平。在灌板后要使得新旧砂浆连接密贴，饱满且无气泡。缺陷板修复的关键点：（1）对缺陷砂浆的凿除深度应在10cm以上，否则在荷载的作用下会脱落。（2）必需清除粘结面。（3）灌浆槽必需设在缺陷最深处。（4）在砂浆灌注和前硬化期(2Mpa)内不得挠动。

水泥乳化沥青砂浆已逐渐成为板式无砟轨道道床材料的最佳选择。

参考文献

[1]咸淼，沈玉强，李力.乳化沥青改性水泥砂浆力学性能试验研究[J].山西建筑，2006第5期.