武城縣遠(yuǎn)達(dá)筑路設(shè)備有限公司 主營瀝青罐,加溫罐,儲(chǔ)存罐,乳化瀝青設(shè)備,改性瀝青設(shè)備,瀝青庫,小型瀝青多功能養(yǎng)護(hù)車,灑布車等筑路設(shè)備。設(shè)為首頁 加入收藏
1瀝青材料是影響稀漿封層質(zhì)量的關(guān)鍵問題之一。橡膠膠乳改性乳化瀝青是進(jìn)行改性稀漿封層的主要材料，其質(zhì)量的好壞直接影響著改性稀漿封層的施工質(zhì)量，為此我們投入了大量人力、物力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)從而生產(chǎn)出了質(zhì)量合格的改性乳化瀝青材料。
2橡膠膠乳改性乳化瀝青制備
聚合物高分子加入到乳化瀝青中是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程。其制備的瀝青橡膠乳液材料性能的好壞不僅取決于摻配的均勻性，而且與所摻配的改性劑種類、狀態(tài)、性質(zhì)有很大關(guān)系，也與乳化瀝青的乳化劑種類有直接關(guān)系。
2.1改性劑的選擇?
改性劑——橡膠膠乳的主要性能:
改性劑的主要性能指標(biāo)
項(xiàng)目 指標(biāo)
總固物含量%> 40
凝固物含量%< 0.001
ph值 3-5
黏度 mpa.s< 5
比重 1.065
表面張力 mN/m 35-65
乳化瀝青常溫下是流動(dòng)的液體，用一般常用的固體改性材料如：樹脂粉、橡膠粉、礦物填充劑以及石棉、巖棉等天然纖維和聚丙烯、聚酯等合成纖維等很難對(duì)乳化瀝青進(jìn)行有效的改性。改性劑應(yīng)該在常溫下也是流動(dòng)的液體，參閱有關(guān)資料和實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：在乳化瀝青中加入橡膠膠乳來達(dá)到改性目的的比較合適。為此選擇了橡膠膠乳做為改性材料。
2.2乳化劑的選擇
我們選用CRS—1型乳化劑作為主要乳化劑(CRS—1型乳化劑系河南省公路局、西安公路交通大學(xué)、新鄉(xiāng)公路總段共同開發(fā)的慢裂快凝型陽離子乳化劑)。
CRS—1型乳化劑的主要特征是：
①該種乳化劑適用范圍廣。我們?cè)眠@種乳化劑對(duì)不同產(chǎn)地，不同標(biāo)號(hào)的瀝青進(jìn)行乳化均可得到符合標(biāo)準(zhǔn)的乳化瀝青；
?、趯?duì)原瀝青性質(zhì)無不良影響，在使用劑量一定時(shí)延度比原瀝青提高；
?、叟c各種改性劑具有良好的配伍性。通過試驗(yàn)，發(fā)國內(nèi)外部分乳化劑的乳化性能
現(xiàn)CRS—1型乳化劑和陽、陰離子的各種膠乳都有良好的配伍性。但需要注意與陰離子膠乳進(jìn)行乳化時(shí)添加方式很重要；
?、苈炎饔门c快凝效果明顯。用CRS—1型乳化劑生產(chǎn)的改性乳化瀝青進(jìn)行實(shí)驗(yàn)路鋪筑發(fā)現(xiàn)，其破乳時(shí)間可達(dá)到稀漿封層工程技術(shù)要求，初凝時(shí)間為5～20分鐘，15℃以上一般為30～60分鐘可通車。
2.3瀝青材料的選擇
實(shí)驗(yàn)選用最常的勝利100#粘稠石油瀝青
勝利100#粘稠石油瀝青三大指標(biāo)
針入度（1/10mm) 延度（cm） 軟化點(diǎn)
98 74 44
2.4橡膠膠乳改性乳化瀝青材料制備工藝
把橡膠摻入乳化瀝青中的摻配方法和摻配的先后次序?qū)π阅苡兄匾绊?，所以在制備時(shí)必須要加以仔細(xì)的考慮，并通過試驗(yàn)來加以確定。橡膠摻入乳化瀝青中可以分為兩類摻配方法，一類是橡膠為固態(tài)，稱為固態(tài)摻入法。通過實(shí)驗(yàn)可以知道，這種摻配方法要加熱、分散(甚至有時(shí)先要把橡膠粒磨為粉狀)攪拌，或者要使用大量昂貴的有機(jī)溶劑先把橡膠溶解為液態(tài)再摻入。這種固態(tài)摻入法，無論是從經(jīng)濟(jì)效益或環(huán)境效益來看都是不可取的，而且制備的難度大，工藝、設(shè)備復(fù)雜，而且影響橡膠顆粒在乳化瀝青中分散的均勻性，對(duì)改善乳化瀝青不利。
而液態(tài)摻配方法，則能改善和提高乳化瀝青的綜合工程性能，由于混溶性良好，所以儲(chǔ)存穩(wěn)定性也好，而液態(tài)摻配法可分為一次攪拌、二次攪拌兩種工藝，為了簡化工藝，減少設(shè)備和降低成本，研究中采用的是雙液摻配法一次攪拌工藝。其工藝流程圖如下：
瀝青（120-130度）+乳化劑和水（60-70度）-->乳化設(shè)備<--穩(wěn)定劑+改性劑
3室內(nèi)試驗(yàn)情況
橡膠膠乳改性乳化瀝青材料是一種新型材料，它與普通乳化瀝青具有相似的性質(zhì)，但又有區(qū)別。若將這種材料應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，以下問題必須解決：一是必須有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性；二是必須以較少的投入使材料性能得到較大的提高；三是具有工業(yè)生產(chǎn)的可行性。
3.1貯存穩(wěn)定性試驗(yàn)
能否應(yīng)用到工程實(shí)際中去，其貯存穩(wěn)定性是一個(gè)主要問題。
根據(jù)斯托克斯公式，分散質(zhì)的沉降速度V可描述為：
v=2(D-D0)G*Y/9*n
式中D和Do分別為分散質(zhì)和分散相的密度，G為重力加速度，η為分散相的粘度(一般為水，粘度為0.01泊)，由公式可知，分散質(zhì)的沉降速度越大，乳液的穩(wěn)定性越小，所以乳液的穩(wěn)定性與分散相的粘度成正比；與密度差成反比；與顆粒半徑的平方成正比。研究時(shí)綜合考慮這幾個(gè)因素：
?、倜芏炔畹挠绊憽榱颂岣呷橐旱姆€(wěn)定性，選擇膠乳時(shí)要考慮其與水的密度差。
膠乳密度不同的主要原因在于橡膠本身的密度不同。如有些橡膠的密度僅為0.92～0.93g／cm3，有些則較大，其密度可達(dá)1.2～1.24g／cm3。由于前者與水密度差要小于后者，所以密度較小橡膠膠乳與乳化瀝青摻配較易制備成穩(wěn)定的乳液；
?、诜稚⑾嗟恼扯葘?duì)貯存穩(wěn)定性的影響。通過斯托克斯公式可知，提高分散介質(zhì)的粘度對(duì)貯存穩(wěn)定性的提高有利。通過添加增稠劑可達(dá)到提高貯存穩(wěn)定性的目的。這些增稠劑包括：聚乙烯醇，羧甲基纖維素，高分子聚醚、改性淀粉等；
?、鄯稚⑾嗟念w粒大小，而顆粒大小對(duì)乳液的貯存穩(wěn)定性有決定性的影響，為防止分散相顆粒重新相碰撞而凝結(jié)為較大顆粒，除表面活性劑(乳化劑)外，還需要添加一部分電解質(zhì)，實(shí)驗(yàn)證明，電解質(zhì)的加入，可以提高橡膠膠乳改性乳化瀝青材料的貯存穩(wěn)定性。
通過以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：添加合適的增稠劑、電解質(zhì)能提高乳液的貯存穩(wěn)定性，但隨之而來的是成本上升，以及添加劑對(duì)橡膠膠乳改性乳化瀝青材料性質(zhì)的影響等。因此，我們認(rèn)為，即使經(jīng)過一段貯存，稍有分層現(xiàn)象，經(jīng)過機(jī)械作用又重新混合均勻，并能保持一段時(shí)間，只要能滿足施工需要，其他外摻劑就可以少加或者不加。
3.2性能試驗(yàn)
3.2.1低溫性能試驗(yàn)
a、橡膠膠乳添加量對(duì)低溫延度的影響，以CRL為改性材料，用XCAE—1型乳化劑制備橡膠膠乳改性乳化瀝青材料，測(cè)定其低溫延度，制備其蒸發(fā)殘留物時(shí)為盡量減少溫度的影響采用真空干燥法，試驗(yàn)結(jié)果見表4。
改性劑摻量% 0 2 4 6 8
5攝氏度延度 -0.7 6.4 8.2 21.0 14.9
b、橡膠膠乳添加量對(duì)低溫脆點(diǎn)的影響?
添加改性劑可以明顯的降低瀝青的脆點(diǎn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。
改性劑摻量% 0 2 4 6 10 16
脆點(diǎn)(攝氏度) -9.7 -16.3 -21 -22 -23.3 -20.0
綜合經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩個(gè)方面的因素，改性劑的最佳摻量一般為2～4％(均以純量計(jì)算)
3.2.2高溫性能試驗(yàn)
除了低溫延度和脆點(diǎn)反映的優(yōu)點(diǎn)外，用其它方法也可評(píng)價(jià)其性能的改變。針入度有所下降與軟化點(diǎn)有所提高，反映了高溫穩(wěn)定性有明顯改善，高溫流淌實(shí)驗(yàn)也能反映高溫穩(wěn)定性的提高。實(shí)驗(yàn)方法是：取兩個(gè)15×10cm的瓷片，在其一端分別涂上2cm寬，10cm長、3mm厚的普通乳化瀝青的蒸發(fā)殘留物和橡膠膠乳改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物，然后放在烈日下照射，當(dāng)外界氣溫為36℃，瓷片與水平面夾角85°時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果為：普通乳化瀝青在陽光的照射下流淌7cm；橡膠膠乳改性乳化瀝青在陽光的照射下整體下滑0.5cm。
3.2.3耐久性能試驗(yàn)
在兩塊30×30cm的玻璃板上，分別涂上一定量的普通乳化瀝青和橡膠膠乳改性乳化瀝青材料，平置于陽光下，使其破乳水分完全蒸發(fā)成膜。將兩塊玻璃板同時(shí)放入恒溫干燥箱內(nèi)，在60℃條件下加熱24小時(shí)，然后放入－20℃的冰箱中冷凍24小時(shí)，如此反復(fù)加熱冷凍28天。普通乳化瀝青材料膜均勻地布滿網(wǎng)狀裂縫；改性材料膜表面呈現(xiàn)細(xì)微網(wǎng)狀皺紋。在低溫下分別用刀片切削膜面，前者削出瀝青粉未，后者切出花狀片屑，再反復(fù)加熱、冷凍至60天，普通乳化瀝青材料裂縫繼續(xù)加深，橡膠膠乳改性乳化瀝青材料仍無網(wǎng)裂現(xiàn)象出現(xiàn)。
3.3混合料性能試驗(yàn)
3.3.1混合料的拌和穩(wěn)定性
為了用改性材料來完成稀漿封層的攤鋪施工，要求稀漿混合料具有拌和穩(wěn)定性(一般要求破乳時(shí)間大于一分鐘)，而施工后還要達(dá)到快速開放交通的目的。影響拌和穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素在于乳化劑，同時(shí)拌和溫度、乳化劑用量、助劑用量、骨料級(jí)配等均有影響，經(jīng)過詳細(xì)的試驗(yàn)研究，找出了在各因素影響下的綜合最佳條件，并成功地完成了實(shí)驗(yàn)路鋪筑任務(wù)。
3.3.2混合料的性能
為了能夠測(cè)定出混合料的性能，根據(jù)乳液拌和及試件制作的特殊性，我們選擇了單軸壓縮和彎拉試驗(yàn)。
a、高溫穩(wěn)定性
把混合料倒入直徑50×50mm試模中，在10KN壓力下制成試件，然后將試件置于60℃恒溫干燥箱內(nèi)至恒重，分別測(cè)出其60℃與20℃的單軸抗壓強(qiáng)度Rt，由公式Kt＝R60／R20計(jì)算熱穩(wěn)定性系數(shù)KT，試驗(yàn)結(jié)果見表6。
可以看出混合料熱穩(wěn)定性明顯較普通乳化瀝青材料高。
b、低溫抗裂性
分別將普通乳化瀝青混合料與橡膠膠乳改性乳化瀝青混合料制成50×50×200mm試件，在－15℃條件下進(jìn)行彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果見表7。
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，橡膠膠乳改性乳化瀝青混合料抗彎拉強(qiáng)度、最大彎拉應(yīng)變比普通乳化瀝青混合料提高，而彎拉破壞勁度模量降低，說明橡膠膠乳改性乳化瀝青混合料的低溫抗變形能力提高。
4橡膠膠乳改性乳化瀝青質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)和結(jié)果
對(duì)橡膠膠乳改性乳化瀝青材料室內(nèi)試驗(yàn)檢驗(yàn)其質(zhì)量指標(biāo)。試驗(yàn)參照日本摻配聚合物改性瀝青乳液質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(JEAAS)進(jìn)行，具體檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)結(jié)果見表8。
5結(jié)論
通過室內(nèi)試驗(yàn)研究，可以看出，瀝青橡膠乳液材料即發(fā)揮了橡膠的優(yōu)勢(shì)，又保持了瀝青的粘彈性，是一種具有良好路用性能的結(jié)合料，表現(xiàn)在：
(1)瀝青橡膠乳液材料與普通乳化瀝青相比，具有良好的高溫穩(wěn)定性，低溫柔韌性。對(duì)高溫時(shí)的變形有較高的抵抗力，能保證路面不變形，不推移；在低溫時(shí)由于瀝青橡膠乳液材料的低溫延度大，脆點(diǎn)低，因此具有較高的抗裂性，由于低溫時(shí)的勁度低，所以裂縫的自愈能力也較高。
(2)反復(fù)的凍融試驗(yàn)與高溫加熱試驗(yàn)表明，瀝青橡膠乳液材料的老化進(jìn)程較一般乳化瀝青緩慢，改性劑的加入，提高與改善了瀝青材料的耐久性與抗老化能力。
(3)通過施工，不同路面結(jié)構(gòu)類型的改性稀漿封層鋪筑，說明了兩個(gè)問題，一是瀝青橡膠乳液材料完全能適應(yīng)國際上新一代的改性稀漿封層機(jī)械與施工工藝，具有良好的施工工藝性；二是通過對(duì)試驗(yàn)路的觀測(cè)說明，瀝青橡膠乳液材料完全能對(duì)高等級(jí)公路進(jìn)行快速、有效、經(jīng)濟(jì)的養(yǎng)護(hù)，為我國高等級(jí)公路養(yǎng)護(hù)推出了一種全新的材料