摘
要:随着交通量及轴载的迅速增加,路面的磨耗和损害大大加剧,导致公路在使用年限
内较早出现病害;同时生活质量的提高,人们对环境质量的要求不断提高。因此,在公路路
面铺设、养护及环境保护方面具有很大优势的改性乳化沥青便成为了沥青路面胶结料的首选
材料。本文详细阐述了改性乳化沥青的种类及其应用,为改性乳化沥青的推广应用提供可靠
的依据。
关键词:道路工程
;沥青路面;改性乳化沥青
一、改性剂
改性剂一般可分为非聚合物改性剂和聚合物改性剂两大类:(
1)非聚合物改性剂包括
填充料类、天然沥青、矿物纤维类等;(
2)聚合物改性剂包括热塑性树脂类、热塑性弹性体
类和橡胶类三类。
(一)热塑性树脂
热塑性树脂,如乙烯一乙酸乙烯醋共聚物
(EVA),聚乙烯(PE)、无规聚丙烯(APP)、聚氯乙
烯
(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺、乙烯丙烯类共聚物(APAO)等;热固性树脂也有作为改性剂
使用的,如环氧树脂
(EP)等。这类材料对沥青的高温性能的改善较为明显,改性后沥青的软
化点大幅度上升;但热塑性树脂的加入,并不能使沥青混合料的弹性增加,改善沥青的低
温性能,而且加热后容易离析,再次冷却时会产生众多的弥散体。热塑性树脂共同的特点是
加热后软化,冷却时固化变硬。
(二)热塑性弹性体
主要是苯乙烯类嵌段共聚物,如苯乙烯
—丁二烯—苯乙烯(SBS)、苯乙烯—异戊二烯—
苯乙烯
(SIS)、苯乙烯
—聚乙烯/丁基—聚乙烯(SB)等嵌段共聚物及聚烯烃等,由于它兼具橡
胶和树脂两类改性沥青的性质,故也称橡胶树脂类。常用的热塑性弹性体以
SBS 为代表 。
SBS 改性剂最大的特点就是高温下不软化,低温下不发脆,用它做改性剂,不仅改善沥青
的高温性能,同时沥青的低温性能也得到改善。
(三)橡胶类
常用的橡胶改性剂有天然橡胶
(NR)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶(BR)、
异戊二烯
(IR)、乙丙橡胶(EPDM)、丙烯睛丁二烯共聚物(ABR)等,其中 SBR 胶乳应用最为广
泛。橡胶改性道路沥青的机理是,橡胶首先分散于沥青中,然后沥青中的饱和分和芳香分与
橡胶结构单元中的烷烃结构和芳香结构发生物理化学作用,使橡胶的链结构在沥青中溶胀、
延展,从而使沥青具有高分子物质的性质,最终改善了沥青的路用性能。
(四)纤维类。如聚酯纤维、丙烯酸纤维等。
(五)热固性环氧树脂
水性环氧树脂是把环氧树脂以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而
配得的稳定树脂材料。环氧树脂分子与沥青分子构成的立体空间网状结构,交联的环氧树脂
网络是比较牢固的,不仅能保持良好的耐久性,而且能保持良好的高温稳定性和低温抗裂
性。
(六)纳米
SiO2
纳米
SiO2 为无定型白色粉末,是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料,这种材料
明显呈现出絮状和网状的准颗粒结构,颗粒尺寸大小(
3nm~15nm),比表面积大,表面
存在大量不饱和残键及不同键合状态的羟基,具有很高的活性。纳米
SiO2 小尺寸效应和宏
观量子隧道效应使其产生渗透作用,通过一定的分散手段,可以使其深入到高分子化合物
π 键附近,与其电子云发生重叠,形成空间网状结构,从而大幅度提高高分子材料的力学
强度、韧性、耐老化性和耐磨性等。
二、乳化剂
沥青乳化剂的基本作用是降低表面张力,其分子带有亲水性的极性基团和憎水性的非