水性环氧树脂改性乳化沥青在公路养护中的应用_何远航

'新型建筑材料全国中文核心期刊水性环氧树脂改性乳化沥青在公路养护中的应用何远航，张荣辉（广东工业大学建设学院，广东广州510006）摘要：介绍采用水性环氧树脂乳液改性乳化沥青的制备过程，并对改性前后乳化沥青的低温、高温性能以及耐久性能进行了测试，结果表明，经水性环氧树脂乳液改性后的乳化沥青，其各项性能均优于普通乳化沥青。改性乳化沥青是公路养护的一种新材料，探讨其在道路路面裂缝、稀浆封层、透层和粘层以及石屑罩面等方面的应用。关键词：乳化沥青；水性环氧树脂乳液；改性；应用中图分类号：TU535文献标识码：B文章编号：1001-702X（2007）05-0037-04Applicationofemulsifiedasphaltmodifiedwithwater-epoxyresintomaintenanceofhighwayHEYuanhang，ZHANGRonghui（FacultyofConstructionGuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，Guangdong，China）Abstract:Thepreparationofemulsifiedasphaltmodifiedwithwater-epoxyresinisintroducedandlow-temperature,high-temperatureanddurabilityofemulsifiedasphaltafterandbeforemodificationaretested.Theresultprovesthatemulsifiedasphaltaftermodifiedbywater-epoxyresinadvancescommonemulsifiedasphaltinallperformance.Theapplicationofmodifiedemulsifiedasphalttoroadsurfacecrack,slurrysealcoat,penetrationlayer,mucositylayer,gravelmantleandsoonofroadwayarediscussed.Itprovesthatmodifiedemulsifiedasphaltisanewmaterialusedforhighwaymaintain.Keywords:emulsifiedasphalt；water-epoxyresinlatex；modification；application石油沥青具有良好的粘结性、抗老化性和防水能力，长期粘结材料的沥青路面局部修补技术，具有应用范围广、施工便以来被广泛地用作筑路、防水和密封材料。用于防水工程有原利、节能降耗、减少污染、减少施工期等诸多优点，但是单一的料易得、价格低廉等优点，是国内外防水防渗工程中应用最为乳化沥青有粘结度低、柔韧性差、强度低等缺点，因此制约了广泛的材料之一。然而沥青高温流淌、低温冷脆开裂、耐候性乳化沥青在沥青路面养护和维修中的推广和应用。不佳，大多采用现场熬制、热施工，既污染环境，也对工人身体以乳化沥青为粘结材料的沥青路面局部修补技术具有突危害大、易发生火灾、施工效率低。随着能源危机的加剧和人出的优点，它的推广应用势在必行。但是，如何改善乳化沥青们环保意识的增强，沥青的乳化改性和新型防水涂料的开发的性能（即对乳化沥青进行改性），使其具有较强的粘结力、高[1]成为人们关注的热点。温稳定性、优越的弹性恢复能力和较高的抗压、抗变形能力等，随着国民经济的迅速发展，交通荷载的日益重型化、交通以满足在沥青路面维修和养护中的要求。目前，国内的水乳型量的大幅度增长、超载车辆的日趋严重，加速了沥青路面的损改性乳化沥青大多采用苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物[2][3][4][5]坏。因此加强对沥青路面的养护和修补技术研究，以及如何延（SBS）、氯丁橡胶（CR）、再生胶、丁苯橡胶（SBR）等制备。长沥青路面的使用寿命，具有良好的市场前景。以乳化沥青为本文研究采用水性环氧树脂乳液对乳化沥青进行改性及其在公路养护中的应用。收稿日期：2007-02-081实验部分作者简介：何远航，男，1981年10月生，广东河源人，硕士研究生。1.1实验材料基质沥青：90号道路石油沥青，茂名石化总厂生产；环氧NEWBUILDINGMATERIALS·37· 何远航,等:水性环氧树脂改性乳化沥青在公路养护中的应用树脂及固化剂DFG-88：广州东风化工实业有限公司生产；活表2乳化沥青的技术指标性稀释剂501，十二烷基硫酸钠（SDS），阳离子乳化剂：工业项目技术指标级，宜兴药用化工厂生产。颗粒直径/μm<51.2乳化沥青的制备黏度（C2）/s1525（1）将复合乳化剂溶于55~65℃的水中，调节pH值至碱筛余量/%0.1乳液性能性；（2）将沥青加热至120~130℃，按油水比60∶40加入到上沥青含量/%60述乳化剂溶液中，经胶体磨高速剪切搅拌4~6min得到固含储存稳定度1d0.65d3.5量为60%的乳化沥青。针入度（25℃，1/10mm）961.3水性环氧乳液的制备蒸发残留沥青性能延度（5℃）/cm4.8（1）自乳化环氧树脂的合成：将环氧树脂与乳化剂按一定软化点/℃48比例加入装有搅拌器和温度计的搅拌釜中，加热至所需温度，使环氧树脂与乳化剂完全溶解后停止加热，开动搅拌器将其2.3改性乳化沥青的基本技术指标（见表3）搅拌均匀，然后控制在一定温度内，保温一定时间后，加一定表3改性乳化沥青的基本技术指标量的蒸馏水稀释到乳化剂水溶液中。（2）水性环氧乳液的制备：项目技术指标用稀释剂稀释后的环氧树脂与制备的环氧乳化剂水溶液（可颗粒直径/μm<5添加其它助剂）混合搅拌均匀，然后滴加蒸馏水直到体系的黏黏度（C2）/s2225度突然下降，此时体系的连续相由环氧溶液相转变为水相，发筛余量/%0.1乳液性能生相转变（即W/O变为O/W），继续高速搅拌一段时间后，加沥青含量/%60蒸馏水稀释到一定浓度，即制得水性环氧乳液。储存稳定度1d0.55d3.81.4水性环氧乳液的性能测试针入度（25℃，1/10mm）82目测乳液样品的颜色、状态、均匀性等；采用NDJ-5S黏蒸发残留沥青性能延度（5℃）/cm31度计测试乳液样品指定温度下的黏度；pH值用广泛pH试纸软化点/℃51测试；按GB1725—89测试环氧乳液的固含量；将10ml乳液加到40ml去离子水中，用玻璃棒轻轻搅拌均匀，密封后于实验结果表明，掺加2%水性环氧加DFG-88固化剂的（50±1）℃烘箱静置48h，观察其是否分层，若不分层可以视改性乳化沥青各项技术指标比普通的乳化沥青有明显提高：为能贮存半年。乳液黏度增加，使乳液与石料结合力增大；蒸发残留物的5℃1.5水性环氧树脂乳液改性乳化沥青的配制延度、软化点都有明显的提高，而针入度有较明显下降，这说将乳化沥青和水性环氧树脂乳液以及固化剂按照一定明改性乳化沥青的高温稳定性和低温抗开裂性增强。的配比，边混合边均匀搅拌即得。手工搅拌，水性环氧树脂2.4性能测试乳液掺量占乳化沥青用量不超过3%；机械搅拌，水性环氧改性乳化沥青是一种新型材料，它与普通乳化沥青具有树脂乳液掺量占乳化沥青用量不超过6%；胶体磨分散，水相似的性质，但又有区别。性环氧树脂乳液掺量占乳化沥青用量不超过10%。注意避2.4.1低温性能试验免混合过程中乳液的破乳。DFG-88固化剂用量占水性环氧（1）水性环氧树脂乳液改性乳化沥青对低温延度的影响。用量的25%。改性乳化沥青的低温延度（蒸发残留物）试验结果见表4。表4水性环氧树脂改性乳化沥青蒸发残留物延度试验结果2结果分析与讨论水性环氧树脂乳液掺量/%01.02.02.53.02.1水性环氧树脂乳液的基本技术指标（见表1）延度（5℃）/cm4.818314261表1水性环氧树脂乳液的技术指标黏度（25℃）固含量从表4可以看出，水性环氧树脂乳液对改善乳化沥青的外观pH值贮存稳定性（/mPa·s）/%低温延度有明显作用。乳白色180606～7>6个月（2）水性环氧树脂乳液掺量对低温脆点的影响。水性环2.2乳化沥青的基本技术指标（见表2）氧树脂可以明显降低乳化沥青的脆点，试验结果见表5。·38·新型建筑材料2007.5 何远航,等:水性环氧树脂改性乳化沥青在公路养护中的应用表5水性环氧树脂改性乳化沥青蒸发残留物脆点试验结果裂性、内聚力、粘附性、抗剥落能力、早期强度、防水性能，从而水性环氧树脂乳液掺量/%01.02.02.53.0延长其使用寿命。改性乳化沥青稀浆封层，充分发挥了改性乳化沥青的优越性。其具有成型快、工期短、施工季节长、可以夜脆点/℃-9.7-11.8-16.5-20.8-24.6间作业的特点，不但适用于一般普通公路路面的维修养护。而2.4.2高温性能试验且还适用于交通量较大的高等级公路的路面养护。除了低温延度和脆点反应的优点外，用其它方法也可评3.3改性乳化沥青用作透层价改性乳化沥青性能的改变。针入度有所下降与软化点有所透层是沥青路面结构中很小的一部分，但是在路面经受提高，反应了高温稳定性有明显改善，其试验结果见表6。车辆交通荷载、风吹日晒等力学作用和气候作用过程中，它却表6水性环氧树脂改性乳化沥青蒸发残留物起着巨大的作用。透层是为了使沥青路面与非沥青材料基层针入度软化点试验结果结合良好，在基层上浇洒石油沥青、煤沥青、液体沥青或乳化水性环氧树脂乳液掺量/%01.02.02.53.0沥青而形成的透入基层表面的薄层。沥青路面的级配砂砾、级针入度（25℃，1/10mm）9688827568配碎石基层及半刚性基层上均必须浇洒透层沥青，以保证沥软化点/℃48505151.552[6]青面层与基层具有良好的结合界面。从表6可以看出，改性乳化沥青的高温性能明显改善。改性乳化沥青比普通乳化沥青粘结能力有显著提高，能2.4.3耐久性能试验很好与基层粘结。且由于水性环氧树脂本身具有很好的防水在2块30cm×30cm的玻璃板上，分别涂上一定量的普功能，因此，改性乳化沥青具有更好的防水能力。通乳化沥青和改性乳化沥青材料，平置于阳光下，使其水分完在基层上浇洒的改性乳化沥青，会在水泥稳定碎石基层全蒸发成膜。将2块玻璃板同时放入恒温干燥箱内，在60℃上有一定深度的渗透，该深度一般为5~10mm。在渗透深度条件下加热24h，然后放入-20℃冰箱中24h，如此反复28d。上，是由有机物质（沥青和环氧树脂）填充了无机结合料的表普通乳化沥青材料膜均匀地布满网状裂缝；改性材料膜表面面空隙，形成了特殊的结构层，称之为偶合层。而偶合层本身呈细微网状皱纹，在低温下分别用刀片切削膜片，前者呈沥青就是半刚性路基的一部分，彻底解决了柔性路面与半刚性路粉末，后者切出花状片屑，再反复加热，冷冻至60d，普通乳化基的粘结问题。在荷载作用下，柔软性材料组成的路面只起到沥青材料裂缝继续加深、改性乳化沥青材料仍无网裂出现。了传递荷载和抗形变的作用，而起到承受荷载、抗压作用的是路基。偶合层是由柔性材料填充了路基表面空隙而形成的，使3改性乳化沥青在公路养护中的应用路基表面具有很好的水密性，防止表面水渗入对路基的冲刷3.1改性乳化沥青处理水泥混凝土路面裂缝与地下毛细水的上升，如果与防水层（下封层）结合使用，既可目前，在水泥混凝土路面建设和养护中常用的填缝材料解决防水层（下封层）的黏结，又可起到更好的防水效果。由于如热沥青、聚氨酯、聚氯乙烯（PVC）胶泥等灌缝料稠度大，使偶合层的防水功能，使路基内部水分在炎热天气下不易蒸发，用效果不理想。而水性环氧树脂乳液改性乳化沥青具有很强从而省去了洒水养护，节省了养护费用。的渗透性，且黏度大、柔韧性好，当改性乳化沥青与矿料表面具体做法：接触时，改性乳化沥青迅速吸附在矿料表面，水被挤出蒸发，（1）水泥稳定碎石基层铺筑3d后，人工将基层表面的所留下沥青堵塞缝隙，从而有效地防止雨水浸入路基。有杂物清出路基外，用鼓风机将基层表面的灰尘吹干净，尽量具体做法：将需处理的水泥混凝土路面接缝清扫干净，并使表面骨料外露。保持接缝干燥。用油壶软管沿着缝槽拖动，让改性乳化沥青均（2）如果基层表面干燥，则洒水使表面湿润，打开路基表匀流出，使缝槽灌满。改性乳化沥青破乳后水分蒸发，体积缩面的孔洞和降低粉尘。该工序应在透层施工前1h左右进行。小，一般间隔灌2~3次才能将缝槽灌满。有坡度的缝槽，从高（3）透层施工采用喷洒车均匀喷洒，浓度为50%，改性乳2处往下灌，要求尽量做到使缝槽渗漏部分灌满。当缝槽与路面化沥青[m（乳化沥青）：m（水环氧）=100∶3]洒布量为1.5kg/m，板底连通，不能灌满时，用砂将渗漏部位塞紧，然后再灌改性施工后封闭交通24h。乳化沥青，灌缝完成后在改性乳化沥青表面轻轻洒少量砂，即（4）待改性乳化沥青完全破乳后（此时渗透已基本完成），可开放交通。均匀洒布3~5mm石屑进行碾压。施工完成后，封闭交通待水3.2改性乳化沥青稀浆封层稳基层到规定龄期和乳化沥青完全破乳成形后方可通车（一改性乳化沥青可以提高稀浆封层的高温稳定性、低温抗般为3d）。NEWBUILDINGMATERIALS·39· 何远航,等:水性环氧树脂改性乳化沥青在公路养护中的应用3.4改性乳化沥青用作粘层固化交联成立体网状结构、性能优良的黏结材料，这种固化粘层是为了加强路面中沥青层与沥青层之间、沥青层与剂的特点是固化交联速度快，可大大缩短工程周期。水泥混凝土层之间的粘结而洒布的沥青材料薄层。在水泥混（3）当水性环氧树脂乳液的掺量占乳化沥青用量不超过凝土路面、旧沥青路面以及新铺沥青混合料接触的路缘石、雨3%时，人工搅拌改性乳化沥青不结团，保持原有的液体状，粘水进水口、检查井等结构的侧面，以及双层式或三层式热拌热结能力提高显著，能很好与石料粘结。改性乳化沥青与普通乳铺沥青混合料路面之间，均应洒布粘层油。粘层沥青很少透入化沥青各项性能有很大不同：改性乳化沥青增加使乳液与石下层，只是形成一很薄的沥青膜，使上、下层之间具有足够的料结合力增大；蒸发残留物的5℃延度、软化点都有明显的提[6]粘结力，防止新建面层在下承层上滑动或推移。由于改性乳高，这说明改性乳化沥青的高温稳定性、低温抗开裂性和低温化沥青比普通乳化沥青粘结力更强，因此，改性乳化沥青更适柔性增强。对高温时的变形有较高的抵抗能力，能保证路面不合于用作粘层。粘层的施工要求与透层改性乳化沥青基本相变形、不推移；在低温时由于改性乳化沥青低温延度大，脆点同。粘层沥青洒布后应紧接铺筑沥青面层。低，因此有较高的抗裂性。3.5改性乳化沥青用于石屑罩面（4）用改性乳化沥青处理水泥混凝土路面裂缝、进行稀浆目前，世界上有各种各样的道路表面处治方法，其中石屑封层、用作透层和粘层以及石屑罩面具有高温稳定性、低温抗罩面是最常用的路面养护方法之一。石屑罩面是在道路面层开裂性、耐磨、粘结力强以及防水等性能，这些优点使其在公上利用标准的沥青撒布机洒布1层粘结料，然后铺1层同粒路的养护中必将得到广泛的推广应用。它是一种快捷、方便、径的骨料。这种处治层是柔性和耐磨。掺加水性环氧树脂能够经济、实用的路面养护新材料。增加粘结力、粘附性、耐磨性和路面的抗裂性能。由于改性乳化沥青具有很好的潮湿性、化学粘附性，乳液比较适合于路面参考文献:撒布。采用石屑罩面的路面不会出现反射裂缝和微裂缝，防止[1]王长安，吴育良，许凯，等.水性聚氨酯改性乳化沥青防水涂料[J].了路面的进一步老化和水浸破坏。化学建材，2004（6）：36-38.[2]陈玉成.SBS改性正离子乳化沥青的研制[J].漳州师范学院学报，4结语2002，15（2）：62-65.（1）水性环氧乳液改性乳化沥青主要由沥青，乳化剂和水[3]陈伟良，张月星.用复合型乳化剂制备石蜡基石油沥青：氯丁防组成。本文采用阳离子乳化剂制备的乳化沥青具有黏附性好、水涂料[J].新型建筑材料，1992（4）：15-17.与骨料的适应性强及自身储存稳定性能好等优点。[4]刘伟区，黄跃文，罗广建.改性再生胶沥青水乳型防水涂料[J].化（2）水性环氧树脂乳液是一种不含挥发性有机溶剂（VOC）学建材，1999，15（1）：22-23.的环保低毒型水分散乳液，能很好地与多种材料黏结，体现了[5]王长安，吴育良，许凯，等.转相法低温丁苯胶乳改性乳化沥青的其良好的黏附性能，同时又保留了环氧树脂本身特有的性能。制备[J].合成橡胶业，2006，29（2）：100-103.固化剂是一种改性的芳香族胺类，主要有以下成分：改性的芳[6]郭忠印，李立寒.沥青路面施工与养护技术[M].北京：人民交通出香胺、促进剂、苯甲醇增塑剂。其主要作用是将水性环氧乳液版社.2003（1）：52-53.!$""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""#""""一种屋面保温防潮隔气排气系统""由刘铁刚发明的实用新型专利“一种屋面保温防潮排气系统”（专利号：ZL200420113691.8），通过具有十字槽的防"""潮隔气排气塑料板（简称排气板），实现防潮隔气、排气并与建筑物的烟道连通，通过烟道的管道效应来实现潮湿气体"""的及时排出，实现保温排气一体化屋面，取消了屋面设置的垂直排气管，避免了屋面因水的冻胀、气鼓膨胀导致屋面"""的防水失效。"""本实用新型专利的优点是可以大规模集约化生产，成本低，施工方便，并且取消了排气管，屋面平整整洁。具体实"""施方式是，将防潮隔气排气塑料板的十字槽向下铺于屋面找平层，将联结板的两面胶去皮，将相邻2块防潮隔气排气"""塑料板联结成一体，利用塑料管将烟道口四周排气的十字槽孔引入烟道进行排气。然后进行保温层的施工，将同防潮"""隔气排气塑料板相同尺寸十字槽的聚苯板与防潮隔气排气塑料板合在一起或者在防潮隔气排气塑料板上进行聚苯"""颗粒保温材料现场浇筑。E-mail：liutiegang2003@sohu.com（张）""$%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%$·40·新型建筑材料2007.5'