微表处聚合物改性乳化沥青性能研究.doc

1、1微表处聚合物改性乳化沥青性能研究摘要：利用丁苯（SBR）胶乳和氯丁（CR）胶乳分别制备不同比例复合改性乳化沥青，分别测定了改性乳化沥青蒸发残留物的软化点、针入度和延度等指标；并分别拌制用于微表处的稀浆混合料，通过湿轮磨耗（WTAT）和负荷轮辙（LWT）试验的湿轮磨耗值和轮辙变形率分析复合改性对稀浆混合料路用性能的影响。结果表明，对蒸发残留物指标和稀浆混合料的路用性能而言，复合改性效果优于同剂量的单一改性效果，说明高聚物复合改性并非简单叠加作用，而具有协同作用。 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 chlo

2、roprene(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 (WT

3、AT) 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 o

4、f a single 2modification 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（C

5、R）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性行为有待进一步认识。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

6、青提供参考。1、试验材料及方法 1.1 试验材料 3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 24，然后在高速剪切的条件下缓慢

7、加入热沥青，剪切810min，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、4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

8、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 1.53.5 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 1.53.5 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

9、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5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

10、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14、1.53.5、2.52.5 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

11、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66.3，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 14、1.53.5、2.52.5 时抗车辙能力显著增强。 综上所述，改性剂

12、 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=1.53.5。 （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，72006，20（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 4单炜，高振东. 复合 SBR 改性乳化沥青的路用性能J.东北林业大学学报，2007，35（2）：64-66 5王仕峰等.交联 SBR 改性沥青的研究M.橡胶工业.2002