JK1瀝青乳化劑技術性能研究

2015-01-12 02:17:14裴強

山西交通科技 2015年3期

裴強

（山西省交通科學研究院，山西太原 030006）

我國已建成通車的公路部分已進入維修養護期，所以公路瀝青路面的養護工作得到了越來越廣泛的關注[1]。而近年來預防性養護的理念已深入人心，其中稀漿封層技術因具有施工速度快、節能環保、綜合效益好等優點，在國內已得到了廣泛應用[2]。我國自20世紀70年代開始研究稀漿封層技術以來，取得了較好的成績，但是其應用技術仍落后于歐美一些發達國家，原因是多方面的，其中主要的問題是國內應用于稀漿封層領域的慢裂快凝型乳化劑的品質不高，種類不多[3]。因此，我院開發了一種可應用于稀漿封層領域的陽離子慢裂快凝乳化劑JK1。考察了其表面活性、乳化性能及制備的稀漿混合料性能，并與國外產品作對比，為自制乳化劑的推廣使用奠定一定的理論基礎。

1 基本性能

本試驗選用了兩種慢裂快凝乳化劑進行測試。分別為：自制JK1；進口W-5（美德維實偉克公司生產，用于稀漿封層）。

臨界膠束濃度是乳化劑的一個重要性能指標。乳化劑的臨界膠束濃度越低，表明乳化劑的表面活性越高[4]。采用TX-500C表/界面張力儀測定25℃下不同濃度自制乳化劑JK1、進口乳化劑W-5的表面張力。結果如圖1所示。

兩種乳化劑的表面張力σ與lg c關系如圖1所示，隨著濃度的增加，表面張力均減小。兩種乳化劑變化趨勢相同，均具有良好的表面活性，其中自制JK1臨界膠束濃度(即CMC值)為5 000 mg/L，而進口W-5 CMC值為2.6×104mg/L，相比較而言，自制乳化劑JK1具有更高的表面活性。

圖1 兩種乳化劑表面張力σ與lg c關系曲線

2 乳化性能

基質瀝青選用SK90號，制備的乳化瀝青基本情況如表1所示。

表1 制備乳化瀝青基本情況 %

兩種乳化劑制備的乳化瀝青穩定性優異，均滿足規范要求的靜置穩定性1 d小于1%，5 d小于5%的要求。

3 稀漿混合料配合比設計

3.1 級配

集料采用優質石灰巖石屑，經篩分其級配符合規范中ES-3級配要求，級配曲線見圖2。

由圖2可知，級配設計合理，當尺寸大約0.3 mm時，合成級配與要求級配的中值基本一致，

圖2 要求級配和合成級配曲線

但小于0.3 mm時，則小于中值。說明細料偏少，可能是水洗造成細料流失量大[5]。

3.2 稠度試驗

按照JTG E20—2011規程“T0751—1993乳化瀝青稀漿封層混合料稠度試驗”方法，用圓錐體測定乳化瀝青稀漿封層混合料的稠度，用于檢驗乳化瀝青稀漿封層混合料的攤鋪和易性及配合比設計中確定合適的用水量。一般情況下稠度為2～3 cm，加水量比較適宜，試驗結果如表2所示。

表2 稠度試驗結果

由表2結果可知，兩種稀漿混合料均是含水率為14%，稠度適當，在施工過程中可根據溫度和濕度進行適當調整。

3.3 拌合試驗

按照JTG E20—2011規程“T0757—2011稀漿混合料拌合試驗”要求，確定稀漿混合料的可拌合時間和成漿狀態。要求可拌合時間大于120 s，當不符合要求時，重新調整混合料的配合比，直到可拌合時間符合要求[6]。結果見表3所示。

表3 拌合試驗結果

兩種稀漿混合料可拌合時間均大于120 s，其中自制乳化劑201可拌合時間稍長，拌合更加充分，拌合狀態好。

3.4 濕輪磨耗試驗

濕輪磨耗試驗用于檢驗成型后的稀漿混合料的配伍性和抗水損害能力，用來確定稀漿混合料的最小瀝青用量。濕輪磨耗損失要求（浸水1 h）不大于800 g/m2。兩種稀漿混合料在不同油石比下的濕輪磨耗值如表4所示。

表4 濕輪磨耗試驗結果

由測試結果可得，隨著油石比的降低，兩種稀漿混合料濕輪磨耗值均呈增大趨勢，但自制JK1乳化劑制備的稀漿混合料濕輪磨耗值總體小于進口W-5乳化劑。說明自制JK1乳化劑制備的稀漿混合料配伍性、抗水損害能力好于進口W-5乳化劑。其中W-5制備的稀漿混合料在油石比較低時（小于7%）濕輪磨耗值增加明顯，可能是由于W-5乳化瀝青在低油石比下與石料裹附性不好，導致制備的稀漿混合料抗水損害能力明顯變差。