乳化瀝青材料在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的新發(fā)展

摘 要：高性能乳化瀝青的發(fā)展與表面活性化學(xué)在乳化技術(shù)中的應(yīng)用有密切關(guān)系。表面活性化學(xué)應(yīng)用于改善乳化瀝青的性能是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料新發(fā)展的一個(gè)重要方向。常規(guī)的改性乳化瀝青往往只能一般性地改善乳化瀝青的性能。為更有針對(duì)性地改善用于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的乳化瀝青，開發(fā)了各種各樣的表面活性劑。例如為提高瀝青與潮濕集料的黏附性開發(fā)有多種主動(dòng)型黏附劑，為加快或減緩破乳的速率，有破乳促進(jìn)劑或穩(wěn)定劑，為提高乳液黏度有增黏劑等。這些表面活性劑的靈活應(yīng)用大大改善了乳化瀝青的路用性能，使它能達(dá)到或者接近熱瀝青的水平。

關(guān)鍵詞：乳化瀝青；表面活性；預(yù)防養(yǎng)護(hù)；新發(fā)展

一、 高漂浮度瀝青

高漂浮度乳化瀝青是一種采用妥爾油作為乳化劑的陰離子乳化瀝青。妥爾油是造紙過程中產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品，具有表面活性的化學(xué)成分，用它制作的乳化瀝青在破乳過程中，復(fù)原瀝青會(huì)形成管狀膠的凝膠體（果凍狀的啫喱結(jié)構(gòu)），大大增大了流動(dòng)阻力，可以防止瀝青隨意流動(dòng)，從而增加裹覆集料或噴灑在路面上的瀝青膜厚度。

由此可見，妥爾油乳化劑不僅是一種乳化劑，而且還起到了改善復(fù)原瀝青性能的作用：高的漂浮度意味著瀝青黏度的提高，伴隨著高性能的改善。采用高針入度高的軟瀝青（針入度100～150）可以改善復(fù)原瀝青的低溫性能；厚的瀝青膜意味著更好的密水性和抗剝落的性能。這些性能使高漂浮度乳化瀝青成為一種低成本的高性能乳化瀝青，被廣泛應(yīng)用于各種類型的石屑封層。

高漂浮度乳化瀝青的陰離子特性使它更適合用于石灰?guī)r等堿性集料，當(dāng)使用于酸性集料時(shí)需要更長的初凝時(shí)間，因而要延長其養(yǎng)生的過程。

二、 乳化橡膠瀝青

乳化橡膠瀝青是以廢輪胎橡膠作為原料的改性瀝青材料，符合資源再利用的綠色概念，是冷態(tài)施工瀝青材料的新亮點(diǎn)。將含有輪胎橡膠屑的瀝青進(jìn)行乳化，首要的關(guān)鍵技術(shù)是要讓橡膠顆粒消融和彌散在基質(zhì)瀝青中，這對(duì)于相容性很差的橡膠顆粒（即使是粒徑很細(xì)的橡膠粉）來說，在技術(shù)上有著相當(dāng)大的難度。在最近十余年來，橡膠瀝青的乳化技術(shù)已經(jīng)有了很大發(fā)展，解決乳化橡膠瀝青的制備工藝主要有兩種方法：溶劑法和直接乳化法，目前這兩種方法都已有了實(shí)用的例子。

（一） 溶劑法

溶劑法是將精細(xì)的橡膠粉首先在石油溶劑中浸泡成一種半融脹狀態(tài)的分散體系，然后再與陽離子乳化瀝青攪拌成橡膠瀝青乳液。為使橡膠瀝青乳液保持其穩(wěn)定性，通常需要添加穩(wěn)定劑，如與SBR改性劑復(fù)合使用則效果更好。美國VSS公司采用由40%～50%膠粉制成半融脹的橡膠瀝青母體RG-1與含有3%SBR的慢裂快凝型陽離子改性乳化瀝青拌和成乳化橡膠瀝青（RG-1的用量為5%～8%），作為微表封層用的結(jié)合料。

（二） 直接乳化法

直接乳化法是將橡膠瀝青直接作為基質(zhì)瀝青按照乳化瀝青的工藝進(jìn)行乳化，這一方法關(guān)鍵和前提是橡膠瀝青必須是一種膠粉完全消融在瀝青中的均質(zhì)材料。為制備均質(zhì)型的橡膠性瀝青通常有兩種方法，一種是借助于某些化學(xué)相溶劑（表面活性劑或其他化學(xué)助劑）在常規(guī)的改性瀝青設(shè)備上進(jìn)行，另一種是依靠提高處理的強(qiáng)度在高溫、高壓、強(qiáng)力剪切研磨的條件下經(jīng)過長時(shí)間的熬煉使橡膠屑完全降解和消融于瀝青中。

三、 工程設(shè)計(jì)復(fù)配型乳化瀝青

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)和施工與具體的工程應(yīng)用條件，諸如原路面的條件、集料的條件、氣候與交通負(fù)荷的條件以及施工材料的運(yùn)輸條件等有著密切的關(guān)系。單一品種的乳化瀝青很難滿足不同應(yīng)用條件對(duì)黏結(jié)材料的要求，因此如何使乳化瀝青的性能成為可控的，能根據(jù)具體的工程應(yīng)用條件來調(diào)節(jié)其性能就成為養(yǎng)護(hù)作業(yè)用乳化瀝青材料發(fā)展的一個(gè)重要方向。

表面活性劑的迅速發(fā)展為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)提供了可能。靈活應(yīng)用多種化學(xué)活性劑的不同功能就可能根據(jù)具體的工程條件復(fù)合配制出滿足特定工程要求的乳化瀝青材料，在美國被稱為工程設(shè)計(jì)的乳化瀝青。

工程設(shè)計(jì)的乳化瀝青不僅常用于稀漿封層、超薄結(jié)構(gòu)磨耗層等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，而且被廣泛應(yīng)用于冷、溫拌瀝青混合料和各種冷再生技術(shù)中，它可以大大改善瀝青對(duì)集料的裹覆性能。

四、 水溶性新材料的發(fā)展

許多高性能的聚合物的材料都是不溶于水的油基性材料，其中最典型的是環(huán)氧樹脂材料。環(huán)氧樹脂以其優(yōu)良的高溫性能，良好的黏附性能、高的拉伸剪切強(qiáng)度以及疲勞、抗水、抗油、抗化學(xué)腐蝕的特點(diǎn)而成為一種高溫性能的黏結(jié)材料。但是環(huán)氧樹脂是一種熱固性的油基材料，不溶于水而只能溶于有機(jī)溶劑中，不僅需要有機(jī)溶劑而且配制工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，溶劑揮發(fā)還會(huì)污染環(huán)境。因此通常只能用于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的某些具有高要求的場(chǎng)合。

如何改變環(huán)氧樹脂的親油性，使其水性化而制成水溶劑、乳化性的新材料，則稱為環(huán)氧樹脂材料進(jìn)一步發(fā)展的重要方向。近些年來沒有有機(jī)溶劑的水性化涂料發(fā)展十分迅速，已有不少成熟的技術(shù)在應(yīng)用，這一趨勢(shì)正在向其他許多領(lǐng)域，包括路用材料的領(lǐng)域發(fā)展。

五、 結(jié)語

近幾年來，隨著乳化瀝青及其養(yǎng)護(hù)技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用，其帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益日益顯著。使用乳化瀝青對(duì)路面進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，既可以降低總體養(yǎng)護(hù)成本，又具有靈活、環(huán)保、簡便等優(yōu)勢(shì)。相信，隨著人們對(duì)乳化瀝青及其應(yīng)用技術(shù)更深入的研究和認(rèn)識(shí)，使其在未來的道路養(yǎng)護(hù)和建設(shè)中發(fā)揮更大作用。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

李波，重慶市，重慶交通大學(xué)。