乳化瀝青材料在預防性養護中的新發展

摘 要：高性能乳化瀝青的發展與表面活性化學在乳化技術中的應用有密切關系。表面活性化學應用于改善乳化瀝青的性能是預防性養護材料新發展的一個重要方向。常規的改性乳化瀝青往往只能一般性地改善乳化瀝青的性能。為更有針對性地改善用于預防性養護的乳化瀝青，開發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有多種主動型黏附劑，為加快或減緩破乳的速率，有破乳促進劑或穩定劑，為提高乳液黏度有增黏劑等。這些表面活性劑的靈活應用大大改善了乳化瀝青的路用性能，使它能達到或者接近熱瀝青的水平。

關鍵詞：乳化瀝青；表面活性；預防養護；新發展

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生的一種副產品，具有表面活性的化學成分，用它制作的乳化瀝青在破乳過程中，復原瀝青會形成管狀膠的凝膠體（果凍狀的啫喱結構），大大增大了流動阻力，可以防止瀝青隨意流動，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巖等堿性集料，當使用于酸性集料時需要更長的初凝時間，因而要延長其養生的過程。

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，是冷態施工瀝青材料的新亮點。將含有輪胎橡膠屑的瀝青進行乳化，首要的關鍵技術是要讓橡膠顆粒消融和彌散在基質瀝青中，這對于相容性很差的橡膠顆粒（即使是粒徑很細的橡膠粉）來說，在技術上有著相當大的難度。在最近十余年來，橡膠瀝青的乳化技術已經有了很大發展，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用的例子。

（一） 溶劑法

溶劑法是將精細的橡膠粉首先在石油溶劑中浸泡成一種半融脹狀態的分散體系，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定性，通常需要添加穩定劑，如與SBR改性劑復合使用則效果更好。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瀝青按照乳化瀝青的工藝進行乳化，這一方法關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材料。為制備均質型的橡膠性瀝青通常有兩種方法，一種是借助于某些化學相溶劑（表面活性劑或其他化學助劑）在常規的改性瀝青設備上進行，另一種是依靠提高處理的強度在高溫、高壓、強力剪切研磨的條件下經過長時間的熬煉使橡膠屑完全降解和消融于瀝青中。

三、 工程設計復配型乳化瀝青

預防性養護技術的設計和施工與具體的工程應用條件，諸如原路面的條件、集料的條件、氣候與交通負荷的條件以及施工材料的運輸條件等有著密切的關系。單一品種的乳化瀝青很難滿足不同應用條件對黏結材料的要求，因此如何使乳化瀝青的性能成為可控的，能根據具體的工程應用條件來調節其性能就成為養護作業用乳化瀝青材料發展的一個重要方向。

表面活性劑的迅速發展為實現上述目標提供了可能。靈活應用多種化學活性劑的不同功能就可能根據具體的工程條件復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計的乳化瀝青。

工程設計的乳化瀝青不僅常用于稀漿封層、超薄結構磨耗層等預防性養護技術，而且被廣泛應用于冷、溫拌瀝青混合料和各種冷再生技術中，它可以大大改善瀝青對集料的裹覆性能。

四、 水溶性新材料的發展

許多高性能的聚合物的材料都是不溶于水的油基性材料，其中最典型的是環氧樹脂材料。環氧樹脂以其優良的高溫性能，良好的黏附性能、高的拉伸剪切強度以及疲勞、抗水、抗油、抗化學腐蝕的特點而成為一種高溫性能的黏結材料。但是環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溶劑中，不僅需要有機溶劑而且配制工藝復雜，價格昂貴，溶劑揮發還會污染環境。因此通常只能用于預防性養護的某些具有高要求的場合。

如何改變環氧樹脂的親油性，使其水性化而制成水溶劑、乳化性的新材料，則稱為環氧樹脂材料進一步發展的重要方向。近些年來沒有有機溶劑的水性化涂料發展十分迅速，已有不少成熟的技術在應用，這一趨勢正在向其他許多領域，包括路用材料的領域發展。

五、 結語

近幾年來，隨著乳化瀝青及其養護技術的不斷推廣應用，其帶來的經濟效益和社會效益日益顯著。使用乳化瀝青對路面進行預防性養護，既可以降低總體養護成本，又具有靈活、環保、簡便等優勢。相信，隨著人們對乳化瀝青及其應用技術更深入的研究和認識，使其在未來的道路養護和建設中發揮更大作用。

參考文獻：

[1]李先鋒.乳化瀝青在公路預防性養護中的應用[J].科技資訊，2008（09）：79.

[2]羅偉東，宋作硼.乳化瀝青在公路預防性養護中的應用[J].黑龍江交通科技，2004（09）：24-26.

作者簡介：

李波，重慶市，重慶交通大學。