水性環氧乳化瀝青混合料的路用性能研究

李靖

摘 要：隨著我國道路網絡的不斷延伸，道路交通量急劇增加，公路路面的養護工作日趨嚴峻，路面養護需要不受氣候條件限制的高性能修補材料，而水性環氧乳化瀝青混合料作為一種優良的修補材料，能在常溫下對路面進行快速修補。因此，研究環氧乳化瀝青混合料的路用性能意義重大。本文簡單分析了水性環氧乳化瀝青混合料及其路用性能。

關鍵詞：水性環氧；乳化瀝青；混合料；路用性能

近年來，我國道路交通量快速增長，國民經濟的發展對公路交通需求量及服務水平要求越來越高，現有的瀝青路面大都處于超負荷與超齡期的狀態。隨著瀝青路面使用時間的延長，加之異常天氣和重載超限車輛的影響，導致各種病害的出現。以乳化瀝青為粘結料的瀝青路面局部修補技術，具有節能降耗、減少污染、應用范圍廣、施工便利、減少施工期等諸多優點。但純乳化瀝青強度低、柔韌性差粘結度低，不利于乳化瀝青在瀝青路面養護和維修中的推廣和應用。采用水性環氧樹脂對乳化浙青進行改性，使其具有較強的粘結力、高溫穩定性、優越的彈性恢復能力和較高的抗壓、抗變形能力等，以滿足在瀝青路面維修和養護的要求。

一、水性環氧乳化瀝青混合料

（一）乳化瀝青。乳化沏青中主要包含湖青、水、乳化劑和穩定劑。乳化瀝青制備過程是將黏稠的瀝青加熱到流動狀態，再經攪拌，剪切及高速離心等機械作用，使瀝青形成細小的微粒，且以此狀態均勻分散于含有穩定劑、乳化劑及其它添加劑的水中，形成水包油型的瀝青乳液，其外觀為茶褐色，在常溫下有較好的流動性。

（二）混合料。水性環氧乳化瀝青混合料以乳化瀝青為基料，以環氧樹脂、固化劑、環氧樹脂改性劑的混合乳液作為改性劑，按一定比例配制而成，表1是制備水性環氧瀝青的各種組分的比例，將水性環氧樹脂按照計量加入乳化瀝青中，經過攪拌使之混合均勻，得到A組分。使用時將B組分固化劑T450按照水性環氧瀝青環氧樹脂E-51和PF5233的計量計算加入，經高速攪拌混合均勻后在30min用完。乳化瀝青加入水性環氧樹脂后，在受機械力的作用及兩種物質分子自身運動情況下，乳化瀝青與水性環氧樹脂相互交錯形成物理交聯鍵，除物理鍵交聯外，瀝青、環氧樹脂之間還存在著化學鍵交聯。與單純的環氧樹脂分子網絡或單純的瀝青膠體結構相比，這種整體網絡結構抵抗外力破壞的能力要強得多；牢固的環氧樹脂交聯網絡提高了改性乳化瀝青的耐久性；水性環氧樹脂乳化湖青具有較強的粘結強度；同時，完好的交聯網絡，保證了其良好的高溫穩定性和低溫抗裂性。

二、水性環氧乳化瀝青混合料的路用性能

（一）強度。水性環氧乳化瀝青的強度形成過程復雜，包括環氧乳化瀝青與集料的粘附、破乳、水分析出、水分蒸干和樹脂固化等復雜反應。由于水分的存在，在泥合料攤鋪初期，水分游離在混合料內部，干擾了粘結料與集料之間的粘附作用，同時也對集料之間的滑動起到促進作用，使集料之間的嵌擠作用減弱，從而使得混合料的整體強度較低。隨著荷載量的增加以及水分的蒸發，混合料的強度逐漸增加至穩定值。

（二）高溫性能。水性環氧乳化瀝青混合料的高溫穩定性測定，采用車轍試驗（DS—動穩定度）用以檢驗混合料的高溫抗車轍能力。通過實驗可知，環氧乳化瀝青混合料的動穩定度明顯高于乳化瀝青混合料及熱拌瀝青混合料，原因主要是瀝青本身是熱塑性材料，瀝青在高溫條件下粘度極劇變小呈流體狀態，而環氧樹脂是熱固材料，環氧樹脂與固化劑發生交聯作用，形成穩固的三維網狀結構，從而表現出良好的高溫抗車轍性能。

（三）低溫抗裂性能。在低溫季節，路面層在溫度梯度下會產生收縮變形，當變形受到限制后鋪裝層之間收縮變形量差異較大時，鋪裝層表面將會產生收縮應力，當收縮應力超過混合料的容許拉應力時，便會開裂，這就要求水性環氧乳化瀝青混合料有較高的低溫變形能力。目前用作評價瀝青混合料的低溫抗裂性的試驗方法很多，其中小梁彎曲試驗是目前比較常見的低溫試驗方法，評價低溫抗裂性能的指標有抗彎拉強度和彎拉應變值。

（四）水穩定性。所謂瀝青混合料的水穩定性，就是混合料的抗水損害能力，影響混合料水穩定性的因素有很多，包括集料性質、瀝青性質、瀝青與集料之間的作用以及混合料的體積指標等因素。瀝青混合料的水穩定性通過浸水馬歇爾穩定度試驗及瀝青混合料凍融劈裂試驗來評價。水性環氧乳化瀝青混合料試件的穩定度MS1要高于熱拌瀝青混合料及乳化瀝青混合料。這是由于環氧樹脂本身粘結力較大，而且作為一種熱固性材料，固化后的產物物化性能穩定，能與瀝青分子材料形成三維網狀的穿插網絡結構，從而表現出較高的強度。

三、結語

總而言之，水性環氧乳化瀝青混合料具有良好的路用性能，將其應用于實際工程中可改善徹青路面使用性能，延長使用壽命，減少養護維修的投入，降低資源和能源的消耗，推動我國浙青路面養護維修工作。

參考文獻：

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