改性方式对乳化沥青性能的影响
SBS改性乳化沥青的制备与性能分析

在我国 , 迄今为止 所修 建 的高 等级 公路 中绝 大部 分采 用 沥青 路
面。然而随着 国民经济 的高速发 展 , 的 问题 接踵 而来 , 新 国民经 济发展带来交通量迅 速增长 、 辆大 型化 、 车 超载严 重及渠 化交通 等使沥青混凝土路 面面 临严峻考验 。由此 可见 , 究改性乳化 沥 研 青及其混合料对提高沥青路面的使用性 能有着重要 意义 , 也是 我 国道路建设发展 的迫切需要 。 近年来 , 国内外许多学 者对聚合物改性乳化沥青 的研究做 了 大量工作 , 且取 得 了不少 成 果 , 并 在实 际 应用 中取得 了 良好效 益_ 。本研究 基于国内外许 多学者研究成 果 , 3 j 进一 步探讨聚合物
表 1 不 同配 比下 的 乳 化 效 果
1 2 乳 化 剂
试 验 有 以下 几 种 乳 化 剂 :
编号
1 2 3 4
沥青
5 % ×10 0 0 0 :5 6 % ×10 0 0 0 =6 6 %×10 0 0 0 =6 5 % ×10 0 0 0 =5
乳化剂 A g /
通过沥青针入度试验 、 青延度试 验 、 青软化点试 验、 沥 沥 弹性
1将一定量 的 S S胶乳 置于一定 量 的甲苯 中使 之溶胀 并搅 ) B 拌均匀。
恢复试验 、 发残 留物试验 、 蒸 剩余量试验 、 乳化沥青微粒 子电荷试
1 %×10 0 =1 06 %×10 . 0 =0 6 12 %×10 . 0 =1 2 12 %×10 . 0 =12
聚乙二醇 60 / 00g
0 2 %×1 0 . 5 5 0 =0 2 0 0 2 %×1 0 0 2 .5 0 = .5 0 2 %×1 0 . 5 .5 0 =0 2
木质素改性剂对道路沥青结合料的影响

0引言木质素是木质纤维素生物质的典型生物聚合物,在造纸和生物燃料工业领域大量产生[1]。
木质素约占草本植物生物质重量的30%,在自然界中来源广泛。
木质素主要由苯环中的碳氢化合物组成,其中木质素化学结构由大量的芳香环与烷基链连接而成[2],它是一种高度支化和无定形的生物大分子,平均分子量在1000~20000g/mol。
作为石油提炼的副产品,沥青已被广泛地应用于沥青路面铺筑,以黏合松散的骨料、提高路面的服役性能。
沥青的性能在很大程度上决定了路面的性能,而不同种类的改性剂的应用对沥青性能的改善作用是不同的[3]。
通常,沥青改性剂可以降低沥青结合料的温度敏感性,使其在高温条件下更硬,在低温条件下更软,从而提高路面的高温和低温性能及其使用寿命[4]。
虽然大量的研究已经证明利用木质素作为沥青改性剂的可行性,但是对杨木屑木质素(KL)和玉米秸秆木质素(CL)作为沥青改性剂的研究相对较少[5];并且,杨木屑木质素(2500万吨/年)和玉米秸秆木质素(2.5亿吨/年)都是丰富的废料来源,均来自造纸业和农业生产[6]。
因此,本研究通过一系列实验测试,对木质素改性沥青结合料的力学性能进行全面研究。
1试验材料及方法1.1原材料和样品的制备1.1.1原材料本研究使用70#沥青作为基质沥青,70#沥青由广东广州新粤交通科技有限公司提供。
选用2种不同的木质素粉末(尺寸小于100目)作为研究对象,通过湿法制备改性基质沥青结合料,木质素粉末粒径均低于0.15mm,其特性指标见表1。
杨木屑木质素(KL)粉末来自棕色牛皮纸,玉米秸秆木质素(CL)粉末从玉米秸秆残留物中提取[7]。
木质素改性剂对道路沥青结合料的影响黄全富(广西路建工程集团有限公司,广西南宁530001)摘要:木质素约占草本植物生物质重量的30%,在沥青路面中加入木质素可以提高路面的力学性能。
文章选择从杨木屑和玉米秸秆中提取的木质素制备木质素改性沥青结合料,通过室内试验,研究木质素改性沥青结合料的力学性能。
乳化剂剂量对改性乳化沥青性能的影响研究

20 0 8年 第 1 0期 上 ( 第 12期 ) 总 8
公 路 工 程 与 运 辑
孚| 开 开 量 I - II 化 jj
对 改牲 乳化 沥善 牲 能 的影响研 究
朱 中华 肖晶晶2 ,蒋 玮 , , 3
(. 北 省 交 通 规 划 设 计 院 ,河 北 石 家 庄 0 0 1 ;2长 安 大 学 ,陕 西 西 安 7 0 6 1河 50 1 . 10 4;3安徽 交 通 职 业 技术 学 院 ,安 徽 合肥 2 0 5 ) . 3 0 1
I fue e o n l nc f Em uli e Do a e n M o fe pha t Em uli n sf r S i s g o di d As i l so Pe f r a c ro m n e
Z h n — u I O J g j g HU Z o g h a,X A i -i ,J G We n n I AN i
的应用【 . J 河海 大学 学报 ,1 9 ,( ) 7 1 1 】 9 1 6 :9 — 0 .
e li e a a e a l mu sf r s n x mp e, t s a e h s e e r he t e n u n e f mu sfe d s g o t e i hi p p r a r s a c d h i f e c o e li r S o a e n h pef r l i ro - ma c o di e a ph l mulin mp a ia l n e f mo f d s a t i e so e h tc ly,wh c h s c ran f r fr nc v l e o t a plc to i h a a e ti o e e e e a u t is p i a in
SBR改性乳化沥青的研究

沥青 :广州高富 7 # 0 沥青。 收稿 1 3期:2 0 —1 —2 o6 0 2 作者简介:陈宪宏 (9 6 ) 16 - ,男 ,湖南大学材料学院
副教 授 ,博 士 研 究生 ;孙 立 夫 (98 ,男 ,湖 南 大 学材 17 一)
质量。温度过低 ,沥青粘度就会过大 ,乳化过程不易进行 , 沥青/ 橡胶微粒粒径分布很宽 。 J 本文确定 , 热熔沥青温度在
随着交通 事业 的繁荣 , 公路的车 流量与重载车 辆迅速增 加, 其路面磨耗较以前大大加剧 ,导致公路在使用年 限内较 早出现病害。为了提高路面的质量 ,延长公路的使用寿命 , 对路面早期病 害的防治便 变得刻不容缓。 大量研究与事实表
明乳化沥青具 有节能、 工方便和环境污染小 等等特点 , 施 人
Ap .0 r2 07
S R改性乳化沥青的研 究 B
陈宪宏 孙立夫
408 ) 1 02 ( 湖南大学 材料学院,湖南 长沙
摘 要:本文通过采用 S R胶乳为改性剂、三种不 同种类的乳化 剂以及它们的复配乳化剂制备 S R改性乳化 沥青 ,并 B B 测试 了S R改性乳化 沥青 的存储稳定性以及性能。得到 了以下结论 :液/ B 非复合84 7( 3制备 S R改性乳化沥青,乳液 LJI 7: ) 6t ] B
质量最好;各种不同的乳化荆和复合乳化剂以 及存储的温度对 S R改性乳化沥青的存储稳定性有很大影响,液/ B 非复合乳化
剂( 3 所制备的 S R改性乳化沥青存储稳定性较好 ,并且常温 2 ℃最 为适合。 7: ) B 5 关键词:S R B ;改性 ;乳化沥青;温度稳定性
中图分类号:10 7 5 0 4 、 文献标识码:A 文章编号 :17 —2 9( 0 7 3 0 — 3 63 2 1 2 0 )0 - 10 0 1
SBS改性乳化沥青的技术特点及应用前景

近几 年 , 随着乳 化 沥青智 能洒 布车 、 稀浆封 层摊 铺车 、 微 表处摊 铺 车 、 同步 碎 石封 层 车 、 超 薄 磨 耗 层
摊 铺 设 备 及 就 地 冷 冉 生 联 合 装 置 的 日臻 完 善 和 普 遍 使用, 大 大 推 动 了乳 化 沥 青 的 发 展 , 而 且 对 乳 化 沥 青 的环保 、 经 济 及 施 工 便 捷 有 了更 高 的 认 识 与 评 价 。 特 别是道 路 养护领 域 , 乳 化 沥 青 会 越 来 越 发 挥 其 主 导 作 用 而 成 为 沥 青 家 族 的 主 流 。 随 着 筑 养 路 技 术 的 不 断发展 , 我 国乳 化 沥 青 的 用量 在 逐 年 增加 。截止 2 0 1 0年 , 乳化 沥青 用量 达 到 8 0万 t以 上 。
a
法 。对 于 S B S改 性 乳 化 沥 青 , 考 虑 到 改 性 沥 青 高 粘 度 和难乳 化等 特点 , 乳 化 用 的 设 备 具 有 特 制 的 磨 心 及 特设加 压装 置 , 特 制 的 磨 心 有 助 于 把 含 高 分 子 聚 合 物改性 剂 的沥 青 粘 结 剂更 好 分 散 , S B S改 性 乳 化
图1 普 通 乳 化 沥 青 生 产 流 程
生产 普通乳 化 沥青 时 , 常见 的设 备均可 生产 , 并
且技 术简 单 , 施 工单 位 即可掌 握 。而 生 产 S B R 改 性 乳 化沥青 时 , 对 设备 的要求 较 高 , 并 且 有 严 格 的 生 产 工艺 , 能够 内掺 法 生 产 的 厂 家 不 多 , 大多采用# t - 掺
乳 化 沥青 经 过 近 几十 年 的推 广 , 其 品 种 规 格 已
改性乳化沥青纤维同步碎石封层技术探讨

改性乳化沥青纤维同步碎石封层技术探讨
随着我国经济的不断增长,公路运输承担了越来越重要的责任,所以公路质量的好坏直接关系到服务水平。
目前,我国大多数公路进入了养护维修阶段,如果公路得不到及时的养护和维修,将会直接影响到行车的安全。
因此在出现早期病害的路段采用合适的预防性养护措施,能够起到良好的效果。
现有的公路预防性养护措施主要有稀浆封层、微表处、同步碎石封层和表面处治等,其中改性乳化沥青纤维同步碎石封层技术具有良好的抗滑性能和防水性能以及较高的实用价值,有效地延长了道路的使用寿命。
纤维碎石封层在施工过程中,将纤维通过专门的工艺进行切割,保证纤维在沥青混合料中能够均匀分布,与沥青混合料相互衔接在一起,形成网络结构,这一层网络结构具有较高的弹性和强度,能够有效分散路面的受力。
改性乳化沥青纤维同步碎石封层的优势
吸收应力
改性乳化沥青纤维同步碎石封层具有鲜明的网络结构,同时纤维材料自身的抗拉度和弹性都比较强,能够在很大程度上提高普通的改性沥青同步碎石封层的强度,提供更好的抗拉和抗剪应力。
这一优势主要体现在公路的大修、重铺工程中,将改性乳化沥青纤维同步碎石封层铺设到新旧两层路面中间,利用纤维同步碎石封层自身的网状结构优势,分散路面所受应力,并均匀地向外分散,减少路面在行车荷载作用下产生的局部应力集中现象,减缓了反射裂缝的发生和发展,减少下层所受到。
A5青、SBS改性沥青、重交沥青技术性能比较

TLA、TLA改性沥青、SBS改性沥青、重交沥青技术性能比较TLA非常坚硬(针入度1-4,软化点93-99℃),结构稳定(最高至500℃)。
从而使湖沥青有独特的特点和使用性能。
科研工作者们曾尝试通过在石油中混入极细小的填充物,以制作“合成湖沥青”,但最终失败了。
TLA的物理性能精制湖沥青精制湖沥青中的地沥青的性质被英国征服。
1962年独立,并成为英联邦成员国。
特立尼达湖沥青是世界上最大的可作为商业用途的天然沥青矿。
据说该矿最早是在1595年三月由沃尔特•罗利爵士(SirWalterRaleigh)发现的。
1617年他再次考察该湖时,在日记中首次记录了对该湖的描述。
他不叫其为“湖”而称其为“平原”。
他加以解释说。
整个地区遍地都是沥青,四处横溢,流向大海。
TLA沥青湖深90米,周长36公顷(360,000平方米)。
贮量约有1千万至1千5百万吨。
湖中心不断喷出天然气和沥青浆,湖中的沥青呈半固体、乳化状,但湖的表面又很硬,该湖的成因至今未完全揭露,比较科学的推测是:该沥青湖底部为一火山口,常年保持一定的高温,火山口附近蕴藏着丰富的石油资源,在以几千万年计的长时间内,在地壳压力与温度的作用下形成的。
由于该沥青是在低温下完全充分氧化而形成的,且作用时间长、分子量大、聚合度高、不含油及蜡成分,因而它具有软化点高、热稳定性好、抗氧化能力强、耐油、耐酸碱性能等及其宝贵的特性。
该湖被认定为世界奇观之一。
人们最初尝试使用特立尼达湖沥青时只是在海岸边或海岸附近捞出大量沥青。
罗利本人就是使用过这种沥青修补其船只的裂缝,他发现修补的效果极佳。
人们反复尝试利用这种沥青的独一无二的特点,亦曾尝试应用于其它方面的用途。
然而,直到1888年由美英商人成立千里达沥青公司(TrinidadAsphaltCompany),这种简单的利用才真正发展到商业性的水平,从那时起,这种沥青成为修筑路面的首选材料,使用量急剧上升。
1870年德士美公司(E.J.DeSmedt)使用特立尼达湖沥青在美国新泽西州的纽华市铺设了第一条沥青道路。
2019中国公路学会科学技术奖提名公示

2019年度中国公路学会科学技术奖提名公示养护型沥青乳化剂的研制及应用研究公示信息1 项目名称:养护型沥青乳化剂的研制及应用研究2 项目简介本项目从目前养护需求出发,针对性的研发出养护型系列乳化剂,制备出满足超薄罩面、微表处和厂拌冷再生等养护工程用乳化沥青,并结合室内试验与工厂小试,建成了生产线。
结合试验路实施和路用性能的检测,确定系列养护型乳化剂及其乳化沥青的使用指南,并编写技术指南和陕西省地方标准。
主要科技内容如下:(1)研发出三个养护型沥青乳化剂产品。
(2)提出了室内模拟夏季高温施工条件的微表处混合料拌和方法。
改进了乳化沥青厂拌冷再生混合料配合比设计方法,鉴于试件成型后的养生条件不同会直接影响乳化沥青冷再生混合料最终的强度。
推荐采用常温下养生23h,用塑料袋将试件密封起来,15℃水浴养生1h的方式养生干湿劈裂强度的试件。
(3)编制了技术指南《陕西省微表处路面施工技术指南》和陕西省地方标准《公路沥青路面乳化沥青厂拌冷再生技术规范》(DB 61/T 1144-2018)及《沥青路面微表处设计与施工技术规范》(DB 61/T 1154-2018)。
(4)授权专利10项(其中发明专利1项),发表论文11篇。
(5)养护型沥青乳化剂材料和技术的应用及推广。
经合室内试验与工厂试验,建设了集试验、研发、生产、检测于一体的生产基地,项目累计投资超过100万元。
该成果在全国多个省市,30多个工程项目,20多家企业推广应用。
该成果在各类培训及交流会议上累计培训工程技术人员800人次以上。
该成果经济、社会效益显著。
对我省自主研发、生产养护型沥青乳化剂有巨大的促进作用,研制的BE-Q型乳化剂填补了可生产超薄磨耗层粘层用改性乳化沥青的乳化剂国产化的空白。
主要创新如下:(1)研制的BE-Q型乳化剂可以生产超薄磨耗层粘层用改性乳化沥青,填补了这类乳化剂国产化的空白。
BE-SS乳化剂可用于生产冷再生用乳化沥青,较国内其他产品,具有生产无需调酸、破乳慢等特点。
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改性方式对乳化沥青性能的影响
乳化沥青是将基质沥青热熔,经机械分散以细小沥青微粒分散在含乳化剂的水溶液中形成液态沥青材料,乳化沥青的乳化颗粒粒径约为1~10um。
CRTSI型板式无砟轨道结构用水泥乳化沥青砂浆采用阳离子型乳化沥青,为了改善水泥乳化沥青砂浆的弹韧性和耐久性常采用聚合物来改性沥青。
乳化沥青的改性方式主要有两种:外掺法和内掺法。
外掺法是先制作出普通乳化沥青,再在普通乳化沥青中加人聚合物胶乳改性剂,混合搅拌制备而成,聚合物乳液通常为CR乳液、SBR乳液以及丙烯酸类乳液等。
内掺法是先在热沥青中掺人橡胶、塑料等聚合物和其它助剂,经混合均匀、并发生一定的聚合物与沥青间的反应,得到聚合物改性沥青,然后再经乳化工艺生产改性沥青乳液,内掺法常采用的聚合物是SBS。
国内外已有很多关于改性剂对沥青性能影响的研究。
冯雷雷等以丁苯(SBR)胶乳为改性剂,选用了三种不同乳化剂来配制SBR改性乳化沥青,并测试了SBR改性乳化沥青的各项性性能的影响。
王红等研究了对改性沥青进行乳化和对乳化沥青进行改性,并对其生产工艺、乳化设备和稳定性进行了研究。
何会成等比较了掺1.8%SBS改性乳化沥青和掺3%SBR改性乳化沥青的性能,试验结果表明,两者的针人度和5d贮存稳定性相近,前者软化点高,后者5℃延度更高。
毛宇等研究了SBR 胶乳改性剂对改性乳化沥青的黏度和其残留物的针入度、软化点及延度的影响。
研究改性方式对乳化沥青性能的影响是相当必要的,这主要是因为乳化沥青是水泥乳化沥青砂浆的重要组成材料之一,其性能直接影响到水泥乳化沥青砂浆的性能。
本文以乳化沥青体系作为研究对象,通过
试验研究不同改性剂掺量对SBR外掺和SBS内掺改性乳化沥青性能的影响。
试验
原材料
采用70#基质沥青,一种先用SBS进行改性,再对改性沥青进行乳化;另一种先进行乳化,再在乳化沥青中掺入SBR胶乳搅拌均匀。
乳化沥青均为阳离子型,固含量控制在60%左右。
试验方法
针人度、软化点、延度和恩格拉黏度的测试均按照JTGE20—2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行。
平均粒径采用激光粒度分析仪测试,平均粒径均指的是体积平均直径。
试验结果与分析
针入度
针人度是测定沥青稠度的一种指标,针人度越小则表示沥青的稠度越大。
人度值降低,且掺SBS的降低幅度更大。
普通乳随着改性剂掺量的增加,乳化沥青残留物的针人度值降低,且掺SBS的降低幅度更大。
普通乳化沥青针人度为721/10mm,掺人4%SBR的针人度为681/10mm,掺人4%SBS的针人度为591/10mm。
针入度值减小意味着沥青改性后的稠度增大,且SBS的影响更大。
软化点
软化点既可以反映沥青的感温性,也是其黏度的一种量度方法,还可以用来评价沥青的高温稳定性。
软化点越高则沥青的耐热性能越好,也就是温度稳定性越好。
普通乳化沥青软化点为49℃,掺入4%SBR 的软化点为55℃掺入4%SBS的软化点为60℃。
随着改性剂掺量的增加,改性乳化沥青残留物的软化点增大,各个掺量下掺SBS的软化点要高于掺SBR的。
由于改性剂分子量大,掺入沥青后使得改性沥青平均分子量增大,而且改性剂的大分子在沥青中起着缠绕作用,因而沥青的高温性能增强。
延度
延度反映沥青的柔靭性,延度越大,沥青的柔韧性越好。
普通乳化沥青5℃延度约为0cm,掺人4%SBR的5℃延度为94cm,掺人4%SBS的5℃延度为32cm。
随着改性剂掺量的增加,改性乳化沥青残留物的5℃延度增大,且掺人SBR的5℃延度增大幅度更大。
乳化沥青的低温延度大,则沥青的低温抗裂性得到提高。
改性剂的分子量与沥青相差太大,在低温下由于沥青硬而改性剂相对较软,胶粒的变形拉伸起到一定程度的增初增塑作用,降低了整体材料的脆性,使得低温性能得到改善。
相对SBS,SBR能显著提高沥青的低温变形能力。
恩格拉黏度
恩格拉黏度是评价沥青性能的一个常用指标,它代表了乳化沥青的粘稠状态,直接影响到改性乳化沥青的施工及粘附性能。
普通乳化沥青黏度为3.13,掺人4%SBR的恩格拉黏度为3.51,掺人4%SBS的恩格拉黏度为5.3。
随着改性剂掺量的增加,改性乳化沥青的恩格拉黏度增加,掺SBS对乳化沥青的恩格拉黏度影响较大。
平均粒径
乳化沥青的粒径直接影响到乳化沥青乳液的稳定性和破乳速度。
普通乳化沥青的平均粒径为 1.705um掺人4%SBR的平均粒径为1.432um,掺入4%SBS的平均粒径为5.213um。
随着SBS掺量的增加,沥青乳液的平均粒径增加,而SBK的掺入对乳化沥青平均粒径的影响较小。
SBS掺量增加,SBS改性沥青的乳化难度增大,且SBS的分子量大,乳化后的平均粒径随着SBS掺量的增加而逐渐增大。
结论
a)随着改性剂掺量的增加,改性乳化沥青残留物的针人度减小,且掺SBS的降低幅度更大。
b)随着改性剂掺量的增加,改性乳化沥青残留物的软化点增大,且掺SBS的增大幅度更大。
c)随着改性剂掺量的增加,改性乳化沥青残留物的5℃低温延度增加,掺SBR能使5℃低温延度显著增大。
d)随着改性剂掺量的增加,改性乳化沥青的恩格拉黏度增加,相比于SBR改性乳化沥青,SBS改性乳化沥青的恩格拉黏度增大更明显。
e)随着改性剂掺量的增加,掺SBS改性乳化沥青的平均粒径增大,而SBR对平均粒径的影响较小。