精品專業(yè)論文文獻(xiàn) 微表處聚合物改性乳化瀝青性能研究

1、微表處聚合物改性乳化瀝青性能研究微表處聚合物改性乳化瀝青性能研究 摘要：利用丁苯（sbr）膠乳和氯?。╟r）膠乳分別制備不同比例復(fù)合改性乳化瀝青，分別測(cè)定了改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物的軟化點(diǎn)、針入度和延度等指標(biāo)；并分別拌制用于微表處的稀漿混合料，通過(guò)濕輪磨耗（wtat）和負(fù)荷輪轍（lwt）試驗(yàn)的濕輪磨耗值和輪轍變形率分析復(fù)合改性對(duì)稀漿混合料路用性能的影響。結(jié)果表明，對(duì)蒸發(fā)殘留物指標(biāo)和稀漿混合料的路用性能而言，復(fù)合改性效果優(yōu)于同劑量的單一改性效果，說(shuō)明高聚物復(fù)合改性并非簡(jiǎn)單疊加作用，而具有協(xié)同作用。 關(guān)鍵字：改性乳化瀝青；復(fù)合改性；路用性能 abstract: the use of sbr (sbr

2、) latex and chloroprene(cr) rubber latex were prepared with different proportion of compound modified emulsified asphalt, the softening point of modified asphalt emulsion evaporation residue, the penetration and ductility indexes were determined respectively; and mixing to form slurry mixture, by we

3、t wheel wear (wtat) and load (lwt) of wheel rut test wtat value rate analysis of compound modification on slurry performance influenced by deformation and wheel rut. the results show that, the evaporation residue index and slurry mixture road performance, composite modification effect is better than

4、 the same dose of a single modification effect, that polymer composite modification is not the simple superposition, but it has a synergistic effect. key words: modified emulsified asphalt; modified; road performance 中圖分類號(hào)：tv442+.2 前言 改性乳化瀝青具有優(yōu)越的路用性能及環(huán)保特性，已在粘層、透層、微表處以及路面再生等道路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)工程中得到廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，由于丁苯橡

5、膠（sbr）膠乳、氯丁橡膠（cr）膠乳、聚乙酸乙烯-乙烯酯（vae）膠乳用作改性乳化瀝青的效果較好而且制備方法簡(jiǎn)單，應(yīng)用非常廣泛。由于生產(chǎn)及使用方便，而且性能穩(wěn)定，我國(guó)目前運(yùn)用的改性乳化瀝青主要是sbr、cr等單一改性劑產(chǎn)品。這種單一改性劑的改性乳化瀝青往往只存在某一方面的性能優(yōu)勢(shì)，其綜合性能往往欠佳。隨著改性乳化瀝青越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，對(duì)其高低溫等綜合性能的要求越來(lái)越高。近年來(lái)，人們?cè)絹?lái)越重視復(fù)合改性乳化瀝青的研究和開發(fā)，但對(duì)于復(fù)合改性瀝青的性能和復(fù)合機(jī)理研究仍相對(duì)較少，對(duì)聚合物改性劑復(fù)合改性行為有待進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。本文主要研究改性劑sbr和cr不同比例對(duì)改性乳化瀝青的基本指標(biāo)及路用性能的影響，以

6、期為復(fù)合改性乳化瀝青提供參考。 1、試驗(yàn)材料及方法 1.1試驗(yàn)材料 瀝青采用蘭煉ah-90#重交道路石油瀝青；乳化劑為市售陽(yáng)離子乳化劑1631、1831、椰子油丙烯二胺及非離子乳化劑op自行復(fù)配而成；助劑為nh4cl、聚乙烯醇、鹽酸等。 為了與陽(yáng)離子乳化瀝青相容而不發(fā)生破乳凝結(jié)，改性劑sbr膠乳和cr膠乳均為市售陽(yáng)離子型，按照表1中的比例制備改性乳化瀝青。 表1 改性劑復(fù)配比例 1.2 改性乳化瀝青制作工藝 本試驗(yàn)用上?！巴睢备呒羟谢旌先榛瘷C(jī)，采用邊乳化邊改性的方式，將cr和sbr膠乳按一定配比加入乳化劑溶液中配制乳化液，用鹽酸調(diào)節(jié)ph值為24，然后在高速剪切的條件下緩慢加入熱瀝青，剪切81

7、0min，具體工藝如圖1所示。 圖1工藝流程圖 2、結(jié)果分析及討論 目前，對(duì)于改性乳化瀝青的性能評(píng)價(jià)主要有兩種方法：（1）測(cè)試其蒸發(fā)殘留物的物理指標(biāo)；（2）模擬工程應(yīng)用，測(cè)試其路用性能的優(yōu)劣。本文從這兩個(gè)方面比較改性劑含量相同的cr改性乳化瀝青、sbr改性乳化瀝青以及不同比例的復(fù)合改性瀝青的性能差異。 2.1 蒸發(fā)殘留物指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果分析 改性劑含量（固含量）為5%的改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物的軟化點(diǎn)、針入度和延度指標(biāo)如圖2所示。 （a）軟化點(diǎn) （b）針入度 （c）延度 圖2 不同改性劑比例的改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物指標(biāo) 由圖2的試驗(yàn)結(jié)果可知： （1）添加改性劑后改性乳化瀝青的蒸發(fā)殘留物的軟化點(diǎn)、針入

8、度指標(biāo)比基質(zhì)瀝青都有較大改善。但對(duì)于改性劑的總劑量均為5%，僅僅配比不同時(shí)，改善的幅度均不相同。隨著改性劑中cr比例的增大，蒸發(fā)殘留物的軟化點(diǎn)先呈逐漸上升趨勢(shì)，當(dāng)mcr:msbr為1.53.5時(shí)達(dá)到最大值，然后逐漸降低；針入度的變化趨勢(shì)則和軟化點(diǎn)相反，先減小后增大，最小值為cr與sbr按1.53.5復(fù)合改性。 （2）對(duì)于延度而言，復(fù)配后的指標(biāo)比sbr單一改性有所降低，但比cr單一改性時(shí)高，這是因?yàn)閟br最突出的優(yōu)點(diǎn)就是低溫延度大、耐寒性好，加入cr后改變了原來(lái)的狀態(tài)，使低溫延度略有降低。由以上試驗(yàn)結(jié)果可以得出，改性劑的復(fù)配對(duì)改性乳化瀝青性能的影響并不是簡(jiǎn)單的線性疊加，而是產(chǎn)生了改性劑復(fù)配后的綜

9、合效應(yīng)。 2.2改性劑不同配比對(duì)路用性能指標(biāo)的影響分析 改性乳化瀝青用量最大的是稀漿封層和微表處路面養(yǎng)護(hù)工程，本文將改性乳化瀝青拌制稀漿混合料，制作試件養(yǎng)生后進(jìn)行濕輪磨耗（wtat）和負(fù)荷車轍（lwt）試驗(yàn)。濕輪磨耗試驗(yàn)是檢驗(yàn)稀漿混合料質(zhì)量的重要項(xiàng)目，浸水1h濕輪磨耗值可以評(píng)價(jià)混合料耐磨耗能力，浸水6d的wtat值還可以反映混合料抵抗水損害的能力?；旌狭系哪湍ズ哪芰涂顾畵p害能力越強(qiáng)，wtat值就越小。負(fù)荷車轍試驗(yàn)，即采用負(fù)荷輪試驗(yàn)儀，用條形試樣在車輪碾壓后單位寬度上的側(cè)向變形率和單位厚度的車轍深度率評(píng)價(jià)混合料的抗車轍能力。微表處混合料抗車轍能力越強(qiáng),側(cè)向變形率和車轍深度率越小。按表2所示的集

10、料拌制混合料（對(duì)應(yīng)的編號(hào)如表3所示），進(jìn)行濕輪磨耗和負(fù)荷車輪試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分別見圖3、圖4所示。 表2試驗(yàn)所用集料基本情況 圖3不同改性劑比例的濕輪磨耗值 由圖3試驗(yàn)結(jié)果可以看出，不同比例改性劑改性乳化瀝青混合料的濕輪磨耗值都比未改性時(shí)顯著降低，但幅度不同。其中mcr:msbr為14、1.53.5、2.52.5的m2、m3、m4混合料浸水1h濕輪磨耗值最小，但這幾種混合料浸水6d濕輪磨耗值差別不大，但仍是m2和m3混合料的最小。這說(shuō)明復(fù)合改性乳化瀝青混合料的抗磨耗性能和抗水損害性能比單一改性時(shí)有所增強(qiáng)。 a）側(cè)向變形率b）車轍深度率 圖4負(fù)荷車輪試驗(yàn)結(jié)果 從圖4可以得出，對(duì)于未改性的m0混合料

11、，單位側(cè)向變形率為6.3，車轍深度為7.5，改性后的這兩個(gè)性能指標(biāo)都有較明顯的改善。不同比例改性劑的混合料側(cè)向變形率和車轍深度率的變化趨勢(shì)基本一致，均是先減小后增加。其中m2和m3混合料的側(cè)向變形率最小，改善率都在 65%以上；m2、m3和 m4混合料的車轍深度率最小，改善率在68%以上。由此可見，改性劑復(fù)配比例mcr:msbr為14、1.53.5、2.52.5時(shí)抗車轍能力顯著增強(qiáng)。 綜上所述，改性劑cr和sbr復(fù)配后，無(wú)論是改性乳化瀝青的蒸發(fā)殘留物指標(biāo)還是用其拌制的稀漿混合料的性能指標(biāo)都有不同程度的提高，但隨著配比的不同也存在著性質(zhì)差異。 3、結(jié)束語(yǔ) （1）由于改性劑自身性能的限制，單一改性劑的改性乳化瀝青的性能存在一定的局限性，從蒸發(fā)殘留物指標(biāo)和稀漿混合料路用性能指標(biāo)來(lái)看，應(yīng)用復(fù)合改性乳化瀝青的高低溫綜合性能優(yōu)于單一改性乳化瀝青，對(duì)于本文制備的改性劑為5%的改性乳化瀝青而言兩種改性劑的最佳比例為mcr:msbr=1.53.5。 （2）改性劑的改性作用依賴于高聚物分子鏈的纏繞及分散狀態(tài)，其復(fù)合改性效果并不是線性疊加關(guān)系，而是互相作用，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)性能的綜合改善。 參考文獻(xiàn) 1沈金安,李福普. 改性乳化瀝青在高速公路瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用前景j.石油瀝青,2000,(1):33-43. 2王