Review of emulsified asphalt modification mechanisms and performance influencing factors

In recent years,with the improvement of the requirements of road performance,modified emulsified asphalts with better performance has gradually replaced the emulsified asphalt and become the primary material for road maintenance.This paper introduces the modified emulsified asphalt materials commonly used in pavement maintenance projects,definitions and modified mechanisms of polymerized styrene butadiene rubber(SBR)modified emulsified asphalt,styrene butadiene styrene block polymer(SBS)modified emulsified asphalt and waterborne epoxy resin(WER)modified emulsified asphalt are summarized.The analysis focused on comparing the effects of modifiers,preparation process,auxiliary additives,and other factors on the performance of modified emulsified asphalt.In this paper,it is considered that the greatest impact on the performance of emulsified asphalt is the modifier,emulsifier mainly affects the speed of breaking the emulsion,stabilizers on the basic performance of emulsified asphalt evaporative residue is small;and when the modifier is distributed in the asphalt in a network,the dosage at this time is the recommended optimum dosage.Finally,this study recommends that in the future,the polymer-asphalt compatibility can be improved through composite modification,chemical grafting and other methods to continue to develop broader applicability and better performance of modified emulsified asphalt.

改性剂对乳化沥青油水界面稳定性影响的分子模拟

【目标】为从分子层面研究乳化剂及改性剂自身结构对乳化沥青稳定性影响。【方法】选取以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为代表的阳离子乳化剂和丁苯橡胶(SBR)与聚氨酯(PU)两种改性剂,利用分子动力学模拟软件分别构建乳化沥青与改性乳化沥青模型,通过模拟在乳化剂不同掺量下及掺加改性剂分子后,乳化沥青界面形成能、界面层厚度、扩散系数等参数的基础之上,分析乳化剂分子和改性剂特征基团倾斜角变化,研究改性剂对乳化剂分子在油水界面伸展性的影响,并利用宏观试验测试乳化沥青1 d存储稳定性,对模拟结果进行验证。【结果】在阳离子乳化剂CTAB分子掺量为15%时,界面稳定性最强;SBR和PU两种改性剂的引入均会对油水界面稳定性造成一定程度的影响;复配SBR与PU两种改性剂,再与CTAB分子相互作用时,油水界面稳定性能优于单一改性剂所产生效果。【结论】同时,乳化剂疏水尾链与改性剂特征基团在油水界面的倾斜角大小也可以有效表征其稳定性,即较大的倾斜角使界面抗破坏能力增强,有利于提高界面稳定性;模拟所得结论与宏观试验结果基本一致,验证了该模拟方法的可行性。

稀浆封层施工技术在公路路面养护中的应用

为研究稀浆封层技术在公路路面养护中的应用效果,结合实际项目,通过合理选择材料及湿轮磨耗试验、负荷轮粘砂试验、车辙变形试验,确定改性乳化沥青稀浆封层混合料的路用性能及最佳油石比为6.5%,经稀浆封层养护后,通过平整度、抗渗性、抗滑性测试检验了其养护效果。结果表明,路面的平整度、抗渗性、抗滑性比养护前分别提升了约25.20%、94.36%、43.84%,效果良好。

微表处用水性树脂基改性乳化沥青流变性能

机场道面微表处技术养护品质依赖于其胶结材料性能,为明确水性树脂聚合物掺量对微表处用改性乳化沥青流变特性的影响,制备了微表处用WER/WPU改性乳化沥青与WER/WPU/EVA改性乳化沥青,借助动态剪切流变试验、线性振幅扫描试验和弯曲梁流变试验,探明了不同水性树脂聚合物掺量下改性乳化沥青高温抗变形能力、中温疲劳性能与低温蠕变特性,对比分析了WER/WPU改性乳化沥青与WER/WPU/EVA改性乳化沥青的流变性能,并与现有研究中改性乳化沥青的抗变形、抗开裂能力进行了对比评价。结果表明:掺加树脂聚合物后乳化沥青材料的高温抗变形能力、中温疲劳寿命以及低温柔韧性得到有效提升,提升幅度随水性树脂聚合物掺量增加而提高;WER/WPU/EVA-15改性乳化沥青高温抗变形性能略优于WER/WPU-15改性乳化沥青,但其疲劳特性与低温抗裂性较WER/WPU-15改性乳化沥青略低。文中所研制的树脂基改性乳化沥青具有显著的先进性。

基于响应曲面法的WER-SBR复合改性乳化沥青性能研究

为了定量分析水性环氧树脂(WER)和丁苯橡胶乳液(SBR)对乳化沥青性能的影响,并优化其配合比设计。基于响应曲面法设计了三因素三水平正交试验并以WER掺量、SBR掺量及固化温度为试验变量,以三大指标、车辙因子以及S/m值作为响应指标,利用Box-Behnken模型进行WER-SBR复合改性乳化沥青试验设计,并对试验结果进行回归分析。结果表明:WER能显著提高乳化沥青的高温性能,而低温性能的改善主要得益于SBR的低温柔韧性,固化温度对各响应指标的影响均呈现先增加后减小的变化趋势;当WER掺量为16%,SBR掺量为4%,固化温度为70℃时综合性能最优,其三大指标均满足规范值,高低温性能均优于单一改性乳化沥青和基质乳化沥青;实际试验值与预测值误差均不超过1%,表明改性剂掺量及固化条件可以利用响应曲面法进行设计、优化、预测,且结果具有一定的可靠度。

半柔性路面改性乳化沥青灌浆料制备及其性能研究

传统水泥基灌浆料易开裂,限制了半柔性路面材料的应用。使用改性乳化沥青增强灌浆料的性能,并对沥青混合料的路用性能进行分析。通过响应面法确定改性乳化沥青灌浆料(SGM)的最优沥灰比、水灰比和基体沥青混合料的最佳空隙率,并采用扫描电镜分析SGM的微观形貌。响应面分析结果表明:基体沥青混合料最佳空隙率为25.75%,SGM最优沥灰比为0.07,水灰比为0.33。扫描电镜测试结果显示,改性乳化沥青均匀填充于棒状水化产物空隙中,两者交互连接,增强了灌浆料的柔韧性,半柔性沥青混合料的灌浆饱满度基本不受影响,低温抗裂性提升了45%。

老化条件下聚丙烯纤维改性乳化沥青及其微表处混合料性能分析

为探究老化条件下聚丙烯(polypropylene,PP)纤维改性乳化沥青及其微表处混合料的性能,以丁苯橡胶(SBR)改性乳化沥青为黏结剂,PP纤维为改性剂,对不同老化条件下改性乳化沥青结合料蒸发残留物的流变性能展开研究,通过湿轮磨耗试验、车辙变形试验和低温劈裂试验探究5 d和12 d老化条件对微表处混合料路用性能的影响.研究结果表明:老化条件下改性乳化沥青结合料蒸发残留物的车辙因子和应力敏感性均随老化时间延长而增大,其高温抗车辙能力提升,而承受荷载变化下的弹性恢复能力下降.在2.5%应变幅值时,相较于未改性的乳化沥青,老化后PP纤维改性乳化沥青结合料蒸发残留物的疲劳寿命提高,抵抗疲劳损伤的能力提升明显.在0.2%PP纤维掺量下老化后微表处混合料的黏聚力提升11%,1 h及6 d湿轮磨耗值分别降低32%及25%,轮辙变形率降低46%,低温劈裂抗拉强度提升16%,微表处混合料路用性能得到提升.

不同养生龄期下VAE改性乳化沥青冷再生混合料的路用性能

乳化沥青冷再生技术应用于道路工程时,常因养生龄期的限制和冷再生混合料自身水稳定性不足导致出现各种路面病害。以提高冷再生混合料的水稳定性为出发点,采用一种新型的改性剂醋酸乙烯-乙烯共聚物(VAE)对乳化沥青进行改性;探究VAE改性乳化沥青冷再生混合料在较长养生期间其路用性能的变化规律,以普通乳化沥青冷再生混合料为参照,采用干湿劈裂试验、冻融劈裂试验、20℃肯塔堡飞散试验、车辙试验和-10℃弯曲试验综合分析VAE改性乳化沥青冷再生混合料的路用性能,并从微观角度分析VAE改性乳化沥青冷再生混合料性能提升的机理。试验与分析结果表明:养生3~7 d是乳化沥青冷再生混合料发育形成强度的关键阶段;无论从水稳定性、抗剥落性方面还是高低温性能方面,VAE改性乳化沥青混合料的各项性能均优于普通乳化沥青冷再生混合料,具有推广应用价值。

水性环氧-SBR乳化沥青微表处混合料路用性能研究

以水性环氧树脂(WER)和丁苯(SBR)胶乳为乳化沥青改性剂,制备水性环氧-SBR乳化沥青(WESEA),采用蒸发残留物三大指标、旋转黏度、水煮法、湿轮磨耗试验、冻融循环试验、轮辙变形试验,探究水性环氧掺量对WESEA胶结料及其微表处混合料路用性能的影响。结果表明:WESEA胶结料高温性能、黏度与黏附性均随着水性环氧掺量增加而提升;当水性环氧掺量为10%时,WESEA微表处混合料1h湿轮磨耗值、6d湿轮磨耗值分别较SBR改性乳化沥青微表处混合料降低50.2%、44.0%,宽度变形率降低了41.8%;WESEA微表处混合料的耐磨性、抗水损能力以及抗车辙性能均优于SBR改性乳化沥青微表处混合料。

水性环氧树脂改性乳化沥青在公路养护中的应用研究

乳化沥青常用于公路表面修补和预防养护。普通的乳化沥青粘接强度较低,在低温下较脆并且强度成型慢,必须在提高养护效果和施工效率方面进行针对性地改性。研究利用相反转法,以非离子型乳化剂聚氧乙烯醚为表面活性剂制备水性环氧树脂乳液,并将该乳液用于改性乳化沥青。对得到的水性环氧树脂乳化沥青进行稳定性能、粘接性能和低温性能测试,结果表明:试样品储存30 d不发生破乳,粘接性能比未改性的乳化沥青提高10倍,低温抗劈裂强度为未改性乳化沥青的2.3倍。为水性环氧树脂改性乳化沥青对寒冷天气下公路的防裂养护提供了参考。

改性乳化沥青冷再生技术及设备改进分析

在我国经济建设稳步推进的背景下,交通运输线路肩负着重要的功能作用,为解决路面损坏的问题,缓解其对于出行与运输安全造成的阻碍,该文提出改性乳化沥青冷再生技术的应用,其作为一种新型的路面翻修施工技术具有显著的优势。通过对改性乳化沥青冷再生技术的分析,对该技术工艺与设备进行全面了解,由此得出改性乳化沥青冷再生技术及设备改进具体性能结论,为沥青路面施工创造出更好的经济效益。

高RAP掺量SBS改性乳化沥青冷再生混合料的性能影响因素研究

为了改善高RAP掺量带来的冷再生混合料性能下降问题,研究了采用SBS改性乳化沥青作为再生沥青的冷再生混合料的设计及其性能。设计并制备了不同RAP掺量的冷再生混合料,并研究了水泥掺量、沥青用量、养护方式等因素对混合料力学强度、高温稳定性和抗水损害能力的影响规律。试验结果表明,在冷再生混合料设计中,RAP掺量越高,最佳含水量越高,最佳乳化沥青掺量越低。尽管RAP掺量的增加会导致混合料力学强度和高温性能的降低,但掺量在88%以内的冷再生混合料的各项性能均能满足再生规范要求,证明SBS改性乳化沥青有效改善了高RAP掺量下冷再生混合料性能不足的问题。水泥含量的增加会提高冷再生混合料的强度和耐久性,而沥青用量的增加使混合料的各项性能先提高后降低。

常温水性聚氨酯改性乳化沥青制备工艺

为优化常温条件下水性聚氨酯改性乳化沥青制备工艺,本文采用水性聚氨酯作为改性剂,探究剪切时间、剪切速度对水性聚氨酯改性乳化沥青性能的影响。利用单因素法测定不同制备参数条件下的蒸发残留物的三大性能指标,分析不同因素对沥青性能的影响,确定最佳制备工艺流程及参数。结果表明,水性聚氨酯在常温条件下能有效提高基质沥青性能,且制备条件简单,可作为一种新型路面材料应用到道路建设过程中。

沥青纤维碎石封层在高速公路养护中的应用分析

文章结合工程实际,选取了SBS改性乳化沥青、玻璃纤维和玄武岩碎石作为封层原材料,针对原材料特点总结并提出了沥青纤维碎石封层施工工艺。测试结果表明,采用沥青纤维碎石封层对路面进行铺筑和养护后,路面的抗滑性能提高,渗水性能下降。采用沥青纤维碎石封层施工,对推动公路养护技术的发展、延长路面使用寿命具有较好的效果。

水性环氧树脂复合改性乳化沥青固化行为及性能研究

单一改性剂对乳化沥青改性性能存在不足,复合改性已成为当前乳化沥青改性的重点研究方向。本工作采用水性环氧树脂(WER)和丁苯橡胶(SBR)胶乳对成品乳化沥青进行复合改性,分析WER掺量对复合改性乳化沥青的储存稳定性、固化速率、粘结性能和与集料黏附性等影响,建立了固化时间-拉拔强度-与集料黏附性等级的相关性,基于数字化呈现方式分析复合改性乳化沥青的荧光显微图,研究了复合改性乳化沥青的微观形态和红外特征。结果表明:随着WER掺量的增加,复合改性乳化沥青固化时间变短,而拉拔强度和与集料黏附性均有所提高,且三者之间具有较高的非线性相关性;但当水性环氧树脂掺量达到15%时,其性能变化规律变得不稳定。且随着WER掺量持续增加,复合改性乳化沥青的储存稳定性和相容性会变差;环氧树脂在复合改性乳化沥青中的微观分布比例随着WER掺量的增加而提升,但其分布均匀性急剧变差。综合性能与经济性考虑,可选择6%~9%掺量的WER对乳化沥青复合改性。

水性聚合物改性沥青防水涂料的制备及性能研究

选用马来酸酐(MAH)和SBS作为沥青改性剂制备MAH接枝SBS改性沥青,然后再乳化得到改性乳化沥青,并将其与聚合物乳液、填料及各种助剂进行复配制得水性聚合物改性沥青防水涂料。结果表明:当反应6 h后,顺酐化沥青接枝率最高;随着SBS掺量增加,MAH接枝SBS改性沥青的软化点、针入度、黏度、拉伸性能以及低温性能均有所提高,且形成连续网状结构,考虑成本和乳化工艺因素,建议SBS掺量为5%;制备的改性乳化沥青放置6个月后储存稳定性仍达到96.7%;当聚合物乳液用量为30%时,防水涂料表现出较好的耐高低温性能及力学性能;云母粉能够明显降低涂料吸水率,无机类增稠剂硅酸镁铝能有效降低涂膜吸水率且能保持良好的抗流挂性和稳定性,聚醚改性有机硅类消泡剂能起到很好的消泡效果,当用量为0.2%时,涂膜表面光亮平整。

“一次冷混合”丁苯橡胶改性乳化沥青的制备方法与性能评价

为了改善基于“一次冷混合”工艺乳化沥青的性能,采用丁苯橡胶(SBR)作为乳化沥青改性剂,制备出符合工程要求的SBR改性乳化沥青。通过进行常规性能试验和储存稳定性试验,研究了不同改性剂掺量(1%、2%、3%、4%)对乳化沥青性能的影响。此外,利用动态剪切流变仪(DSR)进行了改性乳化沥青蒸发残留物温度扫描试验,分析了不同改性剂掺量下乳化沥青残留物的高低温流变性能。研究结果表明,在SBR掺量增加的情况下,改性乳化沥青的针入度逐渐减小,软化点逐渐增大,沥青乳液的储存稳定性降低。这说明SBR的加入可以改善乳化沥青的高温性能,但过高的SBR掺量会对其工作性能产生不利影响。高温流变试验结果表明,随着SBR掺量的增加,改性乳化沥青残留物的复数模量和抗车辙因子逐渐提高,沥青的高温流变性能增强,疲劳因子也有所增加,说明SBR能够改善乳化沥青的流变性能、弹性特征及抗变形能力。低温流变试验表明,掺入少于3%的SBR可以提高沥青的低温性能。综合考虑各性能影响因素,建议将SBR的掺量控制在3%以下。

直投式SBS胶乳改性乳化沥青的性能与工程应用研究

文中使用高黏胶乳对乳化沥青改性,结合单粒径玄武岩成型了单粒径超黏磨耗层,并研究其路用性能。研究结果表明:基质沥青和乳化剂的最佳配方为齐鲁A-70(A3)和BE-2(E1),胶乳的单、复掺改善了乳化沥青蒸发残留物的各项性能;油石比和矿粉用量的增大改善了单粒径超粘磨耗层的路用性能,使其具有良好的抗滑性能、泌水性能。

改性乳化沥青稀浆封层技术在公路养护中的应用

文中以北京市某沥青路面修补养护工程实践为例,对改性乳化沥青稀浆封层在公路养护中的应用进行分析,并评价该技术的应用效果。实践表明,经改性乳化沥青稀浆封层处理后的沥青路面,其抗滑性能和抗渗性能显著提升,表明公路养护工程中的改性乳化沥青稀浆封层技术具有良好的应用价值。

路面微表处养护用改性乳化沥青性能研究

文中基于正交试验法,通过WER掺量、SBR掺量、水泥用量及油石比等四个参数对乳化沥青进行研究。结果表明,改性乳化沥青的抗磨性能随着WER掺量、水泥用量及油石比的增加而显著增强,随SBR掺量的增加先增加后减小,抗车辙能力随着WER掺量、SBR掺量及水泥用量的增加而显著提高,随着油石比的增加先增加后减小。