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.

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。

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。

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。

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。

纤维沥青碎石封层在高速公路预防性养护中的应用

随着我国公路路网的不断完善,公路总里程每年都在增加,但也带来了一个新的问题,公路养护工作随之不断加重。目前不少公路管养单位不断尝试使用新材料、新设备、新工艺对公路进行养护,以实现既行车舒适、安全,又节省成本,又延长道路使用的目的,公路预防性养护应运而生。作为预防性养护的措施之一,纤维沥青碎石封层技术已越来越受到重视,不但可以作为下封层,又可以作为新铺设路面的磨耗层对公路进行预防性养护。本文以某公路路面预防性养护为背景,简单介绍其施工工艺及效果评价。

高黏改性乳化沥青粘结层力学性能研究

相比于传统磨耗层技术,超薄磨耗层技术具备施工便捷、经济耐久、平顺静音等优势,目前被广泛应用于公路预防性养护工程和道路品质提升工程当中;但因为其厚度较薄,在车辆荷载作用下发生层间滑移的风险相对较高,故对其黏层体系的性能和耐久性提出了更高的要求。针对这一问题,选取三种黏层材料——高黏改性乳化沥青、Nova-B改性乳化沥青、PC-3乳化沥青和2类下承层界面——GAC-16沥青混凝土和水泥混凝土面板作为研究对象,通过制备复合式超薄试件并开展层间剪切疲劳试验和层间拉拔疲劳试验,结合实际工程应用效果验证,研究黏层材料种类、温度和荷载对黏层的力学性能的影响。

微表处在国道养护中的应用

某国道通车运营多年后路面破损严重、车辙严重,周边居民反映噪音过大,经实地调查研究,采用采用MS-Ⅱ型和MS-Ⅲ微表处技术对该路面进行修复。施工过程中对质量进行严格控制,最终如期完成施工任务。进行微表处治后,路面抗滑能力、车辙、噪音等得到明显改善。

道路工程冷拌冷铺乳化沥青混合料的应用

冷拌冷铺乳化沥青混合料采用改性乳化沥青作为结合料,拌和与摊铺施工无需加热,具有节能环保、减少废气排放和环境污染、降低施工成本的优点,但实体工程案例较少。以中石油自研的“冷拌冷铺专用改性乳化沥青”为胶结料,选用密级配AC13的级配,通过室内试验,确定了沥青混合料的最佳用水量、最佳油石比和最大可操作时间,并应用在了市政道路的下面层中。结果表明,冷拌冷铺AC混合料具有良好的路用性能,生产和施工方便,相较于传统的沥青混合料施工不需要增加额外的大型设备,且施工成本降低约7%,具有一定的市场推广前景。

高粘抗滑水性沥青防水涂料研究

通过试验研究了乳化沥青、聚合物乳液、增稠剂以及各组分配比对水性沥青防水涂料性能的影响,通过优选原料和配方,制备了高粘抗滑水性沥青防水涂料,其与基面和自粘聚合物改性沥青防水卷材的粘结强度大,满足(构)建筑物立面的防水要求。

绿色低碳型乳化沥青胶结料及其聚合物改性方法研究进展

在公路、高铁建设及其养护工程中,乳化沥青技术得到了广泛的应用,因其相比于热拌沥青技术,具有环保及节省能源等优势。乳化沥青胶结料是通过乳化剂表面张力的降低作用,使沥青微小颗粒均匀地稳定分散在水中。这种乳液在常温下具有流动性,可以用于铺筑路面或作为建筑防水材料,从而显著改善施工条件。本文首先从基本概念、分类及优缺点等方面介绍了乳化沥青胶结料,进一步详细介绍了制备原理、工艺及设备,对比了乳化沥不同改性方式的优缺点。然后,阐述了丁苯橡胶(SBR)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)及水性环氧树脂等聚合物改性剂对乳化沥青性能的影响,并对乳化沥青混合料的经济价值进行了分析。最后,对乳化沥青胶结料及其聚合物改性方法研究作出了相关总结,并对其未来发展进行了展望。

高抗裂改性乳化沥青开发及性能研究

通过研究适用于高寒地区的高性能改性乳化沥青,为实体工程提供借鉴和指导依据。通过自主开发制备了改性乳化沥青,确定各配方最佳掺量,并通过弯曲梁流变试验及紫外老化试验,对比现有市场上4种改性乳化沥青的低温性能及抗紫外老化性能,并利用灰色关联分析法分析各项指标的相关性,并从微观角度观测了改性乳化沥青蒸发残留物抗紫外老化开裂性能。结果发现:以最佳掺量制备的改性乳化沥青残留物在弯曲梁流变试验-18℃时,蠕变劲度小于300 MPa,m值大于0.3,k指标最小;温度越低时,紫外老化影响效果越明显,随着温度逐渐降低,未经过紫外老化的k指标与软化点的相关性增加;沥青紫外老化前、后的低温蠕变速率与k指标相关性较弱,与蠕变劲度相关性大,自制改性乳化沥青蒸发残留物经过紫外老化30 d后,其沥青膜未产生明显开裂,验证了自制的改性乳化沥青有较强的抗紫外老化开裂的性能。