引言
目前,,中國(guó)主要采用SBR膠乳對(duì)乳化瀝青進(jìn)行改性,SBR改性瀝青具有優(yōu)良的高溫性能,、低溫性能以及高黏度,、難乳化的特點(diǎn),但使用常規(guī)的乳化工藝乳化效果較差,,難以得到穩(wěn)定的改性乳化瀝青[1-2],。國(guó)內(nèi)外對(duì)改性劑的使用有很多探索,其中使用水性環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青(簡(jiǎn)稱水性環(huán)氧乳化瀝青)是較好的選擇之一,。水性環(huán)氧乳化瀝青具有一般熱固性材料的特征,,固化交聯(lián)后形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),膠體彈性高,,在荷載反復(fù)作用下和在低溫或140℃左右的高溫條件下不變形,、不開裂、不熔融,,黏結(jié)強(qiáng)度優(yōu)于普通瀝青和SBR改性瀝青,、橡膠瀝青等一般改性瀝青。近年來,,水性環(huán)氧乳化瀝青開始在瀝青路面黏層,、橋面鋪裝黏結(jié)層、白加黑路面黏層,、微表處,、霧封層、冷拌混合料,、儲(chǔ)存式混合料和冷再生混合料等方面得到了一定的應(yīng)用,。本文重點(diǎn)闡述水性環(huán)氧乳化瀝青近年來的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。
水性環(huán)氧乳化瀝青概述
水性環(huán)氧乳化瀝青的組成及特點(diǎn)
水性環(huán)氧乳化瀝青的性能主要取決于水性環(huán)氧樹脂,、固化劑以及乳化瀝青的配比,。乳化瀝青是借助乳化劑和水將基質(zhì)瀝青乳化,使其可在常溫下與集料拌和,,或用于路面黏層,。水性環(huán)氧樹脂是通過特定的工藝將環(huán)氧樹脂水化并降低其脆性,最終發(fā)揮作用的仍是環(huán)氧樹脂,。未經(jīng)固化的環(huán)氧樹脂是熱塑性的高分子低聚物,,幾乎沒有多大實(shí)用性,只有在加入固化劑生成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之后才能發(fā)揮其優(yōu)良的使用性能,。
常見的乳化瀝青包括陰離子乳化瀝青和陽離子乳化瀝青,。陰離子乳化瀝青制備工藝簡(jiǎn)單,、技術(shù)成熟,不必調(diào)節(jié)就可直接使用,,在乳化瀝青的發(fā)展初期受到了重視,。陽離子乳化瀝青發(fā)展較晚,但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)它與各種礦料有更好的黏附性且用量較少等,,因此得到了更廣泛的應(yīng)用,。
常見的環(huán)氧樹脂包括縮水甘油醚類、縮水甘油酯類(鄰苯二甲酸二縮水甘油酯),、縮水甘油胺類,、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、環(huán)氧化烯烴類,,以及新型的海因環(huán)氧樹脂,、酞亞胺環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅環(huán)氧樹脂,、有機(jī)鐵環(huán)氧樹脂等。其中以縮水甘油醚類樹脂應(yīng)用最為廣泛,,具體可分為雙酚A型(全稱雙酚A縮水甘油醚樹脂),、雙酚F型、雙酚S型,、氫化雙酚A型,、酚醛型、脂肪族縮水甘油醚樹脂,、溴代環(huán)氧樹脂等類型,,又以雙酚A型應(yīng)用最多。
常見的固化劑以胺類為主,,包括脂肪族多元胺類,、芳香族胺類、改性胺類等,。脂肪族多元胺類是最早應(yīng)用的環(huán)氧樹脂固化劑,,具體可分為乙二胺、二乙烯三胺,、多乙烯多胺,、二甲基氨基丙胺、二乙基丙胺,、己二胺,、脂環(huán)族多胺、異佛爾酮二胺等類型,。這種固化劑通常能在室溫下很快固化雙酚A型環(huán)氧樹脂,,但對(duì)縮水甘油環(huán)氧樹脂以外的其他環(huán)氧樹脂活性不大,。芳香族胺類高溫穩(wěn)定性好,可在100℃~150℃下長(zhǎng)期使用,,具體可分為間苯二胺,、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜,、間苯二甲二胺等類型,。這類固化劑活性比脂肪族胺類低,且韌性較差,,但黏結(jié)強(qiáng)度高,。改性胺類可以有針對(duì)性地對(duì)胺類固化劑固化環(huán)氧樹脂存在的某一方面性能缺陷進(jìn)行改性,以滿足特殊應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求,。環(huán)氧基加成改性是胺類固化劑的主要改性方法,,例如可提高沖擊強(qiáng)度的593型固化劑、可提高韌性的590型固化劑,、主要提高耐腐蝕性和韌性的112型固化劑等,。此外,常見的固化劑還包括叔胺類,、咪唑類,、多硫醇類及聚酰胺類、酸酐類等,,分別通過加成聚合,、陰離子催化聚合及陽離子催化聚合等方式使環(huán)氧基開環(huán)、聚合,、固化,。
由于環(huán)氧樹脂及固化劑材料種類不同,因此水性環(huán)氧乳化瀝青的類型也有多種,。選擇合適的環(huán)氧樹脂和固化劑組合形式,,對(duì)于材料的性能具有較大影響。長(zhǎng)安大學(xué)的畢研秋指出,,環(huán)氧樹脂的類型對(duì)合成材料的韌性有很大影響,,因此可根據(jù)其韌性大小將其分為剛性環(huán)氧樹脂和柔性環(huán)氧樹脂[8]。剛性環(huán)氧樹脂在固化后更容易出現(xiàn)粉碎性破壞,,而柔性環(huán)氧樹脂則可以承受高于剛性環(huán)氧樹脂數(shù)倍的應(yīng)變,。固化劑的類型對(duì)合成材料的強(qiáng)度有很大影響,不同類型的固化劑可以帶來數(shù)倍的強(qiáng)度差異,。此外,,環(huán)氧樹脂和固化劑的選型還應(yīng)注意相容性的問題,互不相容的環(huán)氧樹脂和固化劑甚至可能會(huì)導(dǎo)致合成材料的強(qiáng)度和韌性同時(shí)降低,。盡管市場(chǎng)上常見的環(huán)氧樹脂大都為剛性環(huán)氧樹脂,,且存在脆性大,、韌性差等不足,但在科技日異進(jìn)步的今天,,通過對(duì)環(huán)氧樹脂低聚物的化學(xué)改性及新型固化劑的選用,,有希望在很大程度上對(duì)其加以克服與改進(jìn)。
水性環(huán)氧乳化瀝青的制備方法
在制備水性環(huán)氧乳化瀝青之前需要制備水性環(huán)氧樹脂乳液,。環(huán)氧樹脂本身不具有水溶性,,無法與水互溶形成乳液,一般的思路是通過在環(huán)氧樹脂中引入親水基團(tuán)或者使用外加乳化劑以及降低環(huán)氧樹脂粒徑等途徑來實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹脂與水的互溶,。水性環(huán)氧樹脂乳液的制備方法有機(jī)械法,、化學(xué)改性法和相反轉(zhuǎn)法。研究表明,,相對(duì)于機(jī)械法和化學(xué)改性法,,相反轉(zhuǎn)法的制備工藝容易控制,并且制備的乳液穩(wěn)定性好,、固體含量高,、黏度低,是制備水性環(huán)氧樹脂乳液較為有效的方法,。在使用相反轉(zhuǎn)法制備水性環(huán)氧樹脂乳液時(shí),,攪拌速度宜控制在1000±50r·min-1。在制備好水性環(huán)氧樹脂乳液之后,,即可采用先乳化后改性、先改性后乳化,、同時(shí)乳化和改性3種方法制備水性環(huán)氧乳化瀝青,。使用這3種方法制備出的改性乳化瀝青并沒有明顯的優(yōu)劣差異,但先乳化后改性的工藝流程比較簡(jiǎn)單,,因此應(yīng)用較多,。
環(huán)氧樹脂、固化劑選型實(shí)例及應(yīng)用效果
2006年,,廣東工業(yè)大學(xué)的張榮輝公開了一種水性環(huán)氧乳化瀝青的選型及制作方法,,通過雙酚A型環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧氯丙烷的反應(yīng),制備得到水性環(huán)氧樹脂E44,,并采用改性的芳香族類胺作為固化劑得到水性環(huán)氧乳化瀝青,。這種水性環(huán)氧乳化瀝青具有良好的黏結(jié)性能且強(qiáng)度高,與普通乳化瀝青相比,,能更好地滿足瀝青道路使用性能,。
2010年,重慶融極環(huán)保工程有限公司指出,,廣東工業(yè)大學(xué)張榮輝使用的芳香族類胺是市面上常見的一種離子型水性環(huán)氧固化劑,,這種固化劑的使用將導(dǎo)致離子的產(chǎn)生,,并影響水性環(huán)氧乳化瀝青的延性。為克服上述問題,,重慶融極環(huán)保工程有限公司公開了一種方法,,其關(guān)鍵是合成一種非離子型水性環(huán)氧固化劑。這種固化劑是在一種側(cè)鏈含有較長(zhǎng)的烷基鏈的雙環(huán)氧基化合物的兩端被脂肪胺封端,,接上了具有固化效果的氨基,;且該固化劑中間含有較長(zhǎng)的柔性分子鏈,固化之后,,使得水性環(huán)氧乳化瀝青具有一定柔韌性和耐沖擊性,。為克服同樣的問題,東莞市東物合成材料有限公司公開了另一種方法:將二酚基丙烷縮水甘油醚樹脂與含量為3%~8%的非離子型表面活性劑烷基酚聚環(huán)氧乙烷混合,,制成水性環(huán)氧樹脂乳液,;用非離子型表面活性劑烷基酚聚環(huán)氧乙烷將壬基酚封端的聚氨脂樹脂進(jìn)行乳化,制成水性環(huán)氧樹脂增韌劑,;兩者相混合配制成乳化柔性水性環(huán)氧樹脂,。
2011年,重慶特鋪路面工程技術(shù)有限公司指出,,雙酚A型環(huán)氧樹脂和芳香胺固化劑中含有大量剛性苯環(huán)基團(tuán),,所制備的水性環(huán)氧乳化瀝青呈現(xiàn)硬而脆的屬性,柔韌性很低,,甚至不如瀝青,,因而在荷載作用下容易脆裂,產(chǎn)生新的病害,。為克服上述問題,,有單位開發(fā)了一種基于聚氨酯環(huán)氧樹脂和改性脂肪胺固化劑的水性環(huán)氧乳化瀝青,目的是在環(huán)氧樹脂中引入聚氨酯鏈段,,賦予固化產(chǎn)物良好的柔韌性,,并克服水性環(huán)氧乳化瀝青高溫易軟化、低溫易開裂的缺點(diǎn),。山西省交通科學(xué)研究院和山西交科公路勘察設(shè)計(jì)院使用了類似的方案,,基于GEM型水性環(huán)氧樹脂和GCA型固化劑制備水性環(huán)氧乳化瀝青,從而在復(fù)合物中引入聚氨醋鏈段,,不僅增加了體系的韌性,,避免了單一使用水性環(huán)氧樹脂而易脆裂的現(xiàn)象,而且其耐磨性也顯著提高,。
摘錄了幾種典型的環(huán)氧樹脂及固化劑選型方法,,以便讀者快速了解水性環(huán)氧乳化瀝青的組成及選型現(xiàn)狀。
水性環(huán)氧乳化瀝青應(yīng)用進(jìn)展
水性環(huán)氧乳化瀝青作為道路材料已在瀝青路面黏層、橋面鋪裝黏結(jié)層,、白加黑路面黏層,、霧封層中得到應(yīng)用。以下針對(duì)這4種工程應(yīng)用及其效果進(jìn)行介紹,。
在瀝青路面黏層中的應(yīng)用
層間結(jié)合狀況是引起路面早期破壞的主要原因之一,。路面結(jié)構(gòu)層表面在經(jīng)過碾壓之后達(dá)到了相對(duì)密實(shí)、平整甚至平滑的狀態(tài),,所以在層間結(jié)合面上的摩擦阻力降低幅度比較大,,其強(qiáng)度就轉(zhuǎn)化為對(duì)黏層油黏結(jié)能力的依賴。目前廣泛應(yīng)用的乳化瀝青,、改性乳化瀝青黏層材料的黏結(jié)能力比較差,,往往達(dá)不到將上下瀝青結(jié)構(gòu)層黏結(jié)成整體的效果,而水性環(huán)氧乳化瀝青的應(yīng)用則有望克服這一問題,。
長(zhǎng)安大學(xué)的陳忠達(dá)課題組通過室內(nèi)剪切試驗(yàn)和拉拔試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),,水性環(huán)氧乳化瀝青的性能僅次于環(huán)氧瀝青,且明顯優(yōu)于高黏瀝青和SBS改性瀝青,。對(duì)試驗(yàn)工程的芯樣性能進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn):在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下,,抗剪強(qiáng)度值可達(dá)1MPa以上,遠(yuǎn)大于可能出現(xiàn)的剪應(yīng)力,,故水性環(huán)氧乳化瀝青可以作為一種優(yōu)良的新型路用黏層材料,。水和溫度對(duì)黏層材料性能有較大影響,在浸水和高溫條件下黏層材料各方面性能均會(huì)下降,;但水性環(huán)氧乳化瀝青在耐水和耐高溫性能方面明顯優(yōu)于普通乳化瀝青及常用的SBS改性乳化瀝青,。因此,黏結(jié)性能,、耐水性能,、耐高溫性能出色的水性環(huán)氧乳化瀝青成為瀝青路面黏層材料的理想選擇。
在橋面鋪裝黏結(jié)層中的應(yīng)用
橋面鋪裝黏結(jié)層破壞是導(dǎo)致橋面鋪裝病害的一個(gè)主要原因,,因而橋面鋪裝黏結(jié)的好壞直接影響行車的安全性、舒適性,,甚至橋梁的使用壽命,。工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn),目前常用的SBR改性瀝青的黏結(jié)性較差,,容易導(dǎo)致橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層間滑移破壞[17],。
長(zhǎng)安大學(xué)的陳忠達(dá)課題組通過室內(nèi)剪切試驗(yàn)和拉拔試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),橋面鋪裝水性環(huán)氧乳化瀝青黏結(jié)層具有較大的抗剪強(qiáng)度和抗拔強(qiáng)度,,同時(shí)具有較好的抗剪切疲勞性能[18],。在灑布水性環(huán)氧乳化瀝青之后,層間界面將黏附大量瀝青混合料細(xì)顆粒,,可見水性環(huán)氧乳化瀝青黏層材料具有很強(qiáng)的黏附性,,是橋面鋪裝黏層的理想材料,。
在白加黑路面黏層中的應(yīng)用
在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層(簡(jiǎn)稱白加黑路面),其層間抗剪性能的好壞與路面的使用壽命有直接的關(guān)系,,界面處理形式及黏層材料的選擇是影響白加黑路面結(jié)構(gòu)層間抗剪強(qiáng)度最重要的2個(gè)因素,。因此,選用高黏結(jié)力的黏層材料是延長(zhǎng)白加黑路面結(jié)構(gòu)使用壽命的關(guān)鍵之一,。
長(zhǎng)安大學(xué)的陳忠達(dá)課題組針對(duì)舊水泥混凝土路面加鋪瀝青面層開展了水性環(huán)氧乳化瀝青的應(yīng)用研究:分別采用水性環(huán)氧乳化瀝青,、橡膠瀝青和SBS改性瀝青做白加黑路面黏層,進(jìn)行層間剪切試驗(yàn)和復(fù)合梁疲勞試驗(yàn),;發(fā)現(xiàn)水性環(huán)氧乳化瀝青的抗剪強(qiáng)度可達(dá)SBS改性瀝青的2倍以上,;在相同應(yīng)力比時(shí),水性環(huán)氧乳化瀝青白加黑路面黏層的復(fù)合梁試件疲勞次數(shù)遠(yuǎn)大于橡膠瀝青和SBS改性瀝青的疲勞次數(shù),。
在霧封層中的應(yīng)用
由于霧封層厚度較薄,,原路面裂縫等缺陷很容易反射到封層表面,因此如何提高霧封層的強(qiáng)度和磨耗性能就成為霧封層技術(shù)的研究重點(diǎn),,通過改性乳化瀝青而提高性能并應(yīng)用于霧封層的研究已逐漸受到重視,。
陳俊宇通過磨耗試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),水性環(huán)氧乳化瀝青霧封層表面的磨耗性能比傳統(tǒng)霧封層要高出數(shù)倍,。曾德亮通過滲水試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),,水性環(huán)氧乳化瀝青明顯提高了霧封層防水抗?jié)B的效果。曾德亮通過黏結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),,水性環(huán)氧乳化瀝青的黏結(jié)強(qiáng)度高出乳化瀝青10倍,,可以有效固結(jié)路面松散的細(xì)集料,實(shí)現(xiàn)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的目的,。曾德亮通過試驗(yàn)路工程發(fā)現(xiàn),,水性環(huán)氧乳化瀝青霧封層材料施工方便,在改善路面抗水損害性能,、固結(jié)松散結(jié)合料方面效果明顯,。
水性環(huán)氧乳化瀝青混合料應(yīng)用進(jìn)展
水性環(huán)氧乳化瀝青可作為結(jié)合料在常溫下與集料拌和,并應(yīng)用于微表處,、冷拌混合料,、儲(chǔ)存式混合料和冷再生混合料中。以下針對(duì)這4種工程應(yīng)用及其效果進(jìn)行介紹,。
在微表處中的應(yīng)用
微表處能改善路面抗滑性,、封堵微細(xì)裂縫、處治輕微車轍,,顯著改善原路面的綜合使用性能,;但是一些微表處工程在開放交通不久,由于其使用的乳化瀝青黏結(jié)力較差,使得微表處在實(shí)施1~3年后各項(xiàng)性能迅速衰減,,出現(xiàn)不同程度的松散以及抗滑性能衰減的早期損壞現(xiàn)象,。若摻入水性環(huán)氧樹脂,形成水性環(huán)氧乳化瀝青,,則有利于大幅度改善乳化瀝青的黏結(jié)力,,防止微表處早期損壞。
張慶和李興富通過磨耗試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),,隨著水性環(huán)氧樹脂用量的增加,,微表處混合料的凍融濕輪磨耗比顯著提高,明顯優(yōu)于SBR改性乳化瀝青微表處,,說明水性環(huán)氧乳化瀝青對(duì)微表處混合料的耐久性具有提升作用,。張慶通過標(biāo)準(zhǔn)飛散試驗(yàn)和浸水飛散試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),水性環(huán)氧乳化瀝青能夠提高微表處混合料的抗松散能力,,且環(huán)氧樹脂用量越多效果越為明顯,。王端宜通過加速加載試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),水性環(huán)氧乳化瀝青的應(yīng)用可以有效提高微表處的抗剝落性,,減小其抗滑性和抗剝落性的衰減速率,,延長(zhǎng)使用壽命。
盡管水性環(huán)氧乳化瀝青微表處混合料在抗紫外老化和低溫抗裂性能方面仍存在不足,,但可以通過復(fù)配其他材料加以改善,。例如摻加Gd2O3納米抗紫外劑可以提高其抗紫外老化能力,復(fù)配SBR膠乳或者摻入玻璃纖維可以使微表處混合料的高低溫性能得以協(xié)調(diào)改善,。
在冷拌混合料中的應(yīng)用
由于乳化劑的破壞作用及水分的介入,,導(dǎo)致傳統(tǒng)的SBR、SBS改性乳化瀝青冷拌混合料具有空隙率大,、黏結(jié)強(qiáng)度低等問題,,相對(duì)于現(xiàn)有熱拌瀝青混合料還有一定的差距,無法適應(yīng)中國(guó)的交通水平,。此外,,傳統(tǒng)的改性乳化瀝青冷補(bǔ)混合料黏結(jié)性較差、強(qiáng)度成型慢,、早期強(qiáng)度低,,且成型強(qiáng)度相比于熱拌瀝青混合料也大打折扣,因此并沒有大范圍推廣使用,。水性環(huán)氧乳化瀝青冷拌混合料作為一種新型高性能混合料,,結(jié)合了乳化瀝青常溫施工及水性環(huán)氧樹脂黏結(jié)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),,有望克服上述問題,。
惠丹丹、畢研秋、楊松和房增耀分別通過研究發(fā)現(xiàn),,水性環(huán)氧乳化瀝青冷拌混合料的穩(wěn)定度,、流值、動(dòng)穩(wěn)定度均滿足規(guī)范要求,,且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于乳化瀝青混合料及熱拌瀝青混合料,;但隨著水性環(huán)氧樹脂摻量的增大,水性環(huán)氧乳化瀝青冷拌混合料的低溫性能有所下降,,若摻入少量的SBS,,可以有效改善其低溫性能,但是會(huì)使穩(wěn)定性下降,,乳化變得困難,。
在儲(chǔ)存式混合料中的應(yīng)用
儲(chǔ)存式混合料是將一定級(jí)配的集料與適量的特制結(jié)合料及添加劑在常溫下預(yù)先拌好,并袋裝密封儲(chǔ)存的一種路面養(yǎng)護(hù)材料,。當(dāng)發(fā)現(xiàn)路面上出現(xiàn)坑洞時(shí),,隨時(shí)將儲(chǔ)存式混合料運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)使用,具有節(jié)省能源,、運(yùn)輸施工方便等優(yōu)點(diǎn),,可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)的冷態(tài)修補(bǔ)。長(zhǎng)安大學(xué)的陳忠達(dá)課題組針對(duì)水性環(huán)氧乳化瀝青儲(chǔ)存式混合料的性能進(jìn)行研究,,發(fā)現(xiàn)水性環(huán)氧乳化瀝青儲(chǔ)存式混合料初始強(qiáng)度在儲(chǔ)存期間表現(xiàn)為先增長(zhǎng)后降低的趨勢(shì),。在前30d內(nèi),處于初始強(qiáng)度較高的性能穩(wěn)定期,,且可達(dá)到SBS改性瀝青混合料初始強(qiáng)度的1.5倍以上,。在30d之后,初始強(qiáng)度逐漸下降,,這是由于在儲(chǔ)存過程中時(shí)間越長(zhǎng)水分散失越大,,擊實(shí)性越差。在60d之后,,水性環(huán)氧乳化瀝青儲(chǔ)存式混合料的性能下降較為明顯,,此時(shí)的初始強(qiáng)度與SBS改性瀝青混合料基本持平。
長(zhǎng)安大學(xué)的陳忠達(dá)課題組指出,,水性環(huán)氧乳化瀝青儲(chǔ)存式混合料在儲(chǔ)存過程中性能的衰變主要是由水分的散失所致,。對(duì)于儲(chǔ)存后期的水性環(huán)氧乳化瀝青儲(chǔ)存式混合料,由于其水分損失過大,,導(dǎo)致強(qiáng)度降低,、壓實(shí)性變差,不宜直接用于路面修補(bǔ),。在混合料施工拌和時(shí)加入一定量的水分可以改善其施工性能并提高混合料的強(qiáng)度,,如圖3所示,;但是加水量不宜過大,以防水性環(huán)氧乳化瀝青黏附性降低以及瀝青和細(xì)料流失,。
在冷再生混合料中的應(yīng)用
乳化瀝青作為冷再生穩(wěn)定劑已被廣泛使用在路面再生中,。然而,因?yàn)槿榛癁r青黏度偏低,、乳化瀝青冷再生混合料強(qiáng)度不夠等缺點(diǎn),,已經(jīng)通車的再生路面普遍出現(xiàn)了早期強(qiáng)度低、耐久性差等問題,。用水性環(huán)氧乳化瀝青改善冷再生瀝青混合料的使用性能已成為新的趨勢(shì),。
李亞菲通過研究發(fā)現(xiàn):相比于普通乳化瀝青冷再生混合料,水性環(huán)氧乳化瀝青冷再生混合料早期強(qiáng)度可以提高將近1倍,,可見摻加水性環(huán)氧樹脂顯著提高了乳化瀝青冷再生混合料的早期強(qiáng)度,。需要注意的是,水性環(huán)氧乳化瀝青冷再生混合料的低溫抗裂性能與抗疲勞性能稍有下降,,仍有待進(jìn)一步研究,。
試驗(yàn)工程及應(yīng)用效果
水性環(huán)氧乳化瀝青黏層的應(yīng)用及其效果
長(zhǎng)安大學(xué)的陳忠達(dá)課題組在撫吉高速公路瀝青路面工程中鋪筑了水性環(huán)氧乳化瀝青黏層試驗(yàn)路段,取得了較好的應(yīng)用效果,??梢钥闯觯囼?yàn)工程芯樣的層間抗剪強(qiáng)度略小于室內(nèi)試件的強(qiáng)度,,這主要是由于實(shí)際施工環(huán)境受到了降雨等不利因素的影響,。即使如此,其層間抗剪強(qiáng)度和抗拔強(qiáng)度仍明顯優(yōu)于SBS改性瀝青,,足以滿足路用要求,。
水性環(huán)氧乳化瀝青微表處的應(yīng)用及其效果
北京建筑大學(xué)的常衛(wèi)平在富硯高速公路瀝青路面工程中鋪筑了水性環(huán)氧乳化瀝青微表處試驗(yàn)路段,開放交通后路面狀況良好,,如圖5所示,。若在路基段鋪筑微表處,僅需養(yǎng)生5d即可開放交通,;但在隧道段鋪筑微表處,,由于濕度大、溫度低,,需要養(yǎng)生1個(gè)月才能開放交通,。此外,由于現(xiàn)有工程使用陽離子乳化瀝青較多,,故需提前用Na(OH)2溶液對(duì)微表處攤鋪車的瀝青罐進(jìn)行沖刷清洗,。
結(jié)語
(1)水性環(huán)氧樹脂及固化劑材料類型繁多,其選型及相容性對(duì)水性環(huán)氧乳化瀝青及其混合料的強(qiáng)度和韌性具有重要影響,。部分研究根據(jù)韌性強(qiáng)弱將環(huán)氧樹脂劃分為剛性和柔性2種類型,,研究結(jié)果在實(shí)踐中已經(jīng)初步得到驗(yàn)證,。但是,固化劑如何選型以及如何判斷不同類型的環(huán)氧樹脂和固化劑是否相容仍然有待研究,。
(2)目前水性環(huán)氧乳化瀝青的制備大都局限于使用縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、脂肪族多元胺類固化劑和芳香族胺類固化劑,,且存在脆性大,、韌性差等不足。需要通過對(duì)環(huán)氧樹脂低聚物的化學(xué)改性或新型固化劑(如改性胺類固化劑)的選用等方面的研究,,提高水性環(huán)氧乳化瀝青的低溫性能,。
(3)由于水性環(huán)氧乳化瀝青自身優(yōu)異的黏結(jié)能力,在瀝青路面黏層,、橋面鋪裝黏結(jié)層和白加黑路面黏層中的應(yīng)用較為成功,,但在抗紫外老化和低溫抗裂性能方面存在不足,在微表處,、冷拌混合料,、儲(chǔ)存式混合料和冷再生混合料等養(yǎng)護(hù)方面的應(yīng)用仍有待進(jìn)一步研究。
(4)目前水性環(huán)氧乳化瀝青和水性環(huán)氧乳化瀝青混合料已經(jīng)在試驗(yàn)工程中得到一些初步的應(yīng)用,,但僅進(jìn)行了通車之后的效果評(píng)價(jià),,建議后續(xù)的研究進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),以評(píng)價(jià)其耐久性和耐老化性能,。 |
|