1、改性阴离子乳化沥青的应用2003 年第 3 期(总第 109 期)黑龙江交通科技HElLONGJIANGJIA0 下 oNGKEJNo.3,2003(SumNo.109)改性阴离子乳化沥青的应用张伟民,白涛(1.佳木斯市路桥集团公司;2.哈绥公路牡丹江管理处 )摘要:通过对改性阴离子乳化沥青的原理,质量检测 ,路用情况和经济效益的介绍和分析,验证了改性阴离子乳化沥青的良好路用效果.关键词:改性阴乳;技术性能;应用中图分类号:U214.71 文献标识码:A 文章编号:1008 3383(2003)030039 一 O1l 概述乳化沥青作为一种新型铺路材料,它比热沥青使用方便,具有省工,节能,降耗
2、,少污染,能延长施工季节等一系列优点.推广应用乳化沥青能有效地抑制油路因严重“双超“ 油面老化 ,破坏不再扩大.为进一步推广应用乳化沥青,我们分析阴乳和阳乳的技术性能及各自特性,根据不同季节使用不同乳液可扬长避短.阴离子乳化沥青路用效果较佳,与阳离子乳化沥青比较成本每吨乳液可降低500 元.而阴性乳液的优点是乳化剂价廉资源广,但铺于路面初期粘附性欠佳,针对普通阴性乳液存在的这个问题,在阴离子乳化沥青中掺入金属皂,生产改性阴乳和阳乳共同用于路面修补,可以获得较佳的路用效果.2 掺金属皂改性阴离子乳化沥青2.1 金属皂对沥青改性原理根据分子吸附力理论,沥青的粘附作用主要是由于吸附剂和被吸附物质相接
3、触时分子之间的相互作用力引起的.在沥青与骨料的粘附过程中,主要有两个方面的分子作用力,在沥青中含有表面活性物质,它与一些含有重金属或碱土金属氧化物的石料接触时,由于分子力的作用,就有可能在界面上生成皂类化合物,这类化合物的吸附力很强,因粘附力强,粘附得也牢固.沥青和沥青矿料混合料的性质随时间的变化可分为两个主要阶段.在第一阶段老化过程的特点是结构强化,沥青对矿料颗粒表面的粘结改善,沥青对矿料混合料的浸蚀稳定性增加;然后到达第二个阶段也就是真正的老化阶段,这时沥青的脆性增加,沥青的结构遭到破坏,可观察到面层加速破坏.这两个阶段的长短,对于不同的沥青和沥青矿料混合料是不一样的.在最易老化的沥青中,
4、第一阶段可延续很长时间,实际上可与沥青混凝 Jr_面层的使用期相比拟,用易于老化的沥青铺筑的面层经过 12 年就可能达到剧烈老化时期.若沥青中掺入金属皂,则可以促进沥青的结构强化,提高粘附性和延度,延缓老化期,因而提高了沥青路面的耐久性.2.2 金属皂改性阴离子乳化沥青在阴离子乳化沥青中掺入金属皂,改变了沥青乳液对石料的粘结机理,增强了阴离子沥青乳液对骨料的粘结力,提高了路面的早期强度.实践证明,金属皂弥补了阴离子乳化沥青初期粘附性差的缺点,又利用了阴离子沥青乳化剂价廉货源广的优点.3 改性阴离子乳化沥青的质量检测3.1 金属皂沥青粘附性在沥青的各种理化性质中,粘附性是最重要的性质之一.当沥青
5、与碱性石料接触时,由于分子力的作用,就有可能在界面上生成皂类化合物因而使沥青对碱性石料的粘附性增加.普通沥青与酸性石料接触时,则不易形成化学吸附,其粘附性欠佳.在沥青中掺入金属皂以后,无论对碱性石料或酸性石料都增加了皂类化合物,易形成作用力很强的化学吸附.检测结果表明:金属皂沥青的粘附性可提高23 个等级,裹覆酸性石料比未掺金属皂前裹覆面积由 1/2 提高到 2/3,达到阳离子乳液裹覆酸性矿料的效果.3.2 金属皂沥青延度延度是表示沥青在一定温度下断裂前扩展或伸长的能力.延度试验常常被用来预测该种沥青的性能.沥青的延度与道路沥青的使用性能关系密切,延度大的沥青粘结力强,用于铺筑沥青路面具有较佳
6、的抗裂性和耐久性.在 100#道路石油沥青中掺入 CT 型金属皂 0.1%,延度可提高 8%10%,掺入 0.2%金属皂,延度可提高到 18%20%.3.3 改性阴离子乳化沥青质量按乳化沥青检查标准对改性阴乳质量的检测结果如下.(1)乳液微粒. 按规定微粒直径小于 5 为合格,检验一般为 0.751.2,最大达到 2.53.7;(下转第 4l 页)第 3 期如何解决利用旧有公路修建水泥混凝土路面出现的质量问题 414 加铺砂垫层的作法根据土基的受力状态分析(见图 1),车轮荷载愈大,应力作用的深度愈深;而路面愈厚,刚度愈大时,应力作用区的深度愈浅的道理,加铺砂垫层使路面的厚度得到提高,而水泥混
7、凝土路面和基层的整体刚度很大,这样会使应力作用区变浅.在盛产砂砾的地区加铺 20crn 砂垫层 ,可以达到减轻路基沉降和防止路基变形的效果.图 1 土基在行车荷载及自重作用下应力沿深度的分布5 适当地增加路基的填土高度在山区,半山区或丘陵地带,路基用土相对比较丰富.运距不远,可以相应的提高路基的填土高度(路基高度为 0.8m 左右), 既相对地提高了应力作用区(见图 2),也能缓解新老路基强度不均的情况.但这样的路基最好能够经过一个冻融期和车辆通行的考验.+一(上接第 39 页)(2)粘度.乳液粘度与沥青含量多少有密切关系,沥青含量一般按 55%60%计量,粘度 2040s;,(3)筛余量小于
8、 0.3%YN,般为 0.300.65;(4)粘附性.裹覆矿料表面大于 2/3 即为合格.乳液对矿料粘附性能优劣与矿料酸碱度密切相关,改性阴离子乳化沥青无论对酸性石料或碱性石料的裹覆度均达到 2/3 以上.4 改性阴离子乳化沥青路用情况阴离子乳化剂价廉货源广,但存在着铺于路面初期粘附性欠佳的不足.在阴离子乳化剂中掺入0.1% 0.2%的金属皂 ,既显着提高了阴离子对石料的裹覆度,能达到阳乳的粘附效果,又发挥了阴离子乳化剂价廉易得的优点,阴乳比阳乳成本每吨降低 500 元左右.实践证明:金属皂改性阴离子乳化沥青用于养护,施工,质量更有保证,尤其在高温季节施工更有其独特的应用价值.添加金属皂沥青铺
9、路,路面质量得到显着改善,图 2 路基高度与应力作用区深度的关系示意图6 对路基压实度和路基弯沉实行双控在新建路基的设计和施工中,一般对路基只有密实度的要求,很少有对路基弯沉的要求,然而对旧路帮宽的路基必须实行双控.加强弯沉检测有两种意义:在某种情况下,帮宽路基的密实可以满足要求,但因公路沿线地质情况复杂,其弯沉值不一定能达到要求,会给新路留下隐患;二是因旧路的形成情况,发生病害情况比较复杂,也可能会出现帮宽路段的弯沉好于旧路的弯沉,旧路的弯沉值不能满足工程质量的要求,对这样的旧路应根据不同情况采用不同的办法进行处理.铁通公路延寿段的旧路利用率达到 60%,在施工过程中施工,设计,管理和监理等
10、单位通力合作,集思广益,根据不同路段,分别采取了以上的不同方法,有效地克服了路基沉降不均匀,路基强度不一致的缺点.该路交工使用 5 年.道路情况完好如初.收稿日期:20021025“飞石 “,泛油,龟裂和油包大大减少.使用 CT 型金属皂掺入沥青中,沥青路面质量得到改善,耐久性有所提高.5CT 型金属皂阴乳的社会经济效益.提高沥青路面维修质量的关键在于采用新的技术.金属皂沥青成堆时不硬化,易于渗入边界的缝隙中,采用金属皂沥青维修路面可以减少维修处重复破坏的频率,这样就减少了重复修理的工作量而获得较佳的社会经济效益.任何一项沥青改性措施对改性剂的使用,必须显示出改性效果佳和成本低等优点.由于影响公路性能和质量的因素很多,较难用数字衡量金属皂改性剂的应用给公路养护带来的效益.但根据试验证明,在沥青中掺 0.1%0.2% 的金属皂,每吨沥青仅增加费用l0 元左右,但改性后的阴乳的成本却比阳乳每吨降低500 元左右,其性能也与阳乳相近.金属皂阴乳沥青路面寿命延长,维修费用减少,经济效益显着.收稿日期:200212 一 n
