不同改性剂乳化沥青及冷拌冷铺乳化沥青混合料性能研究

2021-04-12 03:32SAUSANTigheu
公路工程 2021年1期
关键词:改性剂车辙环氧树脂

李 霞,SAUSAN Tigheu

(1.太原学院建筑工程系,山西 太原 030032 ;2.滑铁卢大学 道路与交通技术中心, 加拿大 滑铁卢市 N2L 3G1)

0 引言

低碳、节能、环保沥青路面修建技术一直是公路工程行业的热点和难点[1-3],工程应用实践表明[4-7],冷拌冷铺乳化沥青混合料在满足沥青路面建养技术要求的基础上,是实现低碳环保多赢局面的重要技术保障。冷拌冷铺沥青混合料在施工阶段不需要加热原材料,彻底解决了有害气体的排放、污染严重的问题;冷拌冷铺沥青混合料在矿料和沥青用量方面都大幅度减少,并且可添加废旧沥青路面回收材料,造价显著降低,经济效益十分显著。施工温度低、施工和易性好,冷拌冷铺沥青混合料在0 ℃以上环境温度即可施工,沥青路面铺筑受环境温度的影响小,便于长距离运输,更利于沥青混合料施工组织和施工质量控制,适合边远地区公路的新建和养护工程。将冷拌冷铺沥青混合料替代热拌沥青混合料,不但可以推广乳化沥青混合料在公路建设中的应用,还有节约能源、保护环境、降低建设成本的多项优势,已成为实现低碳交通的重要途径之一。

随着实体工程应用和研究的不断深入,加之使用过程中冷铺冷拌沥青混合料产生的松散、车辙等早发性病害比较普遍,传统的乳化沥青混合料显然已经不能满足极端气候条件和重载交通的需求,工程中对乳化沥青混合料提出了更高的要求,要求乳化沥青要具备低温下更强的弹性和塑性,高温下具有更好的稳定性和结构强度,同时要求乳化沥青混合料有更高的黏结强度和更好的耐久性。在此背景下,季节[4]、张庆[5]研究了水性环氧树脂改性乳化沥青及其乳化沥青混合料的路用性能与黏附特性。周卫锋[6]研究了水性环氧树脂改性乳化沥青的路用性能,从高温性能考虑,建议水性环氧树脂的最佳掺量为10%。李秀君[7]研究了水性环氧树脂改性乳化沥青的黏结特性,结果表明使用水性环氧树脂改性剂可以显著提高乳化沥青的层间黏结性。谢新宇[8]研究了聚合物改性剂类型对改性乳化沥青性能的影响。张倩[9]基于宏观性能与微观性状确定了SBR胶乳在SBR改性乳化沥青中的最佳添加量为3%~3.5%。掺加改性剂可以使乳化沥青及其混合料各项性能大幅度提高,本文采用SBR、SBS、水性环氧树脂、VAE乳液对乳化沥青进行改性,并对4种改性乳化沥青蒸发残留物性能、改性乳化沥青混合料力学性能、路用性能和耐久性能进行对比研究,结合试验段铺筑经验总结,研究成果为冷铺冷补乳化沥青混合料的推广应用和产品甄选提供借鉴。

1 原材料与方法

1.1 试验原材料性能

基质沥青选用辽宁盘锦宝莱生物能源有限公司生产的90#A道路石油沥青,基质沥青针入度86.5(0.1 mm)、软化点47 ℃,10 ℃延度大于150 cm,经检测沥青各项性能满足JTG F40-2004规范要求。选用美德维实伟克CCR-5阳离子慢裂慢凝乳化剂,其主要性能指标如下:外观为棕色液体,电荷为+,pH为5~7,破乳速度为慢裂慢凝,溶解度大于99.8%,有效固含量大于85%。SBS、SBR改性剂胶乳由美德维实伟克生产,其主要性能见表1。VAE乳液由南京某石化公司生产,型号为CP149,其性能如下:外观为淡黄色液体,醋酸乙烯含量75%~90%,比重0.97,25 ℃黏度小于1.5,pH为4~6。国产某水性环氧树脂、胺类固化剂型号为E56,其性能如下:外观为乳白色液体,固含量大于65%,比重1.06,25 ℃黏度小于1.5,pH为6~8,环氧值0.26。集料为石灰岩碎石和石灰岩机制砂,经检测集料的抗磨耗值、抗冲击值、磨光值和粗糙度以及细集料的颗粒级配、坚固性、棱角性等技术指标均满足JTG F40-2004的要求。为了调节改性乳化沥青混合料的胶浆状态、破乳时间和早期成型强度,在改性乳化沥青中添加了适量PO42.5普通硅酸盐水泥,水泥各项指标满足《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)的要求。

表1 SBS、SBR胶乳主要性能Table 1 Main performance of SBS and SBR latex指标外观改性剂含量/%比重25 ℃黏度pHSBS胶乳淡黄色液体>801.03<1.54~6SBR胶乳乳白色液体>800.99

1.2 改性乳化沥青制备

采用“先乳化后改性工艺”制备改性乳化沥青。固定乳化沥青的固含量为63%,变化SBS、SBR、VEA胶乳和水性环氧树脂掺量为乳化沥青质量的1%、2%、3%、4%、5%、6%。改性乳化沥青制备步骤:①加热基质沥青至150 ℃,同时加热自来水至70 ℃~80 ℃;②在热水中加盐酸,调节pH为2~3,加入5%乳化剂,搅拌均匀3 min;③开启胶体磨,将乳化剂水溶液加入胶体磨中,缓慢加入基质沥青,保持80 ℃~90 ℃以4 500 r/min的速率剪切20 min完成乳化沥青制备;④加入预定质量的乳化沥青改性剂,保持乳液温度为80 ℃~90 ℃,在胶体磨中以1 500 r/min速率剪切3 min,完成改性乳化沥青制备。经检测所有改性乳化沥青的1.18 mm筛上剩余量小于0.5%,蒸发残留物含量大于63%,水煮后改性乳化沥青与集料黏附面积接近100%,表观来看,4种改性乳化沥青未出现凝絮等破乳现象,改性剂胶乳与乳化沥青的配伍性良好。

1.3 试验方案

基于针入度评价体系中的25 ℃针入度、软化点、5 ℃延度试验、黏韧性试验评价改性乳化沥青残留物性能,为优化最佳的改性剂掺量提供依据。进而采用修正马歇尔法确定改性乳化沥青的最佳乳化沥青用量和最佳拌和用水量,采用常规三大路用性能试验、四点弯曲疲劳试验研究改性乳化沥青冷再生混合料的路用性能与耐久性能。

2 改性乳化沥青蒸发残留物性能

对比分析不同改性剂种类和掺量对乳化沥青常规性能的影响。采用蒸发法获取改性乳化沥青残留物,控制电热炉加热温度为100 ℃,保证水分沸腾,同时沥青不老化,最后将改性乳化沥青放入163 ℃烘箱中30 min,确保水分已经完全蒸发。5 ℃针入度、软化点、5 ℃延度试验、黏韧性试验方法、步骤严格按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)进行,试验结果见图1。

图1试验结果表明:

a.随着SBS、SBR、VAE和水性环氧树脂掺量增大,改性乳化沥青残留物的针入度不断减小,软化点、黏韧性值持续增大,随着SBS、SBR改性剂掺量增大,2种改性沥青延度增大,而随着VAE和水性环氧树脂掺量增大,改性沥青残留物持续减小,由此可见,掺加SBS、SBR、VAE和水性环氧树脂均能显著改善乳化沥青的高温性能,VAE和水性环氧树脂掺量越大,改性乳化沥青的低温性能越差。

b.黏韧性试验测试的是沥青试样在拉伸过程中所承受的试验拉力与拉伸长度的乘积,可以较为全面反映沥青试样的低温抗拉伸性能,掺加VAE和水性环氧树脂改性剂后改性沥青蒸发残留物黏韧性试验结果与5 ℃延度变化趋势不同,随着VAE和水性环氧树脂掺量增大,VAE、水性环氧树脂改性沥青的黏韧性值不断增大,表明在延度减小的同时,VAE、水性环氧树脂改性乳化沥青的拉伸强度不断增大,综合考虑拉伸强度和低温变形能力,VAE和水性环氧树脂对乳化沥青的低温性能影响不大或略有提高。

c.相同改性剂掺量,4种改性剂对乳化沥青残留物针入度的由大到小排序为SBS、水性环氧树脂、VAE、SBR,软化点由大到小排序为水性环氧树脂、SBS、VAE、SBR, 5 ℃延度由大到小排序为SBS、SBR、水性环氧树脂、VAE,黏韧性由大到小排序为SBS、SBR、VAE、水性环氧树脂,由此可见水性环氧树脂对乳化沥青高温性能的改善效果最佳,SBR、SBR对乳化沥青低温性能改善作用最明显。

d.对比不同改性剂掺量下改性乳化沥青针入度、延度、黏韧性和5 ℃延度指标变化趋势,4种改性剂在5%掺量以内,增大改性剂掺量后针入度、延度和黏韧性变化趋势最为明显,改性剂掺量超过5%后,增大改性剂掺量后改性沥青残留物各指标性能变化趋于平缓,综合考虑工程经济性,4种改性剂掺量均不宜超过5%。

(a) 针入度

3 不同改性乳化沥青混合料性能

3.1 改性乳化沥青混合料配合比设计

选用AC-10和AC-5两种矿料级配,合成级配见表2。按照修正马歇尔乳化沥青用量预估公式P=0.06A+0.128B+0.2C(P为改性乳化沥青占集料干质量百分比,A为大于2.36 mm矿料的百分比,B为0.075~2.36 mm矿料百分比,C为0.075 mm矿料百分比),预估AC-10的最佳改性乳化沥青用量为9.5%,AC-5矿料级配的最佳乳化沥青用量为10.8%。

表2 AC-10及AC-5矿料级配Table 2 AC-10 and AC-5 mineral gradation级配类型以下筛孔尺寸(mm)通过百分率/%13.29.54.752.361.180.60.30.15AC-1010097.463.348.534.426.612.38.4AC-5100.096.565.342.331.522.511.4

在拌和乳化沥青冷再生混合料前先加入1.5%水泥与集料干拌60 s,加入乳化沥青,搅拌90 s,完成混合料拌和。采用双面各击实50次成型马歇尔试件,不脱模在105 ℃环境箱中加速养生24 h,然后取出马歇尔试件,待试件冷却后再双面各击实25次,完成试件制备。采用 “50+25”成型马歇尔试件,主要考虑到加速养生过程中试件出现了轻微的体积膨胀现象,二次击实主要是为了消除体积膨胀对试验结果的影响。以预估的最佳沥青用量P为中值,间隔1%变化5组改性乳化沥青用量成型试件,测试马歇尔稳定度,结果见图2。

由图2可知,随着5种乳化沥青用量掺量增大,AC-10、AC-5乳化沥青混合料的马歇尔稳定度呈先增大后减小变化趋势,以马歇尔稳定度峰值确定乳化沥青冷再生混合料最佳乳化沥青用量,并测试最佳乳化沥青用量下的马歇尔密度和空隙率,结果汇总见表3。

由表3可知,对于AC-10乳化沥青混合料,普通乳化沥青、SBR改性乳化沥青、SBS改性乳化沥青、水性环氧树脂改性乳化沥青、VAE改性乳化沥青的最佳用量分别为9.5%、10%、10.5%、10.5%、10%,最佳乳化沥青下的空隙率介于5.0%~5.7%,相比普通乳化沥青混合料(马歇尔稳定度6.6 kN),SBS、SBR、水性环氧树脂、VAE改性乳化沥青混合料最佳乳化沥青用量下的马歇尔稳定度增大了34.9%、74.4%、61.1%、14.7%;对于AC-5乳化沥青混合料,普通乳化沥青、SBR改性乳化沥青、SBS改性乳化沥青、水性环氧树脂改性乳化沥青、VAE改性乳化沥青的最佳用量分别为10.5%、11.5%、11.5%、11.5%、10.5%,最佳乳化沥青下的空隙率介于5.9%~6.7%,相比普通乳化沥青混合料(马歇尔稳定度5.4 kN),SBS、SBR、水性环氧树脂、VAE改性乳化沥青混合料最佳乳化沥青用量下的马歇尔稳定度增大了36.1%、65.6%、52.6%、21.6%;AC-5、AC-10乳化沥青混合料在最佳乳化沥青用量下的马歇尔稳定度远大于3.0 kN规范要求,同时空隙率满足5%~7.5%规范要求。相同改性剂,在最佳乳化沥青用量下,AC-10乳化沥青混合料的马歇尔稳定度大于AC-5乳化沥青混合料。相同混合料类型,马歇尔稳定度由大到小排序为SBS改性乳化沥青混合料、水性环氧树脂改性乳化沥青混合料、SBR改性乳化沥青混合料、VAE改性乳化沥青混合料、普通乳化沥青混合料。

(a) AC-10乳化沥青混合料

表3 乳化沥青混合料马歇尔试验结果Table 3 Marshall test results of emulsified asphalt mixture改性剂类型AC-10乳化沥青混合料AC-5乳化沥青混合料最佳乳化沥青用量/%密度/(g·cm-3)空隙率/%最佳乳化沥青用量/%密度/(g·cm-3)空隙率/%普通乳化沥青9.52.3195.210.52.3076.3SBR乳化沥青10.02.4025.711.52.2346.4SBS乳化沥青10.52.4155.111.52.3516.7水性环氧树脂乳化沥青10.52.4124.611.52.3525.9VAE乳化沥青10.02.3875.010.52.3186.1

3.2 力学性能

试验采用AC-10矿料级配,在最佳乳化沥青用量下成型试件,养生结束后基于劈裂强度试验、无侧限抗压强度试验、动态压缩模量试验、贯入剪切试验研究不同改性乳化沥青混合料的强度特性。试验条件、方法及步骤严格参照JTG E20-2011、JTG D50-2017进行,试验结果见表4。

表4 乳化沥青混合料强度特性试验结果Table 4 Test results of strength characteristics of emulsi-fied asphalt mixtureMPa 改性剂种类劈裂强度抗压强度动态压缩模量贯入剪切强度普通乳化沥青0.573.548 2550.763SBR 0.844.399 6940.875SBS 1.185.2910 6961.132水性环氧树脂1.025.7311 7151.213VAE 0.724.129 2040.812

由表4试验结果可知,4种改性乳化沥青的劈裂强度、抗压强度、动态压缩模量和贯入剪切强度4个力学强度指标均大于普通乳化沥青混合料。4种改性乳化沥青中的SBS和水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的力学性能最好,其次为SBR改性乳化沥青混合料,VAE改性乳化沥青混合料的力学强度最差。相比普通乳化沥青混合料,掺加SBS、SBR、水性环氧树脂和VAE改性剂后,4种改性乳化沥青混合料的劈裂强度增大了47.4%、107%、78.9%、26.3%,抗压强度增大了24%、49.4%、61.9%、16.4%,动态压缩模量增大了17.4%、29.6%、41.9%、11.5%,贯入剪切强度增大了14.7%、48.4%、59%、6.4%,使用改性沥青能够显著提高乳化沥青混合料的力学强度性能。乳化沥青混合料的动态压缩模量达到了8 255 MPa,4种改性乳化沥青混合料的动态压缩模量达到了9 200~11 700 MPa,与JTG D50-2017推荐的常用沥青混合料20 ℃条件下动态模量取值范围7 500~11 500 MPa比较接近,60 ℃贯入剪切强度大于0.8 MPa,抗压强度达到了4~5.5 MPa,改性乳化沥青混合料的力学性能达到了热拌沥青混合料的水平。

3.3 路用性能

车辙病害是目前我国沥青路面病害之首,乳化沥青混合料作为填充车辙的快速养护技术手段之一,具有施工便捷、可长距离运输、施工和易性好等优势,乳化沥青混合料用作薄层罩面在应对日趋严重的车辙病害问题时,这也对乳化沥青混合料的高温性能提出了更高要求[10-12]。低温抗裂性是要求乳化沥青混合料在低温疲劳作用和气温骤降拉应力作用下不产生开裂病害的能力,冷拌冷铺薄层罩面位于沥青路面最上层,受温度变化影响最为剧烈,这就要求乳化沥青冷再生混合料具有更好的低温抗裂性能[13]。乳化沥青混合料具有较大的空隙率,经受行车荷载动水冲刷后容易导致沥青膜被撕裂、剥离现象,因此冷拌冷铺乳化沥青混合料的水损害问题在全国范围内都很普遍[14-16]。

按照JTG D50-2015规范要求,采用60 ℃车辙试验、-10 ℃低温弯曲试验和浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验评价乳化沥青混合料的3个路用性能。试验方法严格按照JTG F40-2004进行,结果见表5。

表5 乳化沥青混合料路用性能试验结果Table 5 Test results of road performance of emulsified asphalt mixture混合料类型改性剂种类车辙试验低温弯曲试验水稳定性试验动稳定度/(次·mm-1)弯拉强度/MPa弯曲应变/με马歇尔残留稳定度/%冻融劈裂强度比/%普通乳化沥青2 6874.551 748.9288.581.4SBR3 2247.733 769.4692.487.7AC-10SBS5 3849.343 343.2898.795.6水性环氧树脂6 8987.372 054.1697.493.4VAE4 1576.942 080.9291.390.1普通乳化沥青1 5564.162 568.4495.587.2SBR2 3467.064 876.3896.895.4AC-5SBS4 1128.354 247.7699.497.4水性环氧树脂5 3466.643 237.6498.398.1VAE3 4765.433 478.3197.396.4

由表5试验结果可知:

a.车辙试验结果表明,普通AC-10、AC-5乳化沥青混合料的动稳定度2 687、1 556 次/mm,表现出了良好的高温性能。对于AC-10矿料级配,掺加SBR、SBS、水性环氧树脂和VAE后,相比普通乳化沥青混合料动稳定度提高了20%、100.4%、156.7%、54.7%;对于AC-5矿料级配,掺加SBR、SBS、水性环氧树脂和VAE后,相比普通乳化沥青混合料动稳定度提高了50.8%、164.3%、243.6%、123.4%,由此可见,矿料级配越细,相应的改性沥青混合料高温性能越差,掺加改性剂对AC-5乳化沥青混合料高温性能改善效果优于AC-10乳化沥青混合料。4种AC-10改性乳化沥青混合料的动稳定度达到了3 224~6 898 次/mm,4种改性剂乳化沥青混合料中,水性环氧树脂对乳化沥青混合料高温性能改善效果最好(6 898 次/mm),其次为SBS改性乳化沥青混合料(5 384 次/mm)、VAE改性沥青混合料(4 157 次/mm),SBR改性混合料的高温性能最差,但也达到了3 224 次/mm,因此对高温性能要求严苛地区,应优考虑采用水性环氧树脂改性乳化沥青混合料。

b.低温弯曲试验结果表明,SBS、SBR改性乳化沥青混合料的弯曲应变达到了3 000 με以上,具有优良的低温抗裂性能,相同试验条件AC-5比AC-10有更好低温抗裂性能,乳化沥青混合料的整体柔韧性良好,SBS、SBR改性AC-5砂砾式乳化沥青混合料可作为应力吸收层使用。相比普通乳化沥青混合料,掺加SBR、SBS、水性环氧树脂和VAE后,AC-5、AC-10改性乳化沥青混合料的弯拉强度和弯曲应变均有明显提高,说明这2种改性剂对乳化沥青混合料低温性能有一定改善作用。c.水稳定性试验结果表明,5种乳化沥青混合料的浸水马歇尔残留稳定度大于85%,冻融劈裂强度比大于80%,尤其是掺加SBS、SBR、水性环氧树脂和VAE后改性乳化沥青混合料的冻融劈裂强度比和马歇尔残留稳定度基本达到了90%以上,4种改性乳化沥青混合料表现出了优良的水稳定性,可应用于多雨湿热地区沥青路面冷铺罩面工程。

3.4 抗疲劳耐久性能

3.4.1四点弯曲疲劳试验

采用AC-5、AC-10的2种矿料级配,试验方法按照JTG E20-2011中T0739-2011四点弯曲疲劳试验进行,试验温度20 ℃,加载频率10 Hz,采用恒应变控制的连续偏正弦加载模式,试件尺寸(长度×厚度×宽度)380 mm×50 mm×63.5 mm,试验施加1 000 με应变水平,以弯曲劲度模量降低到初始弯曲劲度模量50%对应的加载循环次数计疲劳寿命和累积耗散能。试验结果见表6。

表6 疲劳寿命和耗散能试验结果Table 6 Fatigue life and dissipation energy test results改性乳化沥青类型AC-10乳化沥青混合料AC-5乳化沥青混合料疲劳寿命/次耗散能 /(J·m-3)疲劳寿命/次耗散能/(J·m-3)普通乳化沥青10 6857 57513 4389 352SBR17 73610 21424 93113 984SBS24 37915 43532 63418 949水性环氧树脂19 75313 27325 74516 593VAE16 6788 97821 84611 345

疲劳试验结果表明,对于AC-5矿料级配,掺加SBS、SBR、水性环氧树脂、VAE后4种改性乳化沥青混合料的疲劳寿命比普通乳化沥青混合料提高了66%、128.2%、84.9%、56.1%,累积耗散能提高了34.8%、103.8%、75.2%、18.5%,对于AC-10矿料级配,掺加SBS、SBR、水性环氧树脂、VAE后4种改性乳化沥青混合料的疲劳寿命比普通乳化沥青混合料提高了85.5%、142.8%、91.6%、62.6%,累积耗散能提高了49.5%、102.6%、77.4%、21.3%,由此可见,掺加SBR、SBS、水性环氧树脂、VAE改性剂可使得普通乳化沥青混合料疲劳寿命提高50%以上,4种改性乳化沥青混合料在1 000 με水平下的疲劳寿命达到了16 000次以上,达到了热拌沥青混合料的抗疲劳水平。

3.4.2MMLS 1/3加速加载试验

采用南非进口的MMLS1/3试验设备模拟行车荷载对乳化沥青混合料的疲劳损伤作用,按照MMLS1/3试件厚80 mm,试验温度60 ℃,接地压强0.7 MPa,试验胶轮加载速率为7.2 km/h,不同加载次数下试验胶轮轮迹正下方的车辙深度发展规律试验结果见图3。

图3 MMLS1/3试验结果

由图3MMLS1/3试验结果可知:

a.试验过程中,随着胶轮加载次数增加,5种乳化沥青混合料在试验荷载作用下的产生的车辙深度持续增大,与此同时,车辙增长速率逐渐减小。车辙深度发展呈两阶段增长趋势:在加载(5~10)万次前,车辙深度随试验胶轮加载次数增大而快速增大,加载(5~10)万次后,车辙深度随加载次数增加呈缓慢增大趋势,此时车辙发展进入稳定迁移期,分析以为第一阶段车辙变形主要来源于压密变形,这主要是乳化沥青混合料空隙率较大的原因,计算表明,压密变形阶段产生的车辙变形量约为总车辙深度的55%~60%。

b.相同加载次数,纤维乳化沥青冷再生混合料车辙变形量明显小于普通乳化沥青冷再生混合料(未掺加纤维),SBS、水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的车辙变形量相对最小,同时稳定迁移期车辙增长速率也较小,试验过程中,5种乳化沥青混合料并出现明显的松散或产生大裂纹,表现出了优良的抗疲劳耐久性能。加载120万次后,SBR、SBS、水性环氧树脂、VAE改性乳化沥青混合料的车辙变形量比普通乳化沥青混合料降低了32.3%、55.1%、49.2%、43.9%,可见掺加4种改性剂均能够显著改善乳化沥青混合料在高温持续荷载作用下的长期稳定性,4种改性乳化沥青混合料在高温持续荷载作用下的抗变形稳定性由优至劣排序为SBS、水性环氧树脂、VAE、SBR。

4 工程应用

基于室内试验研究,结合成本分析, SBS、SBR、水性环氧树脂、VAE改性AC-10乳化沥青混合料单价为251、262、268、215元/t,综合路用性能要求和工程经济性,课题组于2017年10月份在河北沧州某高速公路预防性养护工程进行了试验段验证。SBS、水性环氧树脂、VAE改性乳化沥青混合料试验段各铺筑了500 m,试验段总长度为1 500 m,铺筑面积17 250 m2。试验段采用AC-10矿料级配,压实厚度2 cm。采用快裂快凝乳化剂,施工1 h后即可开放交通,实测构造深度1.1 mm,渗水系数为0。3种改性乳化沥青混合料服役2 a后未见明显车辙、推移、泛油等病害,主要病害为老沥青混凝土表面的反射裂缝。总结试验段铺筑经验可以发现,SBS、水性环氧树脂、VAE改性乳化沥青混合料具有良好的高温稳定性、密封防水性和抗滑性能,对改善轻微车辙、微裂纹,改善行车舒适性有较好适用性,同时兼具预防性与修复性养护功能,全寿命周期养护投资综合效益高,具有推广应用价值。

5 结语

a.掺加SBR、SBS、水性环氧树脂、VAE这4种改性剂均可以显著提高乳化沥青的高温性能。SBS、SBR两种改性剂能够显著改善乳化沥青的低温性能,水性环氧树脂和VAE改性剂对乳化沥青低温性能改善不明显或略有负面影响,综合考虑乳化沥青蒸发残留物性能和工程经济性,建议用于乳化沥青改性剂时,SBR、SBS、水性环氧树脂、VAE 4种改性剂应不超过5%为宜。

b.SBR、SBS、水性环氧树脂、VAE这4种改性乳化沥青混合料的力学性能和路用性能可以达到热拌沥青混合料相同技术水平。建议将SBS、水性环氧树脂和VAE改性乳化沥青混合料应用于南方潮湿、高温多雨地区,SBR改性乳化沥青可用于我国北方等寒冷地区。

c.掺加SBR、SBS、水性环氧树脂、VAE这4种改性剂均可以显著提高乳化沥青混合料的抗疲劳性能和高温长期稳定性,4种改性乳化沥青混合料在高温持续荷载作用下的抗疲劳耐久性和抗变形稳定性由优至劣排序为SBS、水性环氧树脂、VAE、SBR。

d.实体工程应用表明,SBS、水性环氧树脂、VAE改性乳化沥青混合料具有良好的高温稳定性、密封防水性和抗滑性能,对改善轻微车辙、微裂纹,改善行车舒适性有较好适用性,同时兼具预防性与修复性养护功能,全寿命周期养护投资综合效益高,具有推广应用价值。

猜你喜欢
改性剂车辙环氧树脂
小车辙里的大野心
多功能沥青改性剂的作用机理及路用性能评价
红外光谱法测定SBS改性剂含量在沥青质量控制中的应用
基于车辙发展规律与主观行车安全的车辙评价模型
现场热再生技术在高速公路车辙处治中的应用探讨
三聚氰胺基阻燃剂在环氧树脂中的应用进展
碳纳米管阵列/环氧树脂的导热导电性能
可膨胀石墨对环氧树脂的阻燃改性
ACR抗冲击改性剂的合成及其在聚乳酸改性中的应用研究
含异氰酸基表面改性剂制备及其在PVC/木粉材料中的应用