水性环氧树脂改性乳化沥青在公路养护中的应用_何远航

延度（５ ℃）／ｃｍ
４．８ １８ ３１ ４２ ６１
从表 ４ 可以看出，水性环氧树脂乳液对改善乳化沥青的 低温延度有明显作用。
（２）水性环氧树脂乳液掺量对低温脆点的影响。水性环 氧树脂可以明显降低乳化沥青的脆点，试验结果见表 ５。
·３８· 新型建筑材料 ２００７．５
何远航， 等： 水性环氧树脂改性乳化沥青在公路养护中的应用
具体做法：将需处理的水泥混凝土路面接缝清扫干净，并 保持接缝干燥。用油壶软管沿着缝槽拖动，让改性乳化沥青均 匀流出，使缝槽灌满。改性乳化沥青破乳后水分蒸发，体积缩 小，一般间隔灌 ２￣３ 次才能将缝槽灌满。有坡度的缝槽，从高 处往下灌，要求尽量做到使缝槽渗漏部分灌满。当缝槽与路面 板底连通，不能灌满时，用砂将渗漏部位塞紧，然后再灌改性 乳化沥青，灌缝完成后在改性乳化沥青表面轻轻洒少量砂，即 可开放交通。 ３．２ 改性乳化沥青稀浆封层
将乳化沥青和水性环氧树脂乳液以及固化剂按照一定 的配比，边混合边均匀搅拌即得。手工搅拌，水性环氧树脂 乳液掺量占乳化沥青用量不超过 ３％；机械搅拌，水性环氧 树脂乳液掺量占乳化沥青用量不超过 ６％；胶体磨分散，水 性环氧树脂乳液掺量占乳化沥青用量不超过 １０％。注意避 免混合过程中乳液的破乳。ＤＦＧ－ ８８ 固化剂用量占水性环氧 用量的 ２５％。
石油沥青具有良好的粘结性、抗老化性和防水能力，长期 以来被广泛地用作筑路、防水和密封材料。用于防水工程有原 料易得、价格低廉等优点，是国内外防水防渗工程中应用最为 广泛的材料之一。然而沥青高温流淌、低温冷脆开裂、耐候性 不佳，大多采用现场熬制、热施工，既污染环境，也对工人身体 危害大、易发生火灾、施工效率低。随着能源危机的加剧和人 们环保意识的增强，沥青的乳化改性和新型防水涂料的开发 成为人们关注的热点［１］。
透层是沥青路面结构中很小的一部分，但是在路面经受 车辆交通荷载、风吹日晒等力学作用和气候作用过程中，它却 起着巨大的作用。透层是为了使沥青路面与非沥青材料基层 结合良好，在基层上浇洒石油沥青、煤沥青、液体沥青或乳化 沥青而形成的透入基层表面的薄层。沥青路面的级配砂砾、级 配碎石基层及半刚性基层上均必须浇洒透层沥青，以保证沥 青面层与基层具有良好的结合界面［６］。
粘结材料的沥青路面局部修补技术，具有应用范围广、施工便 利、节能降耗、减少污染、减少施工期等诸多优点，但是单一的 乳化沥青有粘结度低、柔韧性差、强度低等缺点，因此制约了 乳化沥青在沥青路面养护和维修中的推广和应用。
以乳化沥青为粘结材料的沥青路面局部修补技术具有突 出的优点，它的推广应用势在必行。但是，如何改善乳化沥青 的性能（即对乳化沥青进行改性），使其具有较强的粘结力、高 温稳定性、优越的弹性恢复能力和较高的抗压、抗变形能力等， 以满足在沥青路面维修和养护中的要求。目前，国内的水乳型 改性乳化沥青大多采用苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物 （ＳＢＳ）［２］、氯丁橡胶（ＣＲ）［３］、再生胶［４］、丁苯橡胶（ＳＢＲ）［５］等制备。 本文研究采用水性环氧树脂乳液对乳化沥青进行改性及其在 公路养护中的应用。
颗粒直径／μｍ 黏度（Ｃ２２５）／ｓ 筛余量／％ 沥青含量／％ 储存稳定度 １ ｄ
５ｄ 针入度（２５ ℃，１／１０ ｍｍ） 延度（５ ℃）／ｃｍ 软化点／℃
技术指标
＜５ １５ ０．１ ６０ ０．６ ３．５ ９６ ４．８ ４８
２．３ 改性乳化沥青的基本技术指标（见表 ３）
表 ３ 改性乳化沥青的基本技术指标
表 ６ 水性环氧树脂改性乳化沥青蒸发残留物 针入度软化点试验结果
水性环氧树脂乳液掺量／％ ０
针入度（２５ ℃，１／１０ ｍｍ） ９６
软化点／℃
４８
１．０ ２．０ ２．５ ３．０ ８８ ８２ ７５ ６８ ５０ ５１ ５１．５ ５２
从表 ６ 可以看出，改性乳化沥青的高温性能明显改善。 ２．４．３ 耐久性能试验
在 ２ 块 ３０ ｃｍ×３０ ｃｍ 的玻璃板上，分别涂上一定量的普 通乳化沥青和改性乳化沥青材料，平置于阳光下，使其水分完 全蒸发成膜。将 ２ 块玻璃板同时放入恒温干燥箱内，在 ６０ ℃ 条件下加热 ２４ ｈ，然后放入－ ２０ ℃冰箱中 ２４ ｈ，如此反复２８ ｄ。 普通乳化沥青材料膜均匀地布满网状裂缝；改性材料膜表面 呈细微网状皱纹，在低温下分别用刀片切削膜片，前者呈沥青 粉末，后者切出花状片屑，再反复加热，冷冻至 ６０ ｄ，普通乳化 沥青材料裂缝继续加深、改性乳化沥青材料仍无网裂出现。
新型建筑材料
全国中文核心期刊
水性环氧树脂改性乳化沥青 在公路养护中的应用
何远航，张荣辉
（广东工业大学建设学院，广东 广州 ５１０００６）
摘要：介绍采用水性环氧树脂乳液改性乳化沥青的制备过程，并对改性前后乳化沥青的低温、高温性能以及耐久性能进行了测
试，结果表明，经水性环氧树脂乳液改性后的乳化沥青，其各项性能均优于普通乳化沥青。改性乳化沥青是公路养护的一种新材料，
（１）将复合乳化剂溶于 ５５￣６５ ℃的水中，调节 ｐＨ 值至碱 性；（２）将沥青加热至 １２０￣１３０ ℃，按油水比 ６０∶４０ 加入到上 述乳化剂溶液中，经胶体磨高速剪切搅拌 ４￣６ ｍｉｎ 得到固含 量为 ６０％的乳化沥青。 １．３ 水性环氧乳液的制备
（１）自乳化环氧树脂的合成：将环氧树脂与乳化剂按一定 比例加入装有搅拌器和温度计的搅拌釜中，加热至所需温度， 使环氧树脂与乳化剂完全溶解后停止加热，开动搅拌器将其 搅拌均匀，然后控制在一定温度内，保温一定时间后，加一定 量的蒸馏水稀释到乳化剂水溶液中。（２）水性环氧乳液的制备： 用稀释剂稀释后的环氧树脂与制备的环氧乳化剂水溶液 （可 添加其它助剂）混合搅拌均匀，然后滴加蒸馏水直到体系的黏 度突然下降，此时体系的连续相由环氧溶液相转变为水相，发 生相转变（即 Ｗ／Ｏ 变为 Ｏ／Ｗ），继续高速搅拌一段时间后，加 蒸馏水稀释到一定浓度，即制得水性环氧乳液。 １．４ 水性环氧乳液的性能测试
表 ５ 水性环氧树脂改性乳化沥青蒸发残留物脆点试验结果
水性环氧树脂乳液掺量／％ ０ １．０ ２．０ ２．５ ３．０
脆点／℃
－ ９．７ － １１．８ － １６．５ － ２０．８ － ２４．６
２．４．２ 高温性能试验 除了低温延度和脆点反应的优点外，用其它方法也可评
价改性乳化沥青性能的改变。针入度有所下降与软化点有所 提高，反应了高温稳定性有明显改善，其试验结果见表 ６。
２ 结果分析与讨论
２．１ 水性环氧树脂乳液的基本技术指标（见表 １）
表 １ 水性环氧树脂乳液的技术指标
外观
黏度（２５ ℃） 固含量
（／ ｍＰａ·ｓ）
／％
ｐＨ 值 贮存稳定性
百度文库
乳白色
１８０
６０
６～７
＞６ 个月
２．２ 乳化沥青的基本技术指标 （见表 ２）
表 ２ 乳化沥青的技术指标
项目
乳液性能 蒸发残留沥青性能
改性乳化沥青可以提高稀浆封层的高温稳定性、低温抗
裂性、内聚力、粘附性、抗剥落能力、早期强度、防水性能，从而 延长其使用寿命。改性乳化沥青稀浆封层，充分发挥了改性乳 化沥青的优越性。其具有成型快、工期短、施工季节长、可以夜 间作业的特点，不但适用于一般普通公路路面的维修养护。而 且还适用于交通量较大的高等级公路的路面养护。 ３．３ 改性乳化沥青用作透层
改性乳化沥青是一种新型材料，它与普通乳化沥青具有 相似的性质，但又有区别。 ２．４．１ 低温性能试验
（１）水性环氧树脂乳液改性乳化沥青对低温延度的影响。 改性乳化沥青的低温延度（蒸发残留物）试验结果见表 ４。
表 ４ 水性环氧树脂改性乳化沥青蒸发残留物延度试验结果
水性环氧树脂乳液掺量／％ ０ １．０ ２．０ ２．５ ３．０
项目
乳液性能 蒸发残留沥青性能
颗粒直径／μｍ 黏度（Ｃ２２５）／ｓ 筛余量／％ 沥青含量／％ 储存稳定度 １ ｄ
５ｄ 针入度（２５ ℃，１／１０ ｍｍ） 延度（５ ℃）／ｃｍ 软化点／℃
技术指标
＜５ ２２ ０．１ ６０ ０．５ ３．８ ８２ ３１ ５１
实验结果表明，掺加 ２％水性环氧加 ＤＦＧ－ ８８ 固化剂的 改性乳化沥青各项技术指标比普通的乳化沥青有明显提高： 乳液黏度增加，使乳液与石料结合力增大；蒸发残留物的 ５ ℃ 延度、软化点都有明显的提高，而针入度有较明显下降，这说 明改性乳化沥青的高温稳定性和低温抗开裂性增强。 ２．４ 性能测试
随着国民经济的迅速发展，交通荷载的日益重型化、交通 量的大幅度增长、超载车辆的日趋严重，加速了沥青路面的损 坏。因此加强对沥青路面的养护和修补技术研究，以及如何延 长沥青路面的使用寿命，具有良好的市场前景。以乳化沥青为
收稿日期：２００７－ ０２－ ０８ 作者简介：何远航，男，１９８１ 年 １０ 月生，广东河源人，硕士研究生。
１ 实验部分
１．１ 实验材料 基质沥青：９０ 号道路石油沥青，茂名石化总厂生产；环氧
ＮＥＷ ＢＵＩＬＤＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ·３７·
何远航， 等： 水性环氧树脂改性乳化沥青在公路养护中的应用
树脂及固化剂 ＤＦＧ－ ８８：广州东风化工实业有限公司生产；活 性稀释剂 ５０１，十二烷基硫酸钠（ＳＤＳ），阳离子乳化剂：工业 级，宜兴药用化工厂生产。 １．２ 乳化沥青的制备
３ 改性乳化沥青在公路养护中的应用
３．１ 改性乳化沥青处理水泥混凝土路面裂缝 目前，在水泥混凝土路面建设和养护中常用的填缝材料
如热沥青、聚氨酯、聚氯乙烯（ＰＶＣ）胶泥等灌缝料稠度大，使 用效果不理想。而水性环氧树脂乳液改性乳化沥青具有很强 的渗透性，且黏度大、柔韧性好，当改性乳化沥青与矿料表面 接触时，改性乳化沥青迅速吸附在矿料表面，水被挤出蒸发， 留下沥青堵塞缝隙，从而有效地防止雨水浸入路基。
探讨其在道路路面裂缝、稀浆封层、透层和粘层以及石屑罩面等方面的应用。
关键词：乳化沥青；水性环氧树脂乳液；改性；应用
中图分类号：ＴＵ５３５
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００１－ ７０２Ｘ（２００７）０５－ ００３７－ ０４
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｗａｔｅｒ － ｅｐｏｘｙ ｒ ｅｓｉｎ ｔｏ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ＨＥ Ｙｕａｎｈａｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｒｏｎｇｈｕｉ
目测乳液样品的颜色、状态、均匀性等；采用 ＮＤＪ－ ５Ｓ 黏 度计测试乳液样品指定温度下的黏度；ｐＨ 值用广泛 ｐＨ 试纸 测试；按 ＧＢ １７２５—８９ 测试环氧乳液的固含量；将 １０ ｍｌ 乳液 加到 ４０ ｍｌ 去离子水中，用玻璃棒轻轻搅拌均匀，密封后于 （５０±１）℃烘箱静置 ４８ ｈ，观察其是否分层，若不分层可以视 为能贮存半年。 １．５ 水性环氧树脂乳液改性乳化沥青的配制
（Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｗａｔｅｒ － ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｌｏｗ－ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｈｉｇｈ － ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ａｆｔｅｒ ａｎｄ ｂｅｆｏｒｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｒｅ ｔｅｓｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈａｔ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ａｆｔｅｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｂｙ ｗａｔｅｒ－ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ａｄｖａｎｃｅｓ ｃｏｍｍｏｎ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｉｎ ａｌｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｔｏ ｒｏａｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｃｒａｃｋ， ｓｌｕｒｒｙ ｓｅａｌ ｃｏａｔ， ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ， ｍｕｃｏｓｉｔｙ ｌａｙｅｒ， ｇｒａｖｅｌ ｍａｎｔｌｅ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ ｏｆ ｒｏａｄｗａｙ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｉｔ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈａｔ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈｗａｙ ｍａｉｎｔａｉｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ；ｗａｔｅｒ－ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ｌａｔｅｘ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ