水性环氧树脂乳化沥青微表处路用性能影响研究发表时间：2017-08-11　　浏览次数：917

以乳化沥青为粘结料的沥青路面局部修补技术存在着纯乳化沥青强度低、柔韧性差、粘结度低等缺点，即使进行聚合物改性也不能满足更高的抗车辙、抗磨耗性能的要求。鉴于此，根据乳化沥青的自身的技术特性，同时结合环氧树脂较强的粘结力、高温稳定性等优异的物理化学性能，利用水性环氧树脂对乳化沥青进行改性，制备水性环氧树脂乳化沥青，可以解决了普通乳化沥青强度低、粘结力差的问题。然而在水性环氧树脂乳化沥青微表处的应用中，其性能会受到诸多因素的影响，因此本文主要对水性环氧树脂改性乳化沥青微表处路用性能影响因素进行研究中国沥青网sinoasphalt.com。

研究方案及原材料

本文拟使用采用阴离子乳化剂制备乳化沥青，用水性环氧树脂进行改性后而得到的水性环氧乳化沥青，通过配合比设计得到相应的混合料，并从改性剂、油石比、水泥掺量、水性环氧树脂掺量等4个方面通过1h湿轮磨耗试验、轮辙变形试验对微表处路用性能影响进行对比研究。

(1)微表处用粗、细集料应坚硬、洁净并有适当级配，以保证微表处耐磨抗滑的优良特性，本文粗集料选用玄武岩，细集料选用石灰岩。微表处用集料应满足各项技术指标。(2)使用洁净的自来水。(3)本文所用水泥为42.5#普通硅酸盐水泥。(4)采用干燥、洁净、无杂质石灰岩矿粉。(5)自制水性环氧树脂乳化沥青。

微表处混合料配合比设计

设计级配筛孔通过率

级配是混合料良好性能的重要保证，国际稀浆封层协会将微表处级配分为II、III型两类。本文选择III型级配。

微表处配合比设计

(1)根据以往工程经验初选乳化沥青、水、添加剂用量，进行可拌和时间和粘聚力试验。(2)根据可拌和时间试验结果，粘聚力试验结果和稀浆混合料外观状态，按照各项技术指标对微表处混合料性能进行试验。(3)以1h湿轮磨耗值恰好大于540g/m2的沥青用量作为最小油石比Pbmin，以黏附砂量接近450g/m2的油石比做为最大油石比Pbmaｘ，得到油石比可选范围Pbmin～Pbmaｘ，在Pbmin～Pbmaｘ范围内考虑抗车辙能力、抗水损能力等各项影响因素，选择最为合适的油石比，并保证稀浆混合料的各项性能均满足要求。(4)充分考虑路面状况、气候和交通等各种因素，综合确定混合料最佳油石比。

微表处混合料路用性能影响

按2.2方法步骤进行配合比设计，确定了水性环氧树脂乳化沥青混合料最佳油石比为7%。

改性剂

试验通过使用不同改性剂改性的乳化沥青，掺量均为3.3%，乳化沥青固含量为59.5%，成型混合料试件后进行了1h湿轮磨耗及轮辙变形试验。

可以看出，改性剂种类对微表处混合料耐磨耗性能和抗车辙能力影响明显，水性环氧树脂改性乳化沥青微表处的1h湿轮磨耗值及宽度变形率小于SBR改性乳化沥青的1h湿轮磨耗值和宽度变形率。同时，水性环氧乳化沥青微表处1h湿轮磨耗后试件表面相对于SBR改性乳化沥青微表处，松散、掉粒现象较少，这是由于水性环氧树脂和固化剂发生一系列的化学交联反应，形成高粘结性能的空间网状结构，提高集料与沥青之间的粘附性，提高了耐磨耗性。

因此，水性环氧乳化沥青微表处的耐磨耗性和抗车辙能力优于SBR改性乳化沥青微表处。

油石比

试验通过使用不同油石比成型混合料试件，进行了1h湿轮磨耗及轮辙变形试验。其中水性环氧树脂掺量为3.3%，乳化沥青固含量为59.5%。

可以看出，随着油石比的增高，1h湿轮磨耗值减小，说明混合料的耐磨耗性提升；当油石比从6%提高到7%，磨耗值降低了201.9g/m2，从7%提高到8%时，磨耗值降低了140g/m2，降低幅度逐渐减小。随着油石比的提高，更多的沥青形成结构沥青，提高了混合料的抗磨耗性；当达到一定的油石比之后，随着油石比的进一步提高，过多的沥青将会成为自由沥青，对混合料抗磨耗性能提高不大。而混合料的宽度变形率随油石比增大先减小后增大，油石比为7.0%时，其宽度变形率最小。这说明微表处混合料油石比偏大或偏小均不利于抵抗车辙。

水泥掺量

试验通过使用不同水泥掺量成型混合料试件，进行了1h湿轮磨耗及轮辙变形试验。其中水性环氧树脂掺量为3.3%，乳化沥青固含量为59.5%。

可以看出，随水泥用量的增加，1h湿轮磨耗值和宽度变形率降低，抗磨耗性能即抗车辙性能得到显著改善；当水泥添量从0.5%增加到1.0%时，混合料1h湿轮磨耗值降低117.7g/m2；当添加量从1.0%增加到1.5%时，混合料1h湿轮磨耗值降低50.0g/m2；当添加量从1.5%增加到2.0%时混合料1h湿轮磨耗值降低15.3g/m2，即混合料磨耗值降低幅度越来越小，宽度变形率也是同样的变化规律。但不管是磨耗值还是宽度变形率均随着水泥用量的增加而减小。研究表明，水泥加入混合料中，由于水量不足或被乳化沥青包裹等原因，未能够充分水化，等于在混合料中起矿粉的作用，水泥本身又是强碱物质，与沥青表面形成化学吸附，提高结构沥青的比例，改善混合料的抗磨耗性。同样，水泥水化后，其水化产物和沥青膜之间既相互独立又相互交织，水化产物呈纤维状，一端插入沥青膜，一端露出沥青膜外插入或连接另外一集料表面沥青膜，这样水化产物在沥青膜与沥青膜之间、矿粉与沥青膜之间、矿粉与矿粉之间起到“加筋”作用，由此交互形成立体网状结构物，这种立体网状结构物裹附在集料表面，有效提高混合料抗车辙能力。

水性环氧树脂掺量

试验方案使用不同水性环氧树脂掺量成型混合料试件，进行了1h湿轮磨耗及轮辙变形试验。

可以看出，当油石比及用水量一定时，随着水性环氧树脂掺量的增加，1h湿轮磨耗值及宽度变形率降低。即说明了混合料抗磨耗性能和抵抗车辙能力得到了提高。究其原因主要是由于水性环氧树脂和固化剂发生一系列的化学交联反应，随着水性环氧树脂掺量的增加，交联网络更大，形成更大的高粘结性能的空间网状结构，提高集料与沥青之间的粘附性，进而提高耐磨耗性和抗车辙能力。

结论

(1)水性环氧树脂乳化沥青微表处的耐磨耗性和抗车辙能力优于SBR改性乳化沥青微表处。

(2)随着油石比的增高，水性环氧树脂乳化沥青微表处1h湿轮磨耗值减小，耐磨耗性增强；宽度变形率增大先减小后增大，抗车辙能力先增大后减小。

(3)随水泥用量的增加，水性环氧树脂乳化沥青微表处1h湿轮磨耗值和宽度变形率降低，抗磨耗性能和抗车辙性能得到显著改善。

(4)随着水性环氧树脂掺量的增加，水性环氧树脂乳化沥青微表处1h湿轮磨耗值及宽度变形率降低，抗磨耗性能和抗车辙性能得到改善。