乳化沥青材料在预防性养护中的新发展

摘 要：高性能乳化沥青的发展与表面活性化学在乳化技术中的应用有密切关系。表面活性化学应用于改善乳化沥青的性能是预防性养护材料新发展的一个重要方向。常规的改性乳化沥青往往只能一般性地改善乳化沥青的性能。为更有针对性地改善用于预防性养护的乳化沥青，开发了各种各样的表面活性剂。例如为提高沥青与潮湿集料的黏附性开发有多种主动型黏附剂，为加快或减缓破乳的速率，有破乳促进剂或稳定剂，为提高乳液黏度有增黏剂等。这些表面活性剂的灵活应用大大改善了乳化沥青的路用性能，使它能达到或者接近热沥青的水平。

关键词：乳化沥青；表面活性；预防养护；新发展

一、 高漂浮度沥青

高漂浮度乳化沥青是一种采用妥尔油作为乳化剂的阴离子乳化沥青。妥尔油是造纸过程中产生的一种副产品，具有表面活性的化学成分，用它制作的乳化沥青在破乳过程中，复原沥青会形成管状胶的凝胶体（果冻状的啫喱结构），大大增大了流动阻力，可以防止沥青随意流动，从而增加裹覆集料或喷洒在路面上的沥青膜厚度。

由此可见，妥尔油乳化剂不仅是一种乳化剂，而且还起到了改善复原沥青性能的作用：高的漂浮度意味着沥青黏度的提高，伴随着高性能的改善。采用高针入度高的软沥青（针入度100～150）可以改善复原沥青的低温性能；厚的沥青膜意味着更好的密水性和抗剥落的性能。这些性能使高漂浮度乳化沥青成为一种低成本的高性能乳化沥青，被广泛应用于各种类型的石屑封层。

高漂浮度乳化沥青的阴离子特性使它更适合用于石灰岩等碱性集料，当使用于酸性集料时需要更长的初凝时间，因而要延长其养生的过程。

二、 乳化橡胶沥青

乳化橡胶沥青是以废轮胎橡胶作为原料的改性沥青材料，符合资源再利用的绿色概念，是冷态施工沥青材料的新亮点。将含有轮胎橡胶屑的沥青进行乳化，首要的关键技术是要让橡胶颗粒消融和弥散在基质沥青中，这对于相容性很差的橡胶颗粒（即使是粒径很细的橡胶粉）来说，在技术上有着相当大的难度。在最近十余年来，橡胶沥青的乳化技术已经有了很大发展，解决乳化橡胶沥青的制备工艺主要有两种方法：溶剂法和直接乳化法，目前这两种方法都已有了实用的例子。

（一） 溶剂法

溶剂法是将精细的橡胶粉首先在石油溶剂中浸泡成一种半融胀状态的分散体系，然后再与阳离子乳化沥青搅拌成橡胶沥青乳液。为使橡胶沥青乳液保持其稳定性，通常需要添加稳定剂，如与SBR改性剂复合使用则效果更好。美国VSS公司采用由40%～50%胶粉制成半融胀的橡胶沥青母体RG-1与含有3%SBR的慢裂快凝型阳离子改性乳化沥青拌和成乳化橡胶沥青（RG-1的用量为5%～8%），作为微表封层用的结合料。

（二） 直接乳化法

直接乳化法是将橡胶沥青直接作为基质沥青按照乳化沥青的工艺进行乳化，这一方法关键和前提是橡胶沥青必须是一种胶粉完全消融在沥青中的均质材料。为制备均质型的橡胶性沥青通常有两种方法，一种是借助于某些化学相溶剂（表面活性剂或其他化学助剂）在常规的改性沥青设备上进行，另一种是依靠提高处理的强度在高温、高压、强力剪切研磨的条件下经过长时间的熬炼使橡胶屑完全降解和消融于沥青中。

三、 工程设计复配型乳化沥青

预防性养护技术的设计和施工与具体的工程应用条件，诸如原路面的条件、集料的条件、气候与交通负荷的条件以及施工材料的运输条件等有着密切的关系。单一品种的乳化沥青很难满足不同应用条件对黏结材料的要求，因此如何使乳化沥青的性能成为可控的，能根据具体的工程应用条件来调节其性能就成为养护作业用乳化沥青材料发展的一个重要方向。

表面活性剂的迅速发展为实现上述目标提供了可能。灵活应用多种化学活性剂的不同功能就可能根据具体的工程条件复合配制出满足特定工程要求的乳化沥青材料，在美国被称为工程设计的乳化沥青。

工程设计的乳化沥青不仅常用于稀浆封层、超薄结构磨耗层等预防性养护技术，而且被廣泛应用于冷、温拌沥青混合料和各种冷再生技术中，它可以大大改善沥青对集料的裹覆性能。

四、 水溶性新材料的发展

许多高性能的聚合物的材料都是不溶于水的油基性材料，其中最典型的是环氧树脂材料。环氧树脂以其优良的高温性能，良好的黏附性能、高的拉伸剪切强度以及疲劳、抗水、抗油、抗化学腐蚀的特点而成为一种高温性能的黏结材料。但是环氧树脂是一种热固性的油基材料，不溶于水而只能溶于有机溶剂中，不仅需要有机溶剂而且配制工艺复杂，价格昂贵，溶剂挥发还会污染环境。因此通常只能用于预防性养护的某些具有高要求的场合。

如何改变环氧树脂的亲油性，使其水性化而制成水溶剂、乳化性的新材料，则称为环氧树脂材料进一步发展的重要方向。近些年来没有有机溶剂的水性化涂料发展十分迅速，已有不少成熟的技术在应用，这一趋势正在向其他许多领域，包括路用材料的领域发展。

五、 结语

近几年来，随着乳化沥青及其养护技术的不断推广应用，其带来的经济效益和社会效益日益显著。使用乳化沥青对路面进行预防性养护，既可以降低总体养护成本，又具有灵活、环保、简便等优势。相信，随着人们对乳化沥青及其应用技术更深入的研究和认识，使其在未来的道路养护和建设中发挥更大作用。

参考文献：

[1]李先锋.乳化沥青在公路预防性养护中的应用[J].科技资讯，2008（09）：79.

[2]罗伟东，宋作硼.乳化沥青在公路预防性养护中的应用[J].黑龙江交通科技，2004（09）：24-26.

作者简介：

李波，重庆市，重庆交通大学。