热门关键词:路面施工| 微表处施工 | 防水施工|封层施工|沥青加工

乳化沥青的基本介绍

一)乳化沥青的组成材料
  乳化沥青是将粘稠沥青加热至热熔状态,经机械的强力搅拌作用,使沥青以细微液滴(粒径2-5甲)状态分布在含有乳化剂的水溶液中,成为水包油(O/W)状的沥青乳液。
  1.沥青
  沥青是乳化沥青中的基本成分,在乳化沥青中占55%-70%。沥青的选择,应根据乳化沥青在路面工程中的用途而定。一般来说,几乎各种标号的沥青都可以乳化,相同油源和工艺的沥青,针入度较大者易于形成乳液。道路工程中用于配制乳化沥青的沥青针入度范围多在100-200之间。沥青的原油基属、化学组成和结构对乳化沥青的制作和形成后的性质有重要的影响,含蜡量较高的沥青较难乳化,且乳化后储存稳定性欠佳。
  2.水
  水是沥青分散的介质,其硬度和离子性对乳化沥青的形成和稳定性有较大的影响。一般要求水不应太硬。水中存在钙、镁等离子时,对于生产阳离子乳化沥青有利,但不利于生产阴离子乳化沥青;而碳酸离子和碳酸氢离子对两种乳化沥青的作用刚好相反。水中的粒状物质通常带有负电荷,由于对阳离子乳化剂的吸附,对生产阳离子乳化沥青不利。因此,应根据乳化沥青的离子类型、选择符合水质要求的水源。
  3.乳化剂
  乳化剂在乳化沥青中所占的比例较低(一般为干分之几),但对乳化沥青的生产、贮存及施工起着关键性的作用。
  4.稳定剂
  为了改善沥青乳液的均匀性、减缓沥青微粒之间的凝聚速度、提高乳液的稳定性、增强与石料的粘附能力,常在乳液中加入——定的稳定剂。掺加稳定剂还可能降低乳化剂的使用剂量。稳定剂分为无机和有机两类。
  1)无机稳定剂
  常用的稳定效果最明显的无机盐类物质为氯化铵、氯化钙和氯化镁等。如氯化钙可以降低季铵盐阳离子乳化剂的用量。对于胺型阳离子乳化剂,由于不能直接溶解于水,需要用盐酸将水的PN值调节至2左右,或用醋酸调节至4左右方能使用。但如果酸过量,则乳化性和稳定性将受到影响。
  2)有机稳定剂
  常用的有聚乙烯醇,它与阳离子乳化剂复合使用对含蜡量高的沥青的乳化及储存稳定性起良好的作用。此外,还可采用甲基纤维素、聚丙烯酰胺、糊精、MP废液等。
  (二)沥青乳化剂的分类
  乳化剂一般为表面活性物质,称为表面活性剂,有天然产物和人工合成制品,现主要采用人工合成的表面活性剂。
乳化剂按其能否在溶液中解离生成离子或离子胶束而分为离子型乳化剂和非离子型乳化剂两大类。离子型乳化剂按其解离后亲水端所带的电荷的不同而分为阴离子型、阳离子型和两性离子型乳化剂等三类。
  1.阴离子型沥青乳化剂
  阴离子乳化剂原料易得、生产工艺简单、价格低廉,早在20世纪20年代防离子型沥青乳化剂就已开始广泛使用。目前该类型乳化剂的使用量虽不及阳离子型乳化剂,但仍在使用。所生产的乳化沥青一般为中裂型,也有部分是慢裂型,可用于稀浆封层、贯人式、表面处治等。
  2.阳离子型沥青乳化剂
  阳离子乳化沥青比阴离子乳化沥青的发展要晚一些,但经过多年的实践人们发现,阴离子沥青的微粒上带有负电荷,与湿润集料表面普通带有的负电荷相同,由同性相斥的原因,使得沥青不能尽快的粘附到集料表面上,这样会影响路面的早期成型,延迟交通的开放。而阳离子乳化沥青则克服了以上的缺点,所以,近年来阳离子乳化沥青的发展要快得多,用量要大得多。由于我国乳化沥青的生产起步较晚,为赶超世界水平,交通部门一开始就是以阳离子乳化沥青起步的。其标志之一就是交通部于1978年组织力量进行阳离子乳化沥青及其路用性能的研究。
  3.两性离子型沥青乳化剂
  两性例子沥青乳化剂的特点是:其带电性是随着溶液的PH值变化而变化的,但其对氨基酸类乳化剂来所,由于有等电子的存在而在某个PH值时表现出不带电的状态,而溶解度最低,应用此类乳化剂应该注意。由于两性离子的带点状态可随环境的变化而变化,所以这类乳化剂可以在阴离子、阳离子以及不同PH值环境下应用。这类乳化剂属于高档乳化剂,成本较高,这可能是影响其推广应用的主要因素。国内有单位用此类乳化剂进行乳化沥青的试验研究,但未见有大量应用的报道。
  (三)乳化沥青的生产工艺
  乳化沥青的生产工艺:重交沥青——加热到130度——加入乳化剂、稳定剂和水——高速剪切——乳化沥青产品。
  (四)乳化沥青的有点和经济性
  1.节能
  稀释沥青中的煤油或汽油含量可以达到50%,而乳化沥青中则只含0~2%。所以,这是一项在白色燃料生产利用方面具有重要价值的节约行为,仅仅依靠增加轻制油溶剂来减少沥青的粘度标准,沥青就能够被浇灌和撒布,并希望使用后的轻制油能够挥发进入大气中。事实上,如果轻制油不能够挥发,那么沥青就太软了,在交通荷载作用下,道路表面就可能泛油或变形。
  现将乳液和具有同样固体的轻制油进行比较,结果如下。
轻制油(轻制沥青):
  加工1L摊铺用的轻制沥青大约需要能量700KJ,再加上切削器等增加的能量,即40000KJ/L,生产这样1L60%的轻制沥青乳液设整个能量需求是:
700+4.4X40000=16700(KN)
  乳化沥青:生产1L乳化沥青需要能量576KJ,生产1L乳化沥青的设乳化剂能量为584KJ,这样生产1L乳化沥青的总能量为1160KJ。
  由此可以看出,大部分能量是被燃料消耗掉了。
  2.多用途性
  乳化沥青有许多种应用方法,应用时要选择合适设方法,因为它们有一个非常广设应用范围。同样设乳液既能够作大面积的封层撤布,也能够用来进行小范围设坑槽修补工作。因为它们能够长期储存在储罐中,在偏远地区应用时,利用滚筒洒布应用起来非常容易。
  3.使用方便
  乳液设专业化撒布,需要专业化设设备,如撒布机。然而,小面积设乳液应用可直接采用手工浇灌和手工撒布,如小面积设坑槽补工作、裂缝填缝料等,小数量设冷拌混合料只需要基本设备就行。例如,一只带挡板的洒水壶和一个铁锹就能够进行小面积的封层和裂缝修补,采用灌入式坑槽修补方法填充路面坑洞等应用简单易行。
  (五)乳液的养护方法和应用
  在SHRP计划中,美国和加拿大已经将路面设预防性养护计划进行了试验,效果比较好。持续时间较长设养护方法是稀浆封层、石屑罩面和灌入式坑洞修补方法。
路面损坏设分类如下:
  A)变形或扭曲
  路面的塑性变形是由于车辆超载造成的。包括车辙、挤浆和搓板现象及路面推挤。
  B)裂缝
  路面裂缝是由许多因素产生的,其中有许多是结构上设原因。例如,疲劳裂缝是由于路面刚度丧失和交通车辆的反复碾压引起的;纵裂缝、网裂缝和温缩裂缝是由于材料和设计因素引起的,既有路面的原因,也有材料老化和环境方面的原因。反射裂缝是由于已存在的裂缝损坏或在水泥混凝土路面中连接起来引起的。
  C)破裂
  随着时间的推移,道路面层逐渐老化、沥青的老化在不同程度上取决于环境和沥青的化学性质,这些老化将导致路面断裂、面层结构丧失和通常的裂缝和坑洞。坑洞是由于混合料中细料的丧失或路面粒料较小及路面下沉造成的。
  D) 剥离——水分侵蚀
  由于一些沥青对水的敏感性,特别是在车辆和孔隙水压力的作用下,引起沥青的粘附性丧失和路面坍陷。
为了发挥乳化沥青养护的优点,目前正在研究几种重要的养护方法,其中SHRP计划已经确认裂缝填缝料、稀浆封层、石屑罩面和喷射坑洞修补等四种方法是比较好的乳液养护方法。
稀浆封层
   稀浆封层是一种冷拌沥青混合料,具有骨料和沥青混合的优点,在通常情况下,相似的级配稀浆封层具有比热拌沥青混合料高的模量,所以常用它来填充路面车辙。比较高的稳定度具有较高的抗变形能力。
  混合料通常是由较硬设细骨料级配和耐磨的具有高砂当量的骨料组成,特别是微观封层和聚合物改性封层这种情况极大地增加了路面的强度和完整性。这使路面具有高磨损阻力和极好的变形阻力。
  乳化沥青乳液也容易在移动的稀浆封层摊铺机上使用,在该机器上进行拌和及运用掺加剂进行化学控制来满足养护的需要。


TAG:


联系我们

公司名称:河北德安公路工程有限公司
电话:18803187887
传真:0318-5317999
手机:18766003456
邮箱:deangongcheng@163.com
地址:河北省衡水市故城县新开发区顺达路北侧