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乳化剂含量对乳化沥青性能影响的讨论【摘 要】近年来，乳化沥青由于它的许多优点，在高速公路的施工中得以广泛应用，所以有必 要对其做进一步的了解本文主要阐述了当采用不同含量的同一种乳化剂时，对乳化沥青各种性 能的影响，最后探讨了乳化沥青的发展前景关键词】沥青 乳化剂 乳化沥青1998年以来，我国高速公路里程大幅度增加，但有相当一部分已出现早期破坏已建成的高 速公路养护工作量很大，按照国外的一般情况，高速公路路面长则 10年，短则5-8年，表面层就急需维修罩面一次我国的高 速公路沥青路面，早期的已经使用了 10多年，相当一部分也已经有五 六年以上，均已经到了维修养护期那么这样以来，如果只靠以前的养护技术是不能满足实际需要的，所以为了满足我国公路 养护的需要，乳化沥青已被广泛应用所谓乳化沥青，是指将沥青热融，经过机械作用，使沥青微粒悬浮于乳化剂水溶液中，形成 水包油型的一种乳液使用这种沥青乳液修路时，不需加热，可以在常温状态下进行喷洒、贯入 或拌和摊铺、铺筑各种结构路面的面层及基层，也可用作透层油、粘层油以及用于各种稳定基层 的养护一般来说，乳化沥青大都应用于稀浆封层中，那么稀浆封层的应用历史也很悠久，据调 查我国最早应用稀浆封层是在八十年代初，在援建赞比亚公路上铺筑了乳化沥青稀浆封层进行表 面处置，效果很好。

在“七五”和“八五”攻关以后这项工艺在我国得到了推广但是由于乳化 剂的原因，当时我们使用的是阴离子表面活性剂，有的时候就用 “十二烷基磺酸钠”来代替，这样的效果 是很不好的，湿的石料上带有负电，与阴离子的乳化沥青溶液的粘附性不好，破乳只能 靠水分的蒸发，但是在成功的研制了 “慢裂快凝”型阳离子表面活性剂之后，稀浆封层才得到了 长足的发展然而，采用乳化沥青稀浆封层它与普通的热拌和沥青混凝土相比在能耗、污染和施工等方面 有明显的优势：第一：节约能源采用热沥青修路时，一般都要为重复加热，这就需要消耗大量的燃料；而采用乳化沥青修路时，只需在沥青乳化时一次加热，而且沥青加热温度只需达 120度到140度之间，仅此就比热沥青降低50度，这就可以节省部分热能；另外，制成的沥青乳液可以在现场随时使用，不需要重复加 温或持续加温，即使在阴湿或低温季节也可照常施工第二：节省资源在使用时，阳离子沥青乳液与骨料表面具有良好的配伍性与粘附性，可以在骨料表面形成均 匀的沥青膜容易准确地控制沥青的用量，保证骨料之间能有足够的结构沥青，使其自由沥青降低 到适宜程度，因而提高了路面的稳定性、防水性与耐磨性那么节省沥青既是节省资源也是节省 能源，因为沥青也是一种能源材料，又是当前筑路中缺少的材料，随着沥青价格的上升，采用乳 化沥青筑路的经济效益将更为显著；另外，采用阳离子沥青乳液与碱性和酸性骨料都有良好的粘 附效果，从而扩大了骨料的来源，更便于就地取材，减少了材料的运输，降低了工程造价。

第三：延长了施工季节采用阳离子乳化沥青修路几乎不受低温与阴雨天气的影响，当发现病害时可以及时做到“补 早、补小、补彻底”防止病害扩大，从而延长油路的使用寿命，提高好路率、改善路况；同时乳 化沥青施工温度一般白天不低于10度，夜间不低于5度，其可以在雨后立即施工，不需等待骨料与 路面晒干，可以减少雨后的停工生活费和机械的停机台班费，仅此，在一个多雨地区的省，一年 里可以节省费用约20万元，并且可以提前完成养路计划第四：改善施工条件，减少环境污染阳离子沥青乳液可在常温条件下使用，现场不需支锅加热沥青，工人不受烟熏火烤，减少环境污染尤其值得重视的是热沥青施工中的安全事 故，如烧伤、烫伤、火灾等事故每个筑路部 门，每年都有不同程度的发生，筑路工人头顶烈日脚踏滚烫的混合料，再加之热沥青的气味呛的 工人喘不上气来，这种施工操作条件加重了劳动强度，也危害着工人的健康，而且阳离子乳化沥青筑路时，可以改善这些不利的施工条件，，降低劳动强度因此，虽然说使用阳离子乳化沥青筑路，增加了乳化工艺与乳化剂等部分费用，但由于上述四个 优点，因而其总的社会效益、经济效益、环境效益优于用热沥青修筑路面第一部分：乳化沥青的乳化原理及条件首先乳化沥青它是由沥青、乳化剂、和水三部分组成的，其中乳化剂在乳化沥青中所占的比 例虽小，但是却起主要作用。

乳化剂是表面活性剂的一种类型，它具有表面活性剂的基本特性 表面活性剂在日常生活中常见的情况有：将油和水一起注入烧杯时，经过搅拌或振荡后稍静置一 会，就会出现油水分层现象，上层为油下层为水，在油水两相分界线处形成一层明显的接触膜， 即使再次搅拌，一旦静置还会分成两层如果在油、水中加入少量的表面活性剂（或乳化剂）如 合成洗涤剂或肥皂，再经搅拌混合，则油就变成微小的颗粒分散与水中，成为乳状液这种乳状 液静置后很难分层，此现象称为乳化上述现象是因为油和水的接触面上，有相互排斥和各自尽量缩小其接触面积的两种作用因 此，只有当油浮于水面分为两层时，它们的接触面积才最小、最稳定如果加以搅拌油便变成微 小颗粒（微粒）分散于水中，这样就增大了油和水的接触面积，是不稳定的因此，一旦停止搅 拌，它们又把接触面恢复到原来的最小情况，从而分成上下两层但是在油水溶液中，加入表面活性剂（或乳化剂）后，由于乳化剂的分子结构由具有溶于油 的亲油基和易溶于水的亲水基所组成亲油基与亲水基这两个基团，不仅具有防止油水两相相互 排斥的功能，而且还具有把油水两相连接起来不使其分 离的特殊功能因此，当油水溶液中加入乳化剂后，由于乳化剂以其两个基团的定向排列于油水两相界面之间，把油和水连接起来，从而 防止了它们的相互排斥作用。

因此，即使再次搅拌，增大了油和水的接触面积，油仍可以以细小 的微粒稳定地分散于水中，这就是由于乳化剂具有两个基团作用的效果那么油水两相之所以互不相溶而分成两层，是由于两种液体间存在不同的表面张力所引起的，但 油水溶液中加入乳化剂或表面活性剂后，其在亲油基与亲水基作用下，使它能够吸附于沥青和水的相互排斥的界面上，从而降低它们之间的界面张力，达到了乳化作用第二部分：试验仪器与方法1、 乳化沥青筛上剩余量试验此项试验是为了检验乳液中沥青微粒的均匀程度，也就是检验沥青乳化的效果在乳化完成后，沥青颗粒应分布均匀稳定，不应含有大量的粗颗粒及结块如果乳化效果不好，乳液中含有 大量的粗颗粒及结块就会使乳液产生结皮或沉淀，这就会影响乳液中的沥青含量；另外，在用此 乳液施工时，容易造成喷洒设备的堵塞或与矿料拌和不匀影响施工质量因此，此项检验是确定 乳化剂和乳化机械性能好坏性能的重要指标方法：是待乳化完的乳液完全冷却或基本消沫后（通常将乳液密封保存 24h），通过1.18mm筛孔筛子，求出筛上残留物占过筛乳液质量的百分比，以此来判定乳液的质量，此项检验的标准是： 所测乳液的筛上剩余应小于0.1%为合格.2、 乳化沥青的粘度试验对于不同的施工方法、施工季节和路面结构，对乳液有不同的粘度要求，乳液粘度不适当，造成路面过早破坏的教训是不少的。

因此，对于乳液的粘度要求会越来越高 ^我国公路部门目前普遍采用的是道路沥青标准粘度计测定沥青或渣油的粘度 ，规定在60度条件下,从5mm或10mm流孔中流出50ml所需要的时间来表示沥青或渣油的粘度.由于乳液的粘度低， 完全采用上述方法是不适宜的，经过反复对比试验，确定以测定温度为25度,流孔直径为3mm,流出 50ml所需时间为乳液粘度.3、乳化沥青与矿料的粘附性试验该试验是测定乳液薄膜与石料表面的粘附性，以评定其粘结力及抗剥落的性能，采用乳化沥青 粘附性试验仪试验方法：先将洗净、干燥的矿料（取 19.0mm-31.5mm粒径）在400ml的水中浸泡1min,然后再放入300ml的乳液中浸泡1min,取出于空气中存放20min再于水中摆洗3min,摆洗后观察乳液与 矿料表面的粘附情况根据我国情况参照日本标准，我国规定该试验的结果评定是以石料上沥青粘附面积占整个石 料面积的2/3以上即为合格4、 乳化沥青储存稳定性试验此试验是检验乳液的存放稳定性乳化沥青储存稳定性是在储存规定时间后，容器中上、 下乳液浓度的变化程度以判断乳液储存后的稳定性能影响乳化沥青的储存稳定性的因素很多， 主要是乳化剂的性能、沥青微粒尺寸、乳液中沥青含量及外界气温、湿度等。

试验方法：将乳液倒入特制的带有上下开口及支管的玻璃管，然后在常温下静置规定时间后， 取上、下支管（约50g）乳液，按“乳化沥青蒸发残留物含量试验”方法测定上下乳液的蒸发残留 物含量差值，来判断其稳定性此试验法根据我国实际情况规定储存温度以乳液制造时的室温为标准；储存时间采用 5天，并 参照ASTMD244,乳化沥青标准规定需要时也可用1天；5天储存时间，乳液的储存稳定性要小于 5%， 一天的储存稳定性要小于1%5、 乳化沥青微粒离子电荷试验乳化沥青微粒离子电荷试验用以确定乳液所带电荷类型试验方法：在乳液中放入两块电极板通入 6v直流电，3min后观察在哪个电极板上吸附有大量 沥青微粒如负极板附有大量沥青微粒，说明沥青微粒带正电荷，则该乳液为阳离子型；反之为 阴离子型乳液6、乳液中沥青微粒直径的测定乳液中沥青微粒直径的大小是乳液储存稳定性的重要因素之一，也是检验乳化剂和乳化机械 性能的重要指标测定沥青微粒直径的手段主要靠显微镜，要求是显微镜目镜配有 2-5微米的刻度尺，放大倍数一般在500-600倍测定前将乳液用分散剂稀释， 然后做成涂片，为了防止水分蒸发保持颗粒稳定， 应在涂片上盖上薄膜盖片，以便在显微镜下能进行观察和计测，计测时动作要快，因为时间拖长 可能产生破乳，凝聚影响测 试，最好显微镜带有照相设备，把图片摄制下来，制成相片后在相片 上计测就方便多了。

第三部分：试验数据与结果评定1、乳化沥青筛上剩余量试验数据（表1-1）乳化剜类型及含量偶)试验次漱乳化谢青试择质量专滤网及金展盘质氢球(nit)滤网' 金属翌及剩余残留物合计质量g 3)筛上残留 物含量平均僵C9S)1. 2%500,071.471. 70,060, 07503.263.363. 70.0®瓦 1,4%505. 470. 570. S0.040.045444.963.7 •63,90.05El 1. 6%S00. 0泡7S9. 90.040. 03500. 062. 762. 80.02Ex L 3%499.663.063, 10.020. 02510. 071. 37L 40.02El 2.孺50L256. 8强850.010. 015467.371.271, 30.02St筛上残留物含萤二(问/m (%)通过上表可以看出，同一种乳化剂含量不同，它的乳化效果也不同；其随乳化剂含量的增加它的筛上残留物含量逐渐降低，即说明在一定程度上乳化剂含量越多乳化效果就越好 .2、乳化沥青与矿料的粘附性试验经试验得出，当采用不同含量的同一种乳化剂时，其乳化沥青无论与碱性岩(石灰岩)还是 酸性岩(玄武岩)都有良好的粘附性，也就是说乳化剂含量对乳化沥青与矿料的粘附性没有多大 影响；同时，也说明了乳化沥青的广泛应用性。

乳 化 沥 青 标 准 粘 度 试 验数据1-2)31化利类型及含£ （幻试验次数n乳化滴青粘度 （秒）平均值（秒）瓦L蹿Cl)9. S2+ &7⑵9.72Et 1. 4%。