水性环氧乳化沥青混合料的路用性能研究

李靖

摘 要：随着我国道路网络的不断延伸，道路交通量急剧增加，公路路面的养护工作日趋严峻，路面养护需要不受气候条件限制的高性能修补材料，而水性环氧乳化沥青混合料作为一种优良的修补材料，能在常温下对路面进行快速修补。因此，研究环氧乳化沥青混合料的路用性能意义重大。本文简单分析了水性环氧乳化沥青混合料及其路用性能。

关键词：水性环氧；乳化沥青；混合料；路用性能

近年来，我国道路交通量快速增长，国民经济的发展对公路交通需求量及服务水平要求越来越高，现有的沥青路面大都处于超负荷与超龄期的状态。随着沥青路面使用时间的延长，加之异常天气和重载超限车辆的影响，导致各种病害的出现。以乳化沥青为粘结料的沥青路面局部修补技术，具有节能降耗、减少污染、应用范围广、施工便利、减少施工期等诸多优点。但纯乳化沥青强度低、柔韧性差粘结度低，不利于乳化沥青在沥青路面养护和维修中的推广和应用。采用水性环氧树脂对乳化浙青进行改性，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的要求。

一、水性环氧乳化沥青混合料

（一）乳化沥青。乳化沏青中主要包含湖青、水、乳化剂和稳定剂。乳化沥青制备过程是将黏稠的沥青加热到流动状态，再经搅拌，剪切及高速离心等机械作用，使沥青形成细小的微粒，且以此状态均匀分散于含有稳定剂、乳化剂及其它添加剂的水中，形成水包油型的沥青乳液，其外观为茶褐色，在常温下有较好的流动性。

（二）混合料。水性环氧乳化沥青混合料以乳化沥青为基料，以环氧树脂、固化剂、环氧树脂改性剂的混合乳液作为改性剂，按一定比例配制而成，表1是制备水性环氧沥青的各种组分的比例，將水性环氧树脂按照计量加入乳化沥青中，经过搅拌使之混合均匀，得到A组分。使用时将B组分固化剂T450按照水性环氧沥青环氧树脂E-51和PF5233的计量计算加入，经高速搅拌混合均匀后在30min用完。乳化沥青加入水性环氧树脂后，在受机械力的作用及两种物质分子自身运动情况下，乳化沥青与水性环氧树脂相互交错形成物理交联键，除物理键交联外，沥青、环氧树脂之间还存在着化学键交联。与单纯的环氧树脂分子网络或单纯的沥青胶体结构相比，这种整体网络结构抵抗外力破坏的能力要强得多；牢固的环氧树脂交联网络提高了改性乳化沥青的耐久性；水性环氧树脂乳化湖青具有较强的粘结强度；同时，完好的交联网络，保证了其良好的高温稳定性和低温抗裂性。

二、水性环氧乳化沥青混合料的路用性能

（一）强度。水性环氧乳化沥青的强度形成过程复杂，包括环氧乳化沥青与集料的粘附、破乳、水分析出、水分蒸干和树脂固化等复杂反应。由于水分的存在，在泥合料摊铺初期，水分游离在混合料内部，干扰了粘结料与集料之间的粘附作用，同时也对集料之间的滑动起到促进作用，使集料之间的嵌挤作用减弱，从而使得混合料的整体强度较低。随着荷载量的增加以及水分的蒸发，混合料的强度逐渐增加至稳定值。

（二）高温性能。水性环氧乳化沥青混合料的高温稳定性测定，采用车辙试验（DS—动稳定度）用以检验混合料的高温抗车辙能力。通过实验可知，环氧乳化沥青混合料的动稳定度明显高于乳化沥青混合料及热拌沥青混合料，原因主要是沥青本身是热塑性材料，沥青在高温条件下粘度极剧变小呈流体状态，而环氧树脂是热固材料，环氧树脂与固化剂发生交联作用，形成稳固的三维网状结构，从而表现出良好的高温抗车辙性能。

（三）低温抗裂性能。在低温季节，路面层在温度梯度下会产生收缩变形，当变形受到限制后铺装层之间收缩变形量差异较大时，铺装层表面将会产生收缩应力，当收缩应力超过混合料的容许拉应力时，便会开裂，这就要求水性环氧乳化沥青混合料有较高的低温变形能力。目前用作评价沥青混合料的低温抗裂性的试验方法很多，其中小梁弯曲试验是目前比较常见的低温试验方法，评价低温抗裂性能的指标有抗弯拉强度和弯拉应变值。

（四）水稳定性。所谓沥青混合料的水稳定性，就是混合料的抗水损害能力，影响混合料水稳定性的因素有很多，包括集料性质、沥青性质、沥青与集料之间的作用以及混合料的体积指标等因素。沥青混合料的水稳定性通过浸水马歇尔稳定度试验及沥青混合料冻融劈裂试验来评价。水性环氧乳化沥青混合料试件的稳定度MS1要高于热拌沥青混合料及乳化沥青混合料。这是由于环氧树脂本身粘结力较大，而且作为一种热固性材料，固化后的产物物化性能稳定，能与沥青分子材料形成三维网状的穿插网络结构，从而表现出较高的强度。

三、结语

总而言之，水性环氧乳化沥青混合料具有良好的路用性能，将其应用于实际工程中可改善彻青路面使用性能，延长使用寿命，减少养护维修的投入，降低资源和能源的消耗，推动我国浙青路面养护维修工作。

参考文献：

[1]赵乐.新型乳化沥青混合料路用性能研究[D].长安大学，2012.

[2]王佳炜.水性环氧—乳化沥青结构形成及性能影响因素研究[D].重庆交通大学，2015.

[3]陈小旭.水性环氧乳化沥青混合料性能研究[J].科技视界，2014，24：324-325.endprint