浅谈乳化沥青的配伍与应用

赵启飞

（陕西榆林公路管理局定边公路管理段 陕西 榆林718600）

0 引言

乳化沥青品种和用途越来越多。市场主要有普通乳化沥青和SBR改性乳化沥青和SBS改性乳化沥青为主，其用途广泛，可作透层油、粘层油；可用洒布层铺法进行表面处治或铺筑灌入式路面；可用拌合摊铺法铺筑沥青碎石和沥青混合土路面；可用于稀浆封层（微表处）。各种施工方法，各种工程要求，各种施工条件，各种矿料性状对乳化沥青的路面技术性能，贮存性能、施工性能提出了各不同的要求。就原材料而言，沥青的成分复杂，油源和加工方法不同，又使各地各种沥青的组成和性质有较大差别；就辅料而言，乳化沥青和助剂又是多个品种、多种性状，配合使用中关系错综复杂，效果五花八门，所以要明确、完善地提出乳化沥青或者乳化改性沥青配伍设计的规律是困难的。

配伍性反映乳化剂乳化效果的好坏，一种乳化剂的乳化效果不仅与剂量有关，还受乳化剂品种与沥青品种的配伍性的影响。所以配伍性往往直接以是否能乳化进行评价和判别。

1 乳化沥青配伍和应用

1.1 沥青

生产过程中的主要材料是沥青，它必须满足工程用途的要求和易于乳化这两个条件，所以沥青品种的乳化产品的物理性取决于选择和道路性能。实验表明在沥青的主要技术指标中乳化具有重要作用，虽然蒸发残留物的针入度和软化点变化不大，但是延度有所下降，倘若乳化剂和助剂的种类选择不当或用量不当，或生产工艺不够合理，则延度损失较大，甚至大幅下降。因此，在选择沥青时，应对照产品的指标要求，充分考虑原样沥青的技术指标。在一样能达到产品指标要求的前提下，也应考虑这些因素[1]。

1.2 水

水的酸碱性直接影响了乳化的效果，不仅是沥青的分散介质，同时也是乳化剂，改性剂、pH值调节剂和稳定剂等材料的溶剂。因此，要使用洁净的中性软水。

1.3 改性剂

沥青先改性后乳化，先乳化后改性，或同时乳化改性而制成的乳化改性沥青。其特点是使用的改性剂必须是液体，生产工艺简单，改性剂按比例掺入乳化沥青中搅拌，或改性剂按比例掺入乳液中乳化沥青。得到改性乳化沥青。目前在工程实践中主要使用的是先改性后乳化的沥青。其使用性能和质量较稳定，常用的是SBR乳化改性沥青和SBS乳化改性沥青两种。

1.4 乳化剂

乳化沥青生产的关键性在于材料之一的乳化剂，虽然乳化剂在总乳液中的比例极低，但是对乳化沥青制备、保存及其混合料的性质具有决定性意义。乳化剂种类和添加量，主要是根据矿料性质决定的，但是阳离子乳化沥青适用范围广泛，其中不但可以在酸性矿料中使用，同时可以在碱性矿料中使用。实际生产中多采用阳离子乳化剂的原因是它两种矿料具有优异的粘附性质。乳化沥青的破乳速度主要根据有两方面：工程施工方法；施工条件。快裂、中裂、或慢裂型乳化剂的选用，是根据在配伍设计时的产品要求决定的。乳化剂用量增加，破乳速度趋缓：添加有机或无机稳定剂，也影响破乳速度，而且随着用量的增加而变慢；施工条件也影响破乳速度，矿料干燥、施工时气温高、风速大、空气湿度小、都会加快破乳速度。

乳化剂添加量=应加量有效成分(%)乳化剂添加量=应加量有效成分(%)

乳化剂的量与乳化效果和产品的储存稳定性直接相关。如果添加量太少，则筛子上的残留量会增加，并且沥青颗粒易于团聚和分离。如果添加量太大，将会增加生产成本，并且会增加原始沥青的性能损失。

1.5 稳定剂

稳定剂的种类选择和添加量确定无机稳定剂和有机稳定剂均能提高沥青乳液的稳定性，但是作用原理不同，除稳定效果外，其他的作用有所分别，应分情况采用。

无机稳定剂可以增强乳液颗粒周围的双层效果。乳化剂可通过在乳化剂溶液中加入无机稳定剂而获得均匀细腻的乳液而制得。双电层效应增加了颗粒之间的排斥力，降低了颗粒的团聚趋势，从而提高了乳化沥青的稳定性，增强了骨料的粘结能力。添加适量的无机稳定剂可使乳化剂的用量减少20%～40%。然而，无机稳定剂对乳化沥青蒸发残留物延展性的影响是显而易见的，并且随着无机盐含量的增加，原始沥青的延展性损失也随之增加。有机稳定剂的原理是在沥青颗粒表面形成保护膜，提高乳化液的稠度，阻止沥青颗粒的运动，减少颗粒碰撞和团聚的机会，从而达到稳定的目的[2]。

分散相（沥青）的沉降速度与两相的密度差成正比，与沥青颗粒半径的平方成正比，与连续相的粘度成反比，有机稳定剂提高了乳化剂水溶液的粘度，这就是有机稳定剂的作用原理。有机稳定剂提高了乳化沥青乳液的粘度，当乳液作为透层油时，影响了渗透性；用来铺筑贯入式路面时，影响了流动性，有利有弊，酌情取舍[3]。

阳离子乳化剂更适合与中性有机稳定剂在水中混合，例如聚乙烯醇和甲基纤维素；阴性乳化剂可以与多种有机稳定剂混合使用，但效果不同，因此需要进行测试。

1.6 pH调节剂

乳化剂只有在一定的pH值下才具有最大的溶解度。不同的乳化剂对pH值有不同的要求，这可能在酸度，中性和碱度范围内。溶液中合适的乳化剂pH值可以增强活性，提高乳化效果和储存稳定性，减少乳化剂的用量。不同的乳化剂具有不同的pH值。测定乳化剂水溶液或乳液的PH值，应采用酸度计，而不宜采用PH试纸，尤其是测定沥青乳液的pH值必须为酸度计，因为沥青乳液本身具有棕茶。准确测量乳液的pH值非常困难[4]。

因此，在相容性设计中，根据沥青的乳化机理，在对各种原辅材料的特性和功能有一般的设计认识的基础上，应提出初步的设计方案，然后进行小规模试验。试验设备，或经过小规模试验后提出初步方案比较，然后选择技术和经济效益极好的方案作为生产试验。生产试生产也是必要的，因为生产条件与小规模测试条件不同。如果小规模测试成功，则在生产条件下可能不可行。最后，形成了兼容性方案的技术文件，并在施工中使用，以确保施工质量。

2 结语

乳化沥青属于双重复杂的热力学不稳定系统。 乳胶的添加增加了不稳定因素。 因此，具有良好相容性的乳化沥青具有良好的储存稳定性，不容易凝胶。配伍性差，不能完全乳化，贮存稳定性差，出现破乳快和分层现象。所以乳化沥青在试验阶段就需要不停调整配方保证最终用于生产的配方配伍性良好，达到保证生产质量的目的。