摘要：乳化瀝青及改性乳化瀝青目前大量使用在公路、市政建設(shè)及維修、養(yǎng)護(hù)工程中。本文著重總結(jié)了現(xiàn)階段生產(chǎn)使用較普遍而其質(zhì)量控制又較難的SBR改性乳化瀝青的生產(chǎn)及應(yīng)用。

　　Abstract：emulsified asphalt and modified emulsified asphalt is widely used in highway, municipal construction and maintenance, maintenance engineering. This article mainly summarizes this stage production of the more common and its quality control and difficult SBR modified emulsified asphalt production and application.

　　關(guān)鍵詞：SBR改性乳化瀝青;生產(chǎn);材料;應(yīng)用

　　Keywords: SBR modified emulsified asphalt; production; materials; application

　　中圖分類號：P632+.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

　　一、 乳化瀝青的生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀

　　近幾年，大規(guī)模的交通基礎(chǔ)建設(shè)投入，而瀝青及瀝青砼道路已成路面結(jié)構(gòu)形式的絕對主流，伴隨著乳化瀝青智能灑布車、稀漿封層攤鋪車、微表處攤鋪車、同步碎石封層車、超薄磨耗層攤鋪設(shè)備及就地冷再生聯(lián)合裝置的日益完善和普遍使用，大大推動了乳化瀝青的使用和發(fā)展，而且對乳化瀝青的環(huán)保、經(jīng)濟及施工便捷有了更高的認(rèn)識與評價，特別是道路養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域乳化瀝青會越來越發(fā)揮其主導(dǎo)作用而成為道路工程材料家族的主流。

　　乳化瀝青經(jīng)過幾十年的發(fā)展推廣，其品種和規(guī)格已較多，生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)得到了長足的發(fā)展，特別是改性乳化瀝青更是一種發(fā)展前景看好的高技術(shù)產(chǎn)品，作為新建道路的封層和粘層，舊道路改造養(yǎng)護(hù)的中層間，表面處治及各種引進(jìn)技術(shù)中的特殊防水及粘結(jié)材料，越來越受到技術(shù)部門的推崇。

　　乳化瀝青按用途分為透層、封層、粘層及拌和型，以及用于表面處理的改性乳化瀝青。隨著我國乳化劑技術(shù)和乳化瀝青加工設(shè)備的發(fā)展，乳化瀝青品種和用途越來越多。但由于受生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)的限制，目前國內(nèi)大多以生產(chǎn)應(yīng)用，普通乳化瀝青和SBR改性乳化瀝青為主，SBS改性乳化瀝青生產(chǎn)以進(jìn)口設(shè)備為主，設(shè)備、生產(chǎn)成本均較高，限制了其發(fā)展及應(yīng)用，其市場有待國內(nèi)企業(yè)的研發(fā)和占有。本文側(cè)重總結(jié)介紹SBR改性乳化瀝青的生產(chǎn)和應(yīng)用。

　　二、 SBR改性乳化瀝青的生產(chǎn)

　　1、 改性乳化瀝青的特點：改性乳化瀝青是指以瀝青為基料，以高分子聚合物等為改性材料，在一定的設(shè)備和工藝條件下，通過乳化劑及助劑的作用，使瀝青、改性劑與水混溶而成的乳液。主要有SBR SBS改性乳化瀝青等。改性乳化瀝青主要有以下性能優(yōu)勢：高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、高粘附性、高抗剝落性、應(yīng)用范圍更大、內(nèi)聚力更大、早期強度高、使用壽命長等，拌和性能好等較普通乳化瀝青更多的優(yōu)勢特點。

　　2、 乳化瀝青設(shè)備的分類：稱得上是成套瀝青乳化生產(chǎn)設(shè)備的都應(yīng)該能夠生產(chǎn)不同類型的乳化瀝青和改性乳化瀝青(SBR改性)。目前，各種瀝青乳化設(shè)備因生產(chǎn)流程不同，其性能也有很大的差別。一般分為間斷生產(chǎn)和連續(xù)作業(yè)兩種類型。乳化機是整套設(shè)備的核心，它的作用就是通過增壓、剪切、碾磨等機械作用使瀝青形成均細(xì)顆粒，穩(wěn)定而均勻的分散與乳化劑水溶液中，形成水包油瀝青乳狀液。采用不同的力學(xué)作用原理，瀝青乳化機的結(jié)構(gòu)形式也不同，目前較常采用膠體磨和剪切機。

　　3、 SBR改性乳化瀝青的生產(chǎn)工藝

　　每一套乳化設(shè)備都應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)要求設(shè)計相應(yīng)合理的乳化工藝，包括生產(chǎn)流程、原料配方、溫度控制、計量控制、油水比控制等內(nèi)容，特別是油水比的計量控制一定要采用先進(jìn)的電子流量計。不同設(shè)備的乳化工藝有所差別，但都應(yīng)滿足以下幾方面要求：(1)溫度控制：瀝青和水的溫度是乳化工藝中較重要的參數(shù)，一般要求皂液溫度70-75度，瀝青溫度135-130度，要求皂液加瀝青后熱平衡溫度小于100度，即不汽化。瀝青溫度過低流動性差，影響乳化質(zhì)量。最好是乳化瀝青經(jīng)熱交換器降溫后儲存，熱水用于循環(huán)再生產(chǎn)，節(jié)約能源，提高生產(chǎn)效率。(2)皂液配制：水、乳化劑、改性劑、鹽酸的加入必須準(zhǔn)確計量，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，同時測試皂液PH值滿足要求后方可生產(chǎn)。(3)油水比控制：瀝青和乳化劑水溶液的流量按要求比例控制是生產(chǎn)出合格乳化瀝青的重要條件。最好控制線路采用閉環(huán)設(shè)計，以實現(xiàn)時時動態(tài)調(diào)控，以保證生產(chǎn)出符合設(shè)計要求的高質(zhì)量的改性乳化瀝青。

　　以各種乳膠為改性劑生產(chǎn)改性乳化瀝青的工藝最主要的是乳膠的選擇和膠乳的加入方式。把乳膠摻入的方法有多種，目前主要有乳化前加入和乳化后摻入二大類，后者改性效果較差，乳液穩(wěn)定性不好，是適應(yīng)較落后的生產(chǎn)設(shè)備，而目前國內(nèi)較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝應(yīng)該是把膠乳加入配好的皂液中，經(jīng)循環(huán)和攪拌均勻后按比例計量輸入剪切機(膠體磨)中與瀝青混合生產(chǎn)改性乳化瀝青，乳膠和瀝青在機誡力的作用下，充分碰撞、融合后生產(chǎn)的乳化瀝青改性和穩(wěn)定效果更好，是目前的主流生產(chǎn)工藝。

　　4、 主要材料的選用

　　(1)瀝青是生產(chǎn)改性乳化瀝青的主要材料。首先，瀝青材料要符合道路工程使用要求，其次瀝青要具有易乳化性。瀝青的膠體結(jié)構(gòu)、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、油分構(gòu)成了瀝青的膠體結(jié)構(gòu)，根據(jù)瀝青的膠體結(jié)構(gòu)理論，可以把瀝青分為溶膠結(jié)構(gòu)型、凝膠結(jié)構(gòu)型和熔凝膠結(jié)構(gòu)型三類。從乳化的角度來看，溶膠結(jié)構(gòu)型瀝青最易乳化，因為其中的油分含量多，瀝青質(zhì)含量很少甚至不含瀝青質(zhì)，并且相對分子量也小，膠粒或膠團完全散于油分中，膠粒或膠團之間沒有吸引力或著吸引力極小，易于被剪切分散，形成穩(wěn)定的乳液，凝膠結(jié)構(gòu)型瀝青最難乳化。綜合道路工程使用要求和易乳化性兩方面因素，溶-凝膠結(jié)構(gòu)型瀝青適合用作乳化瀝青原材料。瀝青的含臘量，是道路石油瀝青的一項重要指標(biāo)，臘對瀝青的延度、針入度、軟化點三項指標(biāo)都有影響，在選擇用于乳化的瀝青時，必須把含臘量作為一個重要指標(biāo)來檢驗，含臘量較高的瀝青難以乳化，乳液穩(wěn)定性差，蒸發(fā)殘留物的性能也受到影響。瀝青的品種，油源和加工工藝決定了瀝青的化學(xué)特性，不同油源不同加工工藝的瀝青、相同油源不同加工工藝的瀝青、以及不同油源相同加工工藝的瀝青，在化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)上都會有很大差異，乳化性能也就各不相同。粘度較小者、針入度較大者、標(biāo)號較高者易乳化性相對較好，中、輕交通道路石油瀝青比重交石油瀝青易于乳化，瀝青的乳化性與瀝青的酸含量有關(guān)，通常認(rèn)為酸總量大于1%的瀝青易于乳化，如設(shè)備條件較好，建議使用70#進(jìn)口石油瀝青。

　　(2)水 ：不僅是瀝青的分散介質(zhì)，同時也是乳化劑，改性劑、PH值調(diào)節(jié)劑和穩(wěn)定劑等材料的溶劑。因此，水源的選擇和對水質(zhì)的要求不容忽視，建議使用潔凈的中性軟水。

　　(3)乳化劑：乳化劑是乳化瀝青生產(chǎn)的關(guān)鍵性原材料，它占乳液總量的比例非常小，但對乳化瀝青的生產(chǎn)、儲存及混合料的施工性能都有很大的影響。

　　乳化劑的分類：根據(jù)乳化劑的分子親水基帶電的情況，可將乳化劑分為以下幾種：陰離子乳化劑 ，原材料便宜易得，工藝簡單，一般為中裂型，慢裂型，可用于稀漿封層，透層、粘層、慣入、表面處置等。

　　陽離子乳化劑，此類乳化劑發(fā)展較晚，但實踐證明它與各種礦料有較好的粘附性、且成型速度快、早期強度高、用量少，即發(fā)揮了陰離子乳化劑的優(yōu)點，又彌補了它的不足，自開發(fā)以來就備受關(guān)注并得到迅速推廣，特別是慢裂快凝型，廣泛應(yīng)用于微表處施工等。

　　兩性離子乳化劑，非離子性乳化劑，一般作為復(fù)合乳化劑使用，技術(shù)要求較復(fù)雜，熟練掌握其性能后方可謹(jǐn)慎選擇使用。

　　乳化劑的選擇：乳化瀝青乳液只是使用過程中的一種暫存形式，待乳液破乳、水分析出后，瀝青又恢復(fù)到原有狀態(tài)，而此時，乳化劑仍殘留在瀝青中，殘留在瀝青中的乳化劑以何種形式存在，對瀝青材料和路用性能有何種影響，值得關(guān)注。因此，在選擇乳化劑時除考慮品種、性能、價格及乳液用途外，還應(yīng)充分考慮乳化劑對瀝青性能的不利影響。建議采用影響較小或不影響的品種。總體質(zhì)量情況是進(jìn)口的優(yōu)于國產(chǎn)。

　　(4)改性劑：研究表明乳化瀝青經(jīng)改性后用于稀漿混合料，可以改善集料與瀝青間的裹附，提高混合料的粘結(jié)力，改善混合料的耐磨耗能力。

　　改性劑的分類：改性劑的種類很多，可用于乳化瀝青改性的只要有以下幾種：(1)天然橡膠膠乳，天然膠乳是復(fù)雜的膠體，其主要改性效果是，提高瀝青與石料的粘結(jié)力，并使低溫粘度增加，抗裂能力增強，但缺點是不耐老化。(2)丁苯橡膠膠乳，丁苯膠乳SBR是由苯乙烯和丁二烯兩種單體乳液聚合生產(chǎn)的，可以明顯提高瀝青與石料的粘附性、抗裂性、低溫延性，兼具良好的抗老化性、耐熱性和耐腐蝕性以及提高稀釋穩(wěn)定性，是綜合性能較好的通用合成膠乳，而且，品種多、價格低，因此，目前廣泛用于乳化瀝青材料的改性。(3)熱塑性丁苯橡膠，SBS具有橡膠的高彈性和熱塑性，不能直接用于生產(chǎn)改性乳化瀝青，成本及設(shè)備投入較高，目前難以推廣。(4)氯丁橡膠膠乳、乙烯乙酸聚合物膠乳等改性劑在不同地區(qū)和條件下也有使用，但由于價格、工藝及產(chǎn)品的性能問題，實際使用不普遍。

　　(5) PH值調(diào)節(jié)劑：乳化劑只有在一定的PH值下，才有最大的溶解度。各種乳化劑對PH值的要求不盡相同，在酸性、中性、堿性范圍內(nèi)都是可能的，PH值調(diào)節(jié)劑的作用就是根據(jù)乳化劑的需要，調(diào)整水溶液的PH值，使乳化劑充分溶解，活性達(dá)到最大，乳化性能達(dá)到最優(yōu)。石料的活性及氣溫對乳化瀝青的PH值也有相應(yīng)的要求，實際使用中要適度的微調(diào)。

　　應(yīng)特別注意，通過膠乳的設(shè)備、管道、閥門使用后要及時清洗，選擇膠乳除應(yīng)考慮品種、性能、價格外，還應(yīng)考慮電荷的電性。這一點對于改性乳化瀝青生產(chǎn)特別重要。膠乳的電性應(yīng)和乳化劑分子電荷電性一致，如所帶電荷不匹配，會消耗掉部分乳化劑，產(chǎn)品穩(wěn)定性更差，所以選擇膠乳時應(yīng)特別重視這一問題，所帶電荷相反時不能使用。

　　結(jié)語：改性乳化瀝青屬于雙重復(fù)合性熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，除具有與乳化瀝青完全相同的特性外，由于膠乳的加入，增加了不穩(wěn)定的因素，所以，改性乳化瀝青的儲存穩(wěn)定性比乳化瀝青更差，易析水分層。所以改性乳化瀝青儲存期有限，生產(chǎn)和使用時應(yīng)做到有計劃的組織生產(chǎn)和使用，保持適度的攪拌和循環(huán)，儲罐加蓋密閉，避免風(fēng)吹、雨淋和強光直射，保持乳液干凈，不帶入雜物，不要在5度氣溫以下存放，不同品種不得混合。所以，改性乳化瀝青生產(chǎn)后應(yīng)盡快使用，不要長期儲存。

　　參考文獻(xiàn)：

　　虎增福主編,乳化瀝青及稀漿封層技術(shù)(人民交通出版社)