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预防性铺路用SBR沥青乳液【显元科技】
[2019/1/24]

Queiroz等人的一项研究表明,一个国家的经济福利与其道路基础设施之间存在统计上显著的关系。发展完善和维护良好的公路系统被认为改善了货物和服务、教育和就业机会。

1994年的记录表明,居住在澳大利亚的人平均可以使用27车道的铺面公路,但在中国,只有16车道长。改善冷拌技术以提供耐用的路面将对这些发展中国家人民的福祉产生重大影响。

沥青乳液的冷拌装置与热拌装置相比,需要较少的初始资本投资和较低的能耗。

对发达国家来说,环境重点已经从污染预防转向可持续发展。铺路行业已经认识到,预防性维护现有道路是最有效地利用现有资源对现有路面进行预防性养护的表面处理是聚合物改性沥青乳液最重要的应用。它们经济,易于放置,抗交通磨损,并提供了一个持久的防水覆盖的基础结构。

芯片密封、稀浆密封和微表面处理是基于沥青乳液的表面处理技术的实例。芯片封口包括喷涂聚合物改性沥青乳液,然后立即覆盖骨料(一石厚)该集料用气动滚筒轧制,然后通常轻微扫毛以除去任何多余的集料。稀浆封层是一种均匀的混合料,它由良好的级配、细集料、沥青乳液、水和矿物填料组成,适用于路面。稀浆封层通常厚度为48毫米。少量矿物填料、熟石灰、石灰石粉、硅酸盐水泥粉煤灰助凝剂微表面处理系统需要使用聚合物改性沥青乳液。它可以应用在比传统稀浆封层更大的厚度,这使它可以用于车辙填充应用。

在整个路面使用期间,它还保持了一个耐磨的表面. 微表面混合也足够快,可以在放置后一小时内接受行车

佛罗里达大学的研究人员已经观察到路面损坏机制的变化,这可能与历史轮胎类型和结构的变化有关。

卡车运输公司已经从斜交轮胎转向子午线轮胎,并开始逐渐引入宽底(超单)子午线轮胎。汽车子午线轮胎在路面上产生较高的横向接触应力,导致较高的近表面横向应力,导致路面纵向开裂和近表面车辙和推挤。子午线轮胎产生的这些横向接触应力可以被限制在预防性维护表面处理层内。

为了防止路面处理造成的集料损失,保持集料位置的沥青粘结剂必须承受径向卡车轮胎和铲雪机作业产生的额外横向应力。开发了一种新的动态剪切流变测量方法,以评估沥青乳化残留物在反复高应变变形下强度的潜在降低。

结果表明,SBR乳液聚合物改性沥青乳液具有提高集料保持率和早期强度发展的优点。

 

实验步骤

本试验用AC-5沥青、水、0.25%阳离子乳化剂和浓HCl溶液配制沥青乳液,使乳化液pH值降至2.5以下。所得到的乳液按重量计算通常含有68%-70%的沥青为了制备SBR胶乳聚合物改性沥青乳液,在使用胶体磨制备沥青乳液之前,向皂溶液中加入特定量的阳离子SBR胶乳

先前的研究表明,胶乳颗粒保留在生产的沥青乳液的水相中。用3%线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的预改性沥青,制备了SBS聚合物改性沥青乳液.在强制气流条件下,常温下对沥青乳液进行干燥一天,在60°C下固化两天,此残渣回收过程与现场沥青乳液的养护条件十分接近。

SBR乳液聚合物改性沥青乳液中,当水开始蒸发时,含有胶乳颗粒的半月板形成于沥青颗粒之间。这些胶乳颗粒与水一起迁移,在沥青液滴的接触点聚集在这些半月板中,形成蜂窝状结构。

由于所用胶乳聚合物的高分子质量(2000000)和低玻璃化转变温度(-65°C),这些蜂窝具有很高的弹性和较高的伸长率,即使在低温下也是如此。

 

讨论

即使沥青颗粒变形和固结,由于沥青在常温下的粘度较高,即使沥青乳液完全干燥,它们的边界也不会完全消失。在重复的高应变应力下,断裂会通过这些颗粒-颗粒边界传播,特别是在低温下。

 

这些聚合物膜即使在非常高的伸长率和低温下也具有高弹性。施加在乳液残余物上的高应变应力将集中在这些聚合物膜中。尽管乳液中只有3 %的乳胶聚合物加入到沥青中,但这些聚合物膜包围着沥青液滴。这些蜂窝吸收外部应力,在低温下不会导致脆性沥青液滴破裂。

这种微观的聚合物网络是丁苯橡胶乳液改性乳液残渣具有优异的抗疲劳性能的原因。SBS聚合物仅存在于乳液的沥青相中,不能解决干燥时通过沥青液滴/液滴边界的潜在裂缝发展问题。

 (文章来自:网络)

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