乳化沥青的生产技术及影响因素

乳化沥青的生产技术及影响因素

彭术康

彭术康

壳牌新粤（佛山）沥青有限公司

摘要：笔者通过多年对改性乳化沥青的试验研究，对其生产的影响因素及其施工应注意的问题进行了归纳总结，以供参考。

关键词：乳化沥青；生产技术；因素；注意事项

引言

随着交通运输事业的繁荣发展，公路的车流量与重载车辆迅速增加，这些因素大大加剧了路面的磨耗，导致大部分公路提前出现路面病害。大量的研究与事实证明乳化沥青具有节能、施工方便和环境污染小的特点。随着新技术新工艺的广泛应用，人们深刻认识到发展和应用乳化沥青技术在公路养护维修中具有很大的发展潜力。

一、乳化沥青生产技术

1、乳化沥青的生产流程。主要有四个环节：沥青的储备、皂液的配制、沥青乳化、乳液贮存。沥青关键是温度的控制，温度控制在130-135℃之间。温度低，沥青的粘度大，乳化困难；温度高，一是容易老化，二是乳液的温度也高，影响乳化剂的稳定性和质量。皂液的温度一般控制在55-65℃之间。调至PH值≈1.8-2.0。

（1）沥青的乳化：将合理配比的沥青和皂液一起进入胶体磨，经过增压、剪切、研磨等机械作用使沥青形成均匀、细小的颗粒，稳定均匀地分散在皂液中，形成水包油的沥青乳状液。乳化沥青的出口温度不能高于100℃。用改性剂生产改性乳化沥青有两种掺配方法：第一，先制备乳化沥青，然后再将改性剂加入乳化沥青进行二次乳化得到成品改性乳化沥青；第二，将改性剂加入到皂液中然后与基质沥青一起进行乳化，通过试验，第二种方法可操作性强，效果较好。

（2）室内试验：改性乳化沥青是一种新型材料，它与普通乳化沥青具有相似的性质，但又有区别。若将这种材料应用到实际生产中，以下问题必须解决：一是必须有好的贮存稳定性，二是必须以较少的投入使材料性能得到较大的提高，三是有工业生产的可行性。

2、乳化沥青生产主要指标

重载交通道路及用于填补车辙时，BCR蒸发残留物的软化点应不低于57℃。乳化沥青重要的指标有：乳化沥青的粘度、贮存稳定性、破乳速度和微粒大小分布等。如果要想改变乳化沥青的性能，其基本的方法有三种：即更换沥青的品种及牌号，变更乳化液配方及更换乳化剂类型，相同厂家的沥青或者相同加工工艺的沥青，粘度较小者、针入度较大者、标号较高者易乳化，乳化沥青的性能相对质量稳定。乳化沥青的贮存稳定性是一个很重要的问题，乳液的稳定性与分散相的粘度成正比，与密度差成反比。注意三个方面：密度差的影响，为了提高乳液的稳定性，选择胶乳时要考虑其与水的密度比，胶乳密度不同的主要原因在于橡胶的本身密度不同。这样容易造成胶乳的上浮或者下沉。试验证明：克炼90#沥青、MQK-1D乳化剂与美德维实伟克1468胶乳制成的乳液胶乳下沉，贮存稳定性不合格；韩国SK70#沥青、MQK-1D乳化剂与美德维实伟克1468胶乳制成的乳液胶乳上浮，贮存稳定性合格，但达到了极限值。中海油90#沥青MQK-1D乳化剂与美德维实伟克1468胶乳制成的乳液胶乳均匀分布在乳液中，贮存稳定性合格。

二、影响乳化沥青的主要因素及注意事项

1、基质沥青对乳化沥青的影响：基质沥青是乳化沥青最基本的成分之一，也是乳化沥青的有效成分。基质沥青本身的性能也决定了乳化沥青生产的难易程度和性能指标，对沥青品种、标号、起着举足轻重的作用。试验室宜选用与改性剂相容性较好的石油沥青。

2、乳化剂对乳化沥青性能的影响：乳化沥青是通过沥青与水在乳化剂作用下形成的沥青材料，对于其最终路用性能，破乳后的改性沥青起关键作用，乳化剂是一种使用载体。由于乳化沥青表面带有电荷，沥青微粒能紧密吸附到矿料表面，乳化剂同时起到抗剥落剂的作用，可以增强沥青与矿料间的粘结。乳化剂是生产乳化沥青的关键，直接关系着沥青能否乳化和乳化沥青的稳定性、破乳速度等使用性能。生产时应根据原材料用途、成本等因素综合考虑使用什么乳化剂，并做好生产的试验来确定使用哪种乳化剂。

（1）起泡性：乳化沥青生产完成后在运输和施工过程中常常会有发泡现象，这个与乳化剂的特性有直接关系。过多的泡沫影响乳化沥青的储存和运输。

（2）储存稳定性：乳化剂的种类、乳化剂的浓度以及影响乳化剂乳化作用的各种因素都会影响乳化沥青的稳定性。乳化剂本身就有快裂、中裂、慢裂三种类型。制备的乳化沥青也相应的分为快裂、中裂、慢裂的三种，它们的稳定性逐次增强，用相同的乳化剂制备乳化沥青，由于所用乳化剂用量的不同，在一定程度上也影响乳化沥青的稳定性。随着乳化剂用量的增加，沥青微粒变小，沉降速度减慢，沥青微粒间的电位值增加，乳液的粘度升高，储存的沉降值降低，进而乳液的质量和稳定性提高。但是当乳化剂增加到一定量后，其稳定性不再发生明显的变化。因而，正确选择乳化剂的适宜的用量范围，既保证了乳化液的质量和稳定性，又不造成经济上的浪费。

（3）乳化剂对蒸发残留物的影响：乳化沥青只是使用过程中的暂存形势，最终表现的性能依然是沥青性能，残留的乳化剂会对沥青性能产生影响。这与乳化剂的种类、加量、质量优劣有一定的关系，在实际应用中要考虑。

（4）改性剂对乳化沥青的影响：改性剂要与乳化剂、沥青有良好的配伍性才行。掺量小而蒸发残留物后沥青三大指标大大提高，尤其是抗车辙的能力增强。改性剂的加入，提高改善了沥青材料的耐久性与抗老化能力。

3、乳化设备对乳化沥青性能的影响：衡量乳化沥青质量的一项重要指标是沥青微粒的均细化程度，均细化程度越高，乳化沥青的使用性能及贮存稳定性越好。均细化程度的高低与生产乳化沥青所用的胶体磨有着接的关系，同时乳化沥青设备的计量和控温系统也影响着乳化沥青的性能。

4、蒸发残留物试验注意：163℃烘干法易使残留物发生老化，在加热获取乳化沥青蒸发残留物的过程中，试样温度会首先上升并维持在100℃呈沸腾状态，试样表面印有大量的气泡逸出；待试样表面不再有大量气泡，逐渐呈现糊状时，试样温度开始迅速上升。此时，如果维持原来的加热速度，试样温度会很快超过163℃，但试样中的水分并没有蒸发完全。所以在加热的过程中实时检测试样温度，当试样温度超过105℃后改用小火慢慢加热，保持在140℃以下直至试样表面不再冒出气泡，然后将乳化沥青升温至163℃后停止加热。严格按照以上步骤认真操作，才能准确反映蒸发后沥青三大指标的准确性。尤其是软化点的变化，本来考虑到软化点对热稳定性和抗车辙能力的重要性，注重软化点不低于57℃，如果不注意以上操作，温度过高很容易使沥青老化，软化点偏高，偏离配方的要求，起不到改性的真正作用。

结束语

实践证明乳化沥青是一种节约、安全、环保、有效且通用的道路材料，不论是在新建的公路工程，还是在公路的日常养护，都有不可低估的作用，其经济效益和社会效益显著。但是单一的乳化沥青存在粘结度低、柔韧性差、早期强度低等缺点，路用性能很难与热拌混合料相比，因此只能用于沥青路面的修补、低交通量路面、中重交通量路面的下面层、封层和基层。如何改善乳化沥青的性能，使其具有更强的粘结力、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，以满足在高等级沥青路面使用要求，尚有待进一步的理论和试验研究。

参考文献

[1]交通部公路科学研究院主编.微表处和稀浆封层技术指南.

[2]傅成火.乳化沥青的生产、使用与效益分析.筑路机械与施工机械化，2014.

[3]徐向阳.乳化沥青的技术与应用.石油沥青，2015.