关于乳化沥青冷再生混合料破乳影响因素研究.pdf

2 0 1 2年 1 0月 石 油 沥 青P E T R O L E U M A S P H A L T 第 2 6卷第5期 关于乳化沥青冷再生混合料破乳影响 因素研究 范宏 建 ( 上海理工大学管理学院 ，上海2 0 0 0 9 3 ) 摘要：目前，普遍应用于道路铺设和路面维护的乳化沥青冷再生混合料，由于其在用于 道路铺设 时，与石料( 骨料 )接 触后要破 乳 ，而破 乳 时间不能过 快和过 慢 ，因此 ，乳化 沥 青冷再生混合料的破乳时间控制，已经成为了常温施工和大规模道路养护的一大难题。为 此，本研究针对乳化沥青冷再生混合料破乳影响因素，通过拌和试验分析了这些影响乳化沥 青破乳时间长短的因素，得到了关于影响因素与破乳时间的规律特征，希望能为实际施工提 供 理 论 依 据 。 关键词：乳化沥青冷再生混合料破乳拌和试验 近年来，国内开始 了大量乳化沥青冷再生 技术的研究 ，但至今此项技术尚未成熟 ，因此研 究乳化沥青冷再生 技术具有重要 的工程实际意 义。由于乳化沥青在常温下具有流动性，在冷再 生混合料中的扩散性，外力搅拌的作用，乳化沥 青充分接触集料 ，水分被挤出，沥青分子相互融 合，发生破乳 ，而实际工程需要在破乳之前进行 碾压成型以确保施工质量 ，而这与乳化沥青冷再 生混合料破乳时间有着直接关系，因为本研究将 根据工程中的一些施工要求，将展开对其破乳影 响因素的研究。 1 试验材料 1 1 试验采用的原材料 铣刨料 、碎石、石屑 、3 2 5号普通硅酸盐水 泥、乳化沥青 ( 慢裂 阳离子 P c 一 5 5 ) 、水等。 1 2 级配 试验所用集料级配范围，见图 1 所示。 2 试验结果 乳化沥青冷再生混合料破乳 ，是由于乳化沥 青与石料拌和时，在外力搅拌的作用下 ，乳化沥 青包裹 石料表面 ，乳 化沥青颗粒与石 料充 分接 触， 水分被挤出，沥青分子相互融合，发生破 乳。为确保实际工程具有高施工质量，本研究通 过拌和试验 ，针对以下几个影响乳化沥青破乳的 因素展开研究分析。 q： 筛于 L 几 t ra m 图 1 集料级配曲线 2 1 乳化沥青用量 为 比较乳化沥青在不 同乳化沥青用量条件下 的破乳时间， 试验采用级配集料 7 0 0 g 、 水 4 、 p H 值为 2的乳化沥青、 拌和温度 2 5 ， 进行 拌和试 验 ， 并展开试验结果分析， 结果见表 l 所示。 表 1 乳化 沥青用量影响乳化沥青破乳时间试验数据表 _ - - _ _ - 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 - _ _ _ _ _ - _- - _- 。 。 。 。 _ _ _ _ 一 _ _ _ _ _ _ _ _ - I_ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ - _ _一 乳化沥青用量 。 2 2 5 3 3 5 4 4 5 5 -。-。 。_。_。h_- _ 。_。- 。_-_-h， -_，_一 破乳时间 m i n 6 8 9 5 1 0 9 1 2 5 1 6 3 1 9 7 2 0 4 由表 I 可见 ，在 2 乳化沥青用量时，破乳 收稿 日期 ：2 0 1 20 51 6 。 作者简介 ：范宏建 ( 1 9 8 6 一)，男 ，河北人 ，上海理工大学 管理学院硕士研究生 ，主要研究方 向 ：道路材 料设计 ，道 路结构 设计 ，路 基路 面工 程。Ema i l ：h n h o n ia n 2 0 1 1 1 2 6 c0 lI L m 0 石 油 沥 青 2 0 1 2年第 2 6卷 时间最小 ，为 6 8 m in ，在 5 乳化沥青用量时 。 破乳时间最大 ，为 2 0 4 m in ，其 中，乳化 沥青用 量越大，发生破乳的时间越长。这是因为乳化剂 的用量越大，在沥青微粒表面聚集的乳化剂的分 子越多，从而形成的油水界面膜的强度越大，扩 散层就会越厚 ，电位就越大，这样与石 料接触 后，双电层的破坏就越慢 ，破乳时间就越长。因 此，要想合理控制实际工程上破乳时间，需要进 行乳化沥青用量与破乳时间的拌和试验。 2 2 拌和用水量 为比较乳化沥青在不同用在拌和用水量下的 破乳时间，试验通过级配集料 7 0 0 g 、乳化沥青 3 、 p H值为 2的乳化沥青，拌和温度 2 5， 进行拌和试验 ，并展开试验结果分析，结果见表 2所示 。 表 2 拌和用水量影响乳化 沥青破乳时间试验数据表 拌 和用水量 ， 1 1 5 2 2 5 3 4 破乳时间 rai n 8 1 9 7 1 3 3 1 6 5 1 7 2 2 1 3 由表 2可见，在 1 拌和用水量时，破乳时 间最小 ，为 8 1 m in ，在 4 乳化沥青用量时 ，破 乳时间最大 ，为2 1 3 mi n ，其中，拌和水量愈大 ， 破乳时间愈长。这是由于水量加大，扩散层扩散 趋势增大，电位增强 ，由于沥青乳液被稀释，沥 青颗粒间的碰撞几率降低，沥青颗粒聚结困难， 因此破乳时间延长，但是拌和水量的大小会直接 影响混合稀浆的稠度 ，如果水量过大，拌和的稀 浆太稀 ，影响压实效果，所以，在实际工程应用 中，要合理控制拌和水量，使其即保证施工所需 要破乳时间，又保证其压实效果。 2 3乳液的 p H值 为比较乳化 沥青在不 同 p H值下 的破乳 时 间。试验采用：级配集料7 0 0 g 、乳化沥青 3 、 拌和用水量 4 ，拌 和温度 2 5。进行拌和试 验 ，并展开试验结果分析，结果见表 3所示。 表 3 p H值影响乳化沥青破乳时间试验数据表 p H值 l 1 5 2 2 5 3 4 破乳 时间 rai n 9 1 9 7 1 6 3 1 7 5 1 9 2 2 3 3 由表 3可见，在 p H 为 l时 ，破乳 时 间最 小，为 9 1 rain ，在 p H为 4时，破乳时间最大 ， 为2 1 3 m i n ，其中，p H值愈大，破乳时间愈大。 这是由于乳化剂水溶液为发挥好的乳化效果一般 应调节为酸性 ，氢离子浓度 ，能改变乳化剂分子 的电离平衡 ，影 响着混合料中正负电荷的平 衡， 继而影响乳化沥青颗粒在石料表面的沉积 ，但是 p H值不能过低，因为加人酸过多时 ( 以盐酸为 例) ，反离子的浓度会变得很大 ，它会破坏双电 层， 降低电位，引起破乳酸度过高时也会对沥青 的性能产生影响 ，因此，实际施工中，要特别注 意乳化沥青以及其他拌和物的酸碱性，已经保证 施工所需要破乳时间与施工质量。 2 4 拌和温度 为测试乳化沥青在不同拌和温度下的破乳时 间，试验采用 ：级配集料 7 0 0 g 、乳化沥青 3 、 p H值为 2的乳化沥青 、拌 和用水量 4 。通过 试验数据进行拌和试验，并展开试验结果分析 ， 结果见表 4所示。 裹 4 拌和温度影 响乳化沥青破 乳时间试验数据 表 拌和温度 *c 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 破乳时问 m i n 2 1 1 1 7 8 1 5 0 1 4 6 1 2 2 1 0 1 由表 4和图5可见 ，在拌和温度为4 0时 ， 破乳时间最小 ，为 1 0 1 ra in ，在拌和温度为 l 5 时 ，破乳时间最大，为 2 1 1 min ，其中，拌和温 度值愈大 ，破乳时间愈小。这是由于拌和温度越 高 ，布朗运动越剧烈，扩散层与吸附层的分子就 有脱离吸附的趋势，电位会降低，乳液就不稳 定 ，并且沥青颗粒相互碰撞的机率会增大，相互 融合的机会也增大 ，乳 化沥青也就越有 可能破 乳，因此在实际施工过程中 ，要特别注意施工的 天气环境对施工破乳时问影响的问题 ，以保证施 工质量。 3 结论 本研究针对乳化沥青破乳影响因素的分析研 究 ，包括乳化 沥青用量 、拌和用水量 、乳液 的 P H值以及拌和温度的影 响分析研究 ，得到一些 关于影响因素与破乳时间的规律特征，希望能为 乳化沥青冷再生混合料的实际施工提供丰富的理 论支持。 参考文献 1 沈金安 ， 沥青及沥青混合料路用性能北京： 人 民 交通出版社 ， 2 0 0 1 第 5期 范宏建 关于乳化沥青冷再生混合料破乳影响因素研究 3 7 2 张登良沥青与沥青混合料 M北京：人民交 3 拾方治，马卫民 沥青路面再生技术手册 M 通 出版社 ，1 9 9 3 ：2 5 2 6 北京 ：人 民交通 出版社 ，2 ( 1 0 6 ：1 8 8 2 0 4 Re s e a r ch o n I n fl u e n cin g F a ct o r s o f De mu l s ifi ca t io n o f Co l d Re cy cl in g Emu l s i fi e d As p ha l t M ix t u r e F a n Ho n g j ia n ( B u s in e s s S ch o o l ，U n iv e r s i t y o fS h a n g h a if o r S ci e n ce a n d T e ch n o l o g y ， S h a n g h a i 2 0 0 0 9 3 ) Ab s t r a ct ：C o l d r e cy cl i n g e mu l s i fi e d a s p h a h mix t u r e is g e n e r a l l y a p p l i e d t o t h e r o a d p a v e me n t a n d ma in t e n a n ce a t p r e s e n t I t o ccu r s t o d e mu l s ifi ca t i o n a ft e r co n t a ct in g wi t h s t o n e a n d t h e t ime ca n n o t b e t o o f a s t o r t o o s l o wT h e r e f o r e ，co n t r o l l in g the t ime o f d e mu l s i fi ca t i o n h a s b e co me a p r o b l e m t o the r o a d ma in t e n a n ce a n d n o r ma l t e mp e r a t u r e co n s t r u ct i o n F o r ma t e r ia l p r o p e r t ie s o f co l d r e cy cl i n g e mu l s ifie d a s p h a l t mi x t u r e a n d co n s t r u ct i o n co n d i t io n t h i s p a p e r a n a l y z e d in fl u e n cin g f a ct o r s o f d e mu l s if ica t i o n t i me b y mi x in g t e s t a n d o b t a in e d the r e g u l a r ch a r a ct e r is t ics ，h o p e d t o p r o v i d e t h e t h e o r y b a s i s f o r a ct u a l co n s t r u ct i o n Ke y wo r d s ：e mu l s ifie d a s p h a h；co l d r e cy cl in g mi x t u re ；d e mu l s ifica t io n；mi x in g t e s t 短讯 四J I I 1 8月攀枝花市重点路桥 建设进展顺 利 2 0 1 2年 1 8月份，攀枝花市重点路桥建设进展顺 利，沿江快速通道、新密地大桥、省道 2 1 4线总发至平 地段改建、$ 3 1 0线格里坪至5 0 4电厂工程等重点项 目均 按时间节点推进。 1 6 7 7 3 k m的沿江快速通道工程第一合同段路基完 成，桥梁完成 9 5 ，第二合同段路基挖土石方 1 0 8 0 0 0 m ，利用土石方8 0 0 0 i n ；挡墙 1 6 0 0 m 。 0 2 9 6 k m的新密 地大桥上游桥完成，准备交工。 l 2 6 6 m小箱梁预制完成 9片 ( 全桥 4 2 9 0片) ，下游 桥拱圈合龙，拆除钢绞线，实际完成拱上 6号、7号、8 号、9号垫梁钢筋安装，拱上 2号、3号、4号、5号、6 号、l 2号、1 3号、1 4号垫梁砼浇筑，1号、3号立柱钢 筋各完成 8 m。 3 5 8 7 k m 的省道 2 1 4线总发至平地段 改建工 程破除 路面完成 ，开挖土方完成 9 5 ，石方完成 8 5 ，挡墙完 成浆砌8 0 。清理表土完成，伐树及挖根完成 ，完成挖 路槽2 0 0 0 0 m 2 ，水沟 2 0 0 0 0 m，抗滑桩完成。 2 5 3 k m的 $ 3 1 0线格里坪至 5 04 电厂工程施工单位 2 0 1 2年 5月 1 7日进场，土石方 3 5 0 0 m ，挡墙 5 5 6 0 m ，车行盖板 1 0 0 0 m，路 缘石 6 5 0 m。C 3 0砼盖 板