乳化沥青课件.ppt

1、.1铺面工程新材料CH5 乳化沥青乳化沥青.2第一节 乳化沥青的制备、分裂和技术要求一、乳化沥青的制备一、乳化沥青的制备 乳化沥青是将粘稠沥青加热至流动状态，再经高速离心、搅拌及剪切等机械作用，使沥青形成细小的微粒(25m左右)，且以此状态均匀分散在含有乳化剂和稳定剂的水中，形成水包油（O/W）型沥青乳液。其外观为茶褐色，在常温下具有较好的流动性。乳化沥青的组成材料：沥青、乳化剂、稳定剂和水.3乳化沥青的优点乳化沥青的优点 扩大沥青适用范围扩大沥青适用范围提高道路质量提高道路质量节省材料节省材料节约能源节约能源延长施工季节延长施工季节优点优点减少环境污染，改减少环境污染，改善施工条件善施工条件

2、.4第一节 乳化沥青的制备、分裂和技术要求1.1.乳化沥青组成材料乳化沥青组成材料沥青主要材料沥青应有易乳化性（与其化学结构有关）针入度大者易于形成乳液（以路面工程中的用途为依据）乳化剂关键材料一种表面活性剂 由易溶于油的亲油基和易溶于水的亲水基组成。分类：根据乳化沥青的电离属性，分为 非离子型非离子型、离子型（阴离子、阳离子、两性离子）按亲水基亲油基的平衡值（HLB）油包水型：HLB 46 水包油型：HLB 818 按破乳成型速度 快裂型、中裂型、慢裂型.5第一节 乳化沥青的制备、分裂和技术要求稳定剂作用：节省乳化剂用量，增加机械及泵送稳定性，提高乳化稳定性和贮藏稳定性，增强与集料的粘附性，

3、防止乳化设备腐蚀，延长乳化设备的使用寿命。分类 有机稳定剂有机稳定剂 与阳离子型沥青乳化剂复合使用有良好的作用。无机稳定剂无机稳定剂 增强乳液微粒周围的双电层效应，增大电位，增强颗粒间的相 互排斥力，缓解颗粒间的凝结速度，提高乳化能力，改善乳液 的稳定性，增强与骨料的粘附能力。稳定剂对乳化剂的协同效应，与它们之间的性质有关，需要通过实验确定加入顺序与匹配作用。.6第一节 乳化沥青的制备、分裂和技术要求水乳化沥青的主要组成部分 需要考虑水的性质（钙镁离子，矿物质影响其pH值）不含其他杂质。酸碱助剂某些乳化剂需要的辅助材料，主要用于调节pH值，增强乳化剂的活性，提高乳化稳定性和贮藏稳定性，降低乳化

4、剂用量。用于调节pH值的酸：无机酸（盐酸等盐酸等）、有机酸（甲酸、乙酸等乙酸等）聚合物改性剂聚合物改性乳化沥青的目的：提高沥青的粘结力、弹韧性、耐候性、抗老化性能等。聚合物：CR、SBR、SBS（苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物）、EVA（乙烯-醋酸乙烯酯）、SIS（苯乙烯-甲醛丁二烯嵌段共聚物）、EEA乙烯丙烯酸乙酯、氟橡胶.7第一节 乳化沥青的制备、分裂和技术要求2.乳化沥青的形成机理乳化沥青的形成机理乳化剂降低界面张力界面膜的保护作用乳化剂的亲水亲油作用使得乳化剂在沥青微滴周围形成具有一定强度的稳定的界面膜。双电层的稳定作用亲油基吸附于沥青微滴表面，亲水基伸入水中，使得沥青微滴表面带电荷（阳离子

5、乳化剂带正电荷，阴离子乳化剂带负电荷），沥青-水界面上的电荷层结构，一般为双电层分布（吸附层，固定在沥青界面上，电荷与微滴电荷相反；扩散层，由吸附层向外，电荷向水介质中扩散。.8第一节 乳化沥青的制备、分裂和技术要求3.乳化沥青的制备乳化工艺 包括生产流程、配方（外加剂）、温度控制、油水比例控制等。主要流程：乳化剂水溶液的调制：水中加入需要数量的乳化剂和稳 定剂，使其在水中充分溶解，水温一般60-80。沥青加热：加热温度根据其品种、牌号、施工季节和地 区而定，一般为120-150 。沥青与水比例控制：通过流量计，严格控制加入比例。乳化常用设备：胶体磨或其他同类设备。沥青乳液贮存：注意沥青乳液稳

6、定性，避免破乳。.9第一节 乳化沥青的制备、分裂和技术要求乳化设备 完成沥青液相破碎分散的装置，主要利用剪切、挤压、摩擦、冲击和膨胀扩散等作用进行破碎分散，性能对乳液质量有重要影响。搅拌式乳化机：简单易行，但生产率较低。匀化器类乳化机：乳化效果比搅拌式高，但易堵塞。胶体磨乳化机：最常见最理想。.10第一节 乳化沥青的制备、分裂和技术要求二、乳化沥青的分裂二、乳化沥青的分裂 乳化沥青在路面施工时，为发挥其粘结的功能，沥青液滴必须从乳化液中分裂出来，聚集在集料的表面而形成连续的沥青薄膜，这一过程为“分裂”。主要取决于以下因素：水的蒸发作用乳液中的水蒸发，破坏乳液的稳定性，造成分裂。集料的吸附作用集

7、料矿物构造孔隙对乳液水分的吸收，破坏乳液的稳定性。集料物理-化学作用乳化沥青中带电荷的微滴与不同化学性质的集料接触后作用。机械的激发作用施工过程中压路机的碾压和开放交通后汽车的行驶，机械力。.11第二节 乳化沥青的分类和技术要求一、乳化沥青的分类一、乳化沥青的分类壳牌沥青手册（英国BS434（9984）分类（三部分）第一部分：A或者K表示（阴离子或阳离子乳化剂）第二部分：14表示破坏速率或稳定性，数字越大，稳定性越高第三部分：4 070表示乳化沥青的含量 例：K1-70我国根据实际情况，按施工方法分类（三部分）第一部分：P或者B（喷洒施工或拌和施工）第二部分：C或者A（阴离子或阳离子乳化剂）第

8、三部分：13表示不同用途种类用处贯入洒布用PC-1 PA-1表面处治及贯入式洒布用PC-2 PA-2透层油用PC-3 PA-3粘层油用拌和用BC-1 BA-1拌制粗粒式沥青混合料用 BC-2 BA-2拌制中粒式及细粒式沥青混合料用BC-3 BA-3拌制稳定土及稀浆封层用.12第二节 乳化沥青的分类和技术要求二二 、乳化沥青的技术要求、乳化沥青的技术要求 各种牌号的乳化石油沥青和聚合物改性乳化沥青技各种牌号的乳化石油沥青和聚合物改性乳化沥青技术要求见表术要求见表5-35-3及表及表5-45-4。各检测项目见下节介绍。各检测项目见下节介绍。.13第三节 乳化沥青性能检验检测项目检测项目乳化沥青性能

9、的10项检测项目蒸发残留物试验筛上剩余量试验与矿料的粘附性试验贮存稳定性试验沥青微粒离子电荷试验与水泥拌和试验低温贮存稳定性试验破乳速度试验粘度试验与矿料拌和试验.14第三节 乳化沥青性能检验乳化沥青性能的乳化沥青性能的1010项检测项目目的及意义项检测项目目的及意义1.1.蒸发残留物试验蒸发残留物试验：试液加热蒸干水分后残留沥青的质量占试液质量的百分率，检验乳液中实际沥青的含量检验乳液中实际沥青的含量，是施工中确定乳化沥青用量配比的重要依据。2.2.筛上剩余量试验筛上剩余量试验：检验乳液中沥青微粒的均匀程度检验乳液中沥青微粒的均匀程度。测试试液通过规定的筛孔而存留筛上的沥青团粒质量，以其占试

10、液质量的百分率表示。反映乳液中沥青粗颗粒的成分及是否产生结块等现象。3.3.与矿料的粘附性试验与矿料的粘附性试验：检验沥青乳液与各种骨料表面的粘附性检验沥青乳液与各种骨料表面的粘附性（仅限阳离 子乳化沥青）。4.4.贮存稳定性试验贮存稳定性试验：检验乳液的存放稳定性，将试样存放在室温下一段时间后，观察贮存容器竖直方向上试液浓度的变化，乳液是否产生絮凝、沉淀和分离现象，供生产部门判断沥青乳液的允许存放时间供生产部门判断沥青乳液的允许存放时间。.15第三节 乳化沥青性能检验5.5.沥青微粒离子电荷试验沥青微粒离子电荷试验：沥青乳液的微粒离子电荷指试液中分散的沥青微粒周围所带电荷的性质，不同类型的乳

11、化剂使分散的沥青微粒周围带有不同性质的电荷。检验检验沥青乳液的离子电荷，以区别所用乳化剂的类型沥青乳液的离子电荷，以区别所用乳化剂的类型（阳离子乳液还是阴离子乳液）6.6.与水泥拌和试验与水泥拌和试验：是试液与普通硅酸盐水泥和水在规定条件下拌和所得混和料的结块程度，用筛滤混合料后的残留物质量占水泥和沥青总质量的百分数表示。通过该试验了解该种乳液用于稳定砂石土时的拌和性能用于稳定砂石土时的拌和性能。7.7.低温贮存稳定性试验低温贮存稳定性试验：检验乳液由于低温而产生冻融现象时质量是否变化产生冻融现象时质量是否变化。8.8.破乳速度试验破乳速度试验：检验乳液与骨料拌和时破乳速度，确定破乳类型确定破

12、乳类型。9.9.粘度试验粘度试验：检验乳液的粘度，掌握施工用乳液与石料作用的均匀性和分散掌握施工用乳液与石料作用的均匀性和分散性性，以便针对不同的施工方法、施工季节和路面结构，合理选择沥青乳液。10.10.矿料拌和试验矿料拌和试验：检验乳液与骨料拌和时的均匀性，测定乳液与骨料拌和时的分解破乳速度，检验乳液用于拌和施工的适用性。.16第三节 乳化沥青性能检验聚合物改性乳化沥青增加的检测项目聚合物改性乳化沥青增加的检测项目低温延度粘韧性、韧性 检验聚合物改性沥青的弹韧性效果，是改性沥青的重要指标之一。灰分 取改性乳化沥青蒸发残留物试样加热燃烧成炭质，再放入高温炉中，使炭质全部成灰，称其质量计算出其

13、灰分。.17第四节 乳化沥青路面施工技术 不同用途的乳化沥青，各有其不同的技术要求和施工方不同用途的乳化沥青，各有其不同的技术要求和施工方法。法。一、沥青表面处治施工一、沥青表面处治施工 用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度小于3cm的沥青面层。沥青表面处治施工分层铺法和拌和法。层铺法：将沥青乳液与矿料分层洒布和铺撒，分层碾压成型，按铺筑厚度和施工层次分为单层式、双层式和三层式。拌和法：用沥青乳液与各种规格级配骨料拌和成混合料，经摊铺碾压成型。二、沥青贯入式路面施工二、沥青贯入式路面施工 是在初步压实的碎石（或破碎砾石）基层上喷洒乳液再分层撒铺嵌缝料、喷洒乳液，逐层压实而成的路面结构。三

14、三、乳化沥青碎石混合料施工、乳化沥青碎石混合料施工 适用于三级以上公路的沥青面层，二级公路的罩面层以及各级公路沥青路面的联结层或整平层。.18第四节 乳化沥青路面施工技术四、透层、粘层和封层四、透层、粘层和封层透层为了使沥青面层与非沥青材料基层结合良好，在基层上浇洒乳化沥青等形成的透入基层表面的薄层。透层沥青洒布后应不致流淌，应渗透入基层一定深度，不得在表面形成油膜。粘层为增加新旧沥青路面结构层之间、沥青路面与水泥混凝土路面或沙石路面之间的粘结而洒布的沥青材料薄层。封层为了封闭路面表面空隙，防止水分浸入面层或基层而铺筑沥青混合料薄层。上封层：铺筑在面层表面的称为上封层；下封层：铺筑在面层下面的称为下封层。.19第四节 乳化沥青路面施工技术五、乳化沥青稀浆封层五、乳化沥青稀浆封层常温条件下将骨料、乳液、填料、水和外加剂等按一定比例配合拌制成糊状流动的混合料并及时用摊铺机将其均匀地摊铺在路面上，经过乳液与骨料的裹覆、破乳、析出和固化等过程，形成密实、坚固耐磨的表面薄层。六、旧沥青路面材料的冷再生六、旧沥青路面材料的冷再生利用乳液作为旧沥青路面材料的再生结合料，可节省材料，降低工程造价，并且保护环境。.20谢谢 谢！谢！