2002年6月
石油沥青 PET RO LEU M ASP HA L T
第16卷第2期
复合乳化沥青的粘附性试验方法研究
弥海晨 韩瑞民 马志刚
西安公路研究所(西安710054)
摘要 鉴于目前使用的阳离子乳化沥青粘附性试验方法难以有效评价复合乳化沥青粘附性, 通过试验研究并综合考虑乳化沥青施工和路用实际情况, 提出了乳化沥青水煮法试验方法和采用该方法检验复合乳化沥青粘附性时的评定标准。 关键词 复合乳化沥青 粘附性 乳化沥青水煮法 标准
1 问题的提出
集料表面裹覆沥青膜的面积。当裹覆面积不小于粗集料总表面积的2/3时, 认为粘附性合格。
该方法中对于试验时的温度和湿度没有明确规定。试验研究时发现, 当室温低于30℃时, 凉置20min 后, 试样下部乳化沥青仍未破乳, 呈乳液状, 不管其粘附性能如何, 试样下部的乳化沥青膜都会剥落。另外室温不同时乳化沥青的破乳程度也不相同, 室温越低, 破乳程度越小, 试验结果的裹覆面积越小。因此, 粗集料下部的形状和室温的高低对试验结果影响很大。由表1可以看出在20℃室温下, 该种试验方法对五种复合乳化沥青的试验结果基本相同, 均有面积约1/3未破乳的复合乳化沥青剥落, 未能将复合乳化沥青的粘附性明显区别开, 且其评定标准只有合格与不合格两种结果太笼统, 不适合用于研究工作。
2. 2 《阳离子乳化沥青路面》书中建议采用的试验方法
进行乳化沥青与粗集料的粘附性试验时, 如果室内温度、湿度没有条件控制, 《阳离子乳化沥青路面》书中建议采用热水浸泡法来检验粘附性效果。即:把在水和乳化沥青中各浸泡1min 后的粗集料, 在室温下凉置1d, 再在60℃水中浸泡5min , 然后观察乳化沥青与粗集料的粘附性。试验
收稿日期:2001-11-19
乳化沥青与粗集料的粘附性是乳化沥青性能的一个重要使用指标, 和阴离子、非离子乳化沥青相比, 阳离子乳化沥青与矿料具有更好的粘附性, 这是阳离子乳化沥青得以迅速发展的一个重要原因。目前, 随着我国公路建设中沥青品牌的增多和乳化沥青应用技术的不断发展, 尤其是稀浆封层应用技术的大力推广, 单一阳离子乳化剂制备的乳化沥青很难满足施工要求, 于是复合型乳化剂越来越受到重视。在“沥青乳化剂及其应用技术研究”课题中, 为了对复合乳化剂制备的复合乳化沥青与粗集料的粘附性进行有效地评价, 课题组对其试验方法进行了深入研究。研究发现, 目前使用的阳离子乳化沥青粘附性试验方法难以有效地评价复合乳化沥青粘附性的优劣。考虑到乳化沥青混合料最终要经受和热沥青相同的路用环境考验, 同时, 热沥青与粗集料粘附性的试验方法——水煮法已是比较成熟的方法, 因此, 在课题研究中结合乳化沥青与粗集料粘附时的特点, 提出了借用水煮法试验来检验乳化沥青与粗集料的粘附性的试验方法, 称之为乳化沥青水煮法。2 目前的试验方法
2. 1 JTJ 052—2000中T 0654—93规定的阳离子乳化沥青粘附性试验方法
T 0654—93规定的阳离子乳化沥青粘附性试验方法步骤:将粗集料(13. 2～19m m) 在水中浸泡1min , 取出后立即在乳化沥青中浸泡1m in , 在作者简介:弥海晨, 男, 工程师, 硕士, 2001年毕业于长安大学道路与铁道工程专业, 现主要从事道路路面工程及其材
第2期弥海晨等. 复合乳化沥青的粘附性试验方法研究
11
结果用肉眼观察, 如果乳化沥青的粘附面积大于2/3即为合格。
在试验研究中发现利用该方法检验复合乳化沥青与粗集料的粘附性时, 各种含有阳离子乳化剂的复合乳化沥青的试验结果基本一样, 几乎均完全不剥落(见表1) 。因此, 该方法的试验条件偏于保守, 难以对复合乳化沥青的粘附性优劣进行比较; 其评定标准也较单一, 不适合用于研究工作。3 乳化沥青水煮法
乳化沥青水煮法的具体试验步骤是:试样的制备同JTJ 052—2000中T 0654—93, 即:将粗集料在水中浸泡1min, 取出后立即在乳化沥青中浸泡1m in , 试样的凉置时间延长至1d ; 试样的试验条件同JT J 052—2000中T 0616—93水煮法, 即:将试样在微沸状态的水中浸煮3min 。为便于和前两种试验结果进行对比, 该方法的试验结果评定也采用了观察试验后粗集料表面裹覆的乳化沥青面
积比例来进行, 所提出的新评定标准将在后文详细论述。
该方法中将粗集料在水中浸泡1m in , 取出后立即在乳化沥青中浸泡1min, 对应于施工时乳化沥青与粗集料的拌和过程; 凉置1d, 对应于乳化沥青在粗集料表面完全破乳的过程; 最后在微沸状态的水中浸煮3min, 则对应于乳化沥青在路用时的加速水损害过程。从该方法的试验步骤和条件可以看出, 其与目前使用的两种试验方法相比, 同乳化沥青的路用情况更加接近。
在课题研究中, 用上述三种方法进行了大量的对比试验, 表1是在室温20℃下, 对收集到的4种含阳离子乳化剂和本课题研制的BE -1型乳化剂制备的复合乳化沥青与粗集料粘附性检验结果的汇总归纳, 其中的数据为试验后乳化沥青在粗集料表面的裹覆面积比例, 试验所用的沥青为兰炼90号。
表1 复合乳化沥青粘附性试验方法比较
乳化沥青1
试验方法
酸性集料碱性集料
T 0654—93
《阳离子乳化沥青路面》乳化沥青水煮法
≈2/3≈1≈1
≈2/3≈1>3/4
酸性集料碱性集料≈2/3≈1>1/3
≈2/3≈1>1/3
酸性集料碱性集料≈2/3≈1>1/2
≈2/3≈1>1/2
酸性集料碱性集料>2/3≈1≈1
≈2/3≈1>2/3
乳化沥青2
乳化沥青3
乳化沥青4
BE-1型乳化沥青酸性集料碱性集料>2/3≈1≈1
≈2/3≈1>3/4
由表1可以看出, 乳化沥青水煮法试验和其它两种方法相比, 可以区别不同复合乳化沥青与粗集料粘附性的优劣。BE-1型乳化沥青与酸、碱性集料均具有良好的粘附性。
4 乳化沥青水煮法试验结果评定标准
课题在确定乳化沥青水煮法试验结果评定标准时, 参照了JT J 052—2000中T 0616—93的沥青与粗集料的粘附性等级评定标准。但是, 考虑到乳化沥青水煮法制备试样时, 乳化沥青在粗集料表面裹覆膜薄, 水煮时剥落现象要比原沥青明显得多, 因此, 对等级评定标准做了适当地修改。修改的主要内容是:剥落面积为粗集料的完全裸露面积, 不考虑乳化沥青膜厚度的变化, 划分粘附性等级的
剥落面积数量也不同于原沥青。乳化沥青水煮法的粘附性等级具体标准如表2。
表2 乳化沥青与粗集料的粘附性等级
试验后粗集料表面乳化沥青膜的剥落情况乳化沥青膜完全保存, 剥落面积百分率接近0剥落面积百分率少于20剥落面积百分率少于40剥落面积百分率少于60剥落面积百分率大于60
粘附性等级
54321
按此标准对上述五个复合乳化沥青的评定结果如表3。
表3 乳化沥青与粗集料的粘附性等级评定结果
乳化沥青1
乳化沥青
酸性集料碱性集料
酸性集料碱性集料
酸性集料碱性集料
酸性集料碱性集料
乳化沥青2
乳化沥青3
乳化沥青4
BE-1型乳化沥青酸性集料碱性集料
12
石 油 沥 青2002年第16卷
因为在课题的研究中发现, 当复合乳化沥青与粗集料粘附等级小于等于3级时, 按稀浆封层中级配拌制的混合料固化后, 其中仍有较多的裸露集料; 而当粘附等级大于等于4级时, 混合料中的裸露集料较少。所以, 在采用乳化沥青水煮法检验时, 建议乳化沥青与粗集料的粘附等级应不小于4级。5 结论
a ) 通过课题研究中的大量试验发现, 目前使用的阳离子乳化沥青粘附性试验方法存在一些不完善之处, 因此, 提出了乳化沥青水煮法试验, 并提出了用其检验复合乳化沥青粘附性时的评定标准;
b) 通过对三种试验方法的比较和试验结果分析, 认为乳化沥青水煮法能较直观地评价复合乳化沥青与粗集料的粘附性优劣;
c ) 提出的乳化沥青水煮法步骤为乳化沥青其它试验研究提供了思路, 以便试验工作能更客观地反映材料工程性能;
d) 通过乳化沥青水煮法检验, 认为BE-1型复合乳化剂制备的乳化沥青与酸、碱性粗集料均具有良好的粘附性。
参 考 文 献
1 交通部阳离子乳化沥青课题协作组. 阳离子乳化沥青
路面. 北京:人民交通出版社. 1997
2 交通部公路科学研究院. 公路工程沥青混合料试验规
程. 北京:人民交通出版社. 2000
3 弥海晨. 沥青乳化剂及其应用技术研究:[学位论文].
学位授予地址:长安大学, 2001
A Study on the Experimental Methods of Adhesiveness
of Compound Bitumen Emulsion
Mi Haichen , Han Ruimin , Ma Zhigang X i ’an H ighw ay Research Institute (X i ’an 710054)
Abstract Since the adhesiveness of compound bitum en em ulsion couldn ’t be effectively evaluated by
the m ethod for testing that of cationic bitumen em ulsion, a new method of im mersing bitumen em ulsion in boiling w ater w as presented on the basis of the research having been m ade , the practical conditions of construction and its paving application. The standards for testing the adhesiveness of the compound bitum en em ulsion by this new m ethod w ere also g iven.
Key Words :Compound bitumen emulsion; Adhesiveness; M ethod of im mersing the bitumen em ulsion
in boiling water ; Standards
·动 态·
新专利介绍
申请号:00124814. 6公开号:CN1285378A 申请日:2000. 9. 18公开日:2001. 2. 28
发明名称:沥青共聚烯烃复合材料及其制造方法申请人:梁清源共同申请人:柯荣卿发明人:梁清源 柯荣卿
摘要
本发明为一种沥青共聚烯烃复合材料及其制造方法。本方法包括将石油沥青中加入含共轭双键烯烃的热塑弹性体, 同时加入高分子交联剂、有机过氧化物和硫, 并在155～290℃下混炼, 然后加入稳定剂混匀即可。本发明的沥青共聚烯烃复合材料进一步改善了路面沥青的抗热、氧、紫外光性能和耐侯、抗老化性能, 其力学性能, 如韧度、强度、弹性、延度、针入度以及路用指标、低温脆点、高温软化点均获得显著改善, 适用于高负荷、大流量、高速度的公路、飞机场道路、桥梁路面的铺设及修补。
2002年6月
石油沥青 PET RO LEU M ASP HA L T
第16卷第2期
复合乳化沥青的粘附性试验方法研究
弥海晨 韩瑞民 马志刚
西安公路研究所(西安710054)
摘要 鉴于目前使用的阳离子乳化沥青粘附性试验方法难以有效评价复合乳化沥青粘附性, 通过试验研究并综合考虑乳化沥青施工和路用实际情况, 提出了乳化沥青水煮法试验方法和采用该方法检验复合乳化沥青粘附性时的评定标准。 关键词 复合乳化沥青 粘附性 乳化沥青水煮法 标准
1 问题的提出
集料表面裹覆沥青膜的面积。当裹覆面积不小于粗集料总表面积的2/3时, 认为粘附性合格。
该方法中对于试验时的温度和湿度没有明确规定。试验研究时发现, 当室温低于30℃时, 凉置20min 后, 试样下部乳化沥青仍未破乳, 呈乳液状, 不管其粘附性能如何, 试样下部的乳化沥青膜都会剥落。另外室温不同时乳化沥青的破乳程度也不相同, 室温越低, 破乳程度越小, 试验结果的裹覆面积越小。因此, 粗集料下部的形状和室温的高低对试验结果影响很大。由表1可以看出在20℃室温下, 该种试验方法对五种复合乳化沥青的试验结果基本相同, 均有面积约1/3未破乳的复合乳化沥青剥落, 未能将复合乳化沥青的粘附性明显区别开, 且其评定标准只有合格与不合格两种结果太笼统, 不适合用于研究工作。
2. 2 《阳离子乳化沥青路面》书中建议采用的试验方法
进行乳化沥青与粗集料的粘附性试验时, 如果室内温度、湿度没有条件控制, 《阳离子乳化沥青路面》书中建议采用热水浸泡法来检验粘附性效果。即:把在水和乳化沥青中各浸泡1min 后的粗集料, 在室温下凉置1d, 再在60℃水中浸泡5min , 然后观察乳化沥青与粗集料的粘附性。试验
收稿日期:2001-11-19
乳化沥青与粗集料的粘附性是乳化沥青性能的一个重要使用指标, 和阴离子、非离子乳化沥青相比, 阳离子乳化沥青与矿料具有更好的粘附性, 这是阳离子乳化沥青得以迅速发展的一个重要原因。目前, 随着我国公路建设中沥青品牌的增多和乳化沥青应用技术的不断发展, 尤其是稀浆封层应用技术的大力推广, 单一阳离子乳化剂制备的乳化沥青很难满足施工要求, 于是复合型乳化剂越来越受到重视。在“沥青乳化剂及其应用技术研究”课题中, 为了对复合乳化剂制备的复合乳化沥青与粗集料的粘附性进行有效地评价, 课题组对其试验方法进行了深入研究。研究发现, 目前使用的阳离子乳化沥青粘附性试验方法难以有效地评价复合乳化沥青粘附性的优劣。考虑到乳化沥青混合料最终要经受和热沥青相同的路用环境考验, 同时, 热沥青与粗集料粘附性的试验方法——水煮法已是比较成熟的方法, 因此, 在课题研究中结合乳化沥青与粗集料粘附时的特点, 提出了借用水煮法试验来检验乳化沥青与粗集料的粘附性的试验方法, 称之为乳化沥青水煮法。2 目前的试验方法
2. 1 JTJ 052—2000中T 0654—93规定的阳离子乳化沥青粘附性试验方法
T 0654—93规定的阳离子乳化沥青粘附性试验方法步骤:将粗集料(13. 2～19m m) 在水中浸泡1min , 取出后立即在乳化沥青中浸泡1m in , 在作者简介:弥海晨, 男, 工程师, 硕士, 2001年毕业于长安大学道路与铁道工程专业, 现主要从事道路路面工程及其材
第2期弥海晨等. 复合乳化沥青的粘附性试验方法研究
11
结果用肉眼观察, 如果乳化沥青的粘附面积大于2/3即为合格。
在试验研究中发现利用该方法检验复合乳化沥青与粗集料的粘附性时, 各种含有阳离子乳化剂的复合乳化沥青的试验结果基本一样, 几乎均完全不剥落(见表1) 。因此, 该方法的试验条件偏于保守, 难以对复合乳化沥青的粘附性优劣进行比较; 其评定标准也较单一, 不适合用于研究工作。3 乳化沥青水煮法
乳化沥青水煮法的具体试验步骤是:试样的制备同JTJ 052—2000中T 0654—93, 即:将粗集料在水中浸泡1min, 取出后立即在乳化沥青中浸泡1m in , 试样的凉置时间延长至1d ; 试样的试验条件同JT J 052—2000中T 0616—93水煮法, 即:将试样在微沸状态的水中浸煮3min 。为便于和前两种试验结果进行对比, 该方法的试验结果评定也采用了观察试验后粗集料表面裹覆的乳化沥青面
积比例来进行, 所提出的新评定标准将在后文详细论述。
该方法中将粗集料在水中浸泡1m in , 取出后立即在乳化沥青中浸泡1min, 对应于施工时乳化沥青与粗集料的拌和过程; 凉置1d, 对应于乳化沥青在粗集料表面完全破乳的过程; 最后在微沸状态的水中浸煮3min, 则对应于乳化沥青在路用时的加速水损害过程。从该方法的试验步骤和条件可以看出, 其与目前使用的两种试验方法相比, 同乳化沥青的路用情况更加接近。
在课题研究中, 用上述三种方法进行了大量的对比试验, 表1是在室温20℃下, 对收集到的4种含阳离子乳化剂和本课题研制的BE -1型乳化剂制备的复合乳化沥青与粗集料粘附性检验结果的汇总归纳, 其中的数据为试验后乳化沥青在粗集料表面的裹覆面积比例, 试验所用的沥青为兰炼90号。
表1 复合乳化沥青粘附性试验方法比较
乳化沥青1
试验方法
酸性集料碱性集料
T 0654—93
《阳离子乳化沥青路面》乳化沥青水煮法
≈2/3≈1≈1
≈2/3≈1>3/4
酸性集料碱性集料≈2/3≈1>1/3
≈2/3≈1>1/3
酸性集料碱性集料≈2/3≈1>1/2
≈2/3≈1>1/2
酸性集料碱性集料>2/3≈1≈1
≈2/3≈1>2/3
乳化沥青2
乳化沥青3
乳化沥青4
BE-1型乳化沥青酸性集料碱性集料>2/3≈1≈1
≈2/3≈1>3/4
由表1可以看出, 乳化沥青水煮法试验和其它两种方法相比, 可以区别不同复合乳化沥青与粗集料粘附性的优劣。BE-1型乳化沥青与酸、碱性集料均具有良好的粘附性。
4 乳化沥青水煮法试验结果评定标准
课题在确定乳化沥青水煮法试验结果评定标准时, 参照了JT J 052—2000中T 0616—93的沥青与粗集料的粘附性等级评定标准。但是, 考虑到乳化沥青水煮法制备试样时, 乳化沥青在粗集料表面裹覆膜薄, 水煮时剥落现象要比原沥青明显得多, 因此, 对等级评定标准做了适当地修改。修改的主要内容是:剥落面积为粗集料的完全裸露面积, 不考虑乳化沥青膜厚度的变化, 划分粘附性等级的
剥落面积数量也不同于原沥青。乳化沥青水煮法的粘附性等级具体标准如表2。
表2 乳化沥青与粗集料的粘附性等级
试验后粗集料表面乳化沥青膜的剥落情况乳化沥青膜完全保存, 剥落面积百分率接近0剥落面积百分率少于20剥落面积百分率少于40剥落面积百分率少于60剥落面积百分率大于60
粘附性等级
54321
按此标准对上述五个复合乳化沥青的评定结果如表3。
表3 乳化沥青与粗集料的粘附性等级评定结果
乳化沥青1
乳化沥青
酸性集料碱性集料
酸性集料碱性集料
酸性集料碱性集料
酸性集料碱性集料
乳化沥青2
乳化沥青3
乳化沥青4
BE-1型乳化沥青酸性集料碱性集料
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石 油 沥 青2002年第16卷
因为在课题的研究中发现, 当复合乳化沥青与粗集料粘附等级小于等于3级时, 按稀浆封层中级配拌制的混合料固化后, 其中仍有较多的裸露集料; 而当粘附等级大于等于4级时, 混合料中的裸露集料较少。所以, 在采用乳化沥青水煮法检验时, 建议乳化沥青与粗集料的粘附等级应不小于4级。5 结论
a ) 通过课题研究中的大量试验发现, 目前使用的阳离子乳化沥青粘附性试验方法存在一些不完善之处, 因此, 提出了乳化沥青水煮法试验, 并提出了用其检验复合乳化沥青粘附性时的评定标准;
b) 通过对三种试验方法的比较和试验结果分析, 认为乳化沥青水煮法能较直观地评价复合乳化沥青与粗集料的粘附性优劣;
c ) 提出的乳化沥青水煮法步骤为乳化沥青其它试验研究提供了思路, 以便试验工作能更客观地反映材料工程性能;
d) 通过乳化沥青水煮法检验, 认为BE-1型复合乳化剂制备的乳化沥青与酸、碱性粗集料均具有良好的粘附性。
参 考 文 献
1 交通部阳离子乳化沥青课题协作组. 阳离子乳化沥青
路面. 北京:人民交通出版社. 1997
2 交通部公路科学研究院. 公路工程沥青混合料试验规
程. 北京:人民交通出版社. 2000
3 弥海晨. 沥青乳化剂及其应用技术研究:[学位论文].
学位授予地址:长安大学, 2001
A Study on the Experimental Methods of Adhesiveness
of Compound Bitumen Emulsion
Mi Haichen , Han Ruimin , Ma Zhigang X i ’an H ighw ay Research Institute (X i ’an 710054)
Abstract Since the adhesiveness of compound bitum en em ulsion couldn ’t be effectively evaluated by
the m ethod for testing that of cationic bitumen em ulsion, a new method of im mersing bitumen em ulsion in boiling w ater w as presented on the basis of the research having been m ade , the practical conditions of construction and its paving application. The standards for testing the adhesiveness of the compound bitum en em ulsion by this new m ethod w ere also g iven.
Key Words :Compound bitumen emulsion; Adhesiveness; M ethod of im mersing the bitumen em ulsion
in boiling water ; Standards
·动 态·
新专利介绍
申请号:00124814. 6公开号:CN1285378A 申请日:2000. 9. 18公开日:2001. 2. 28
发明名称:沥青共聚烯烃复合材料及其制造方法申请人:梁清源共同申请人:柯荣卿发明人:梁清源 柯荣卿
摘要
本发明为一种沥青共聚烯烃复合材料及其制造方法。本方法包括将石油沥青中加入含共轭双键烯烃的热塑弹性体, 同时加入高分子交联剂、有机过氧化物和硫, 并在155～290℃下混炼, 然后加入稳定剂混匀即可。本发明的沥青共聚烯烃复合材料进一步改善了路面沥青的抗热、氧、紫外光性能和耐侯、抗老化性能, 其力学性能, 如韧度、强度、弹性、延度、针入度以及路用指标、低温脆点、高温软化点均获得显著改善, 适用于高负荷、大流量、高速度的公路、飞机场道路、桥梁路面的铺设及修补。