路桥防水涂料乳化沥青与改性剂

乳化沥青以沥青为分散相，水为速续相，依靠乳化剂的电荷而形成稳定的乳化液。根据乳化剂的类型，可分为阴离子、阳离子、非离子、粘土稳定等四种乳化沥青。阳离子乳化沥青，其带有阳离子电荷，骨料带有阴离子电荷当与骨料表面接触时，由于异性相吸的作用，使沥青微粒吸收在骨料的表面上，两者在有水膜的情况下，仍可以吸附结合，因而在阴湿或低温季节（5℃以上）阳离子沥青乳液仍可以施工，而不影响质量。由于阳离子乳化沥青可以增强与骨料表面粘附力，提高路面的早期强度和抗渗能力。因而我们选择了阳离子乳化沥青。

沥青改性剂通常规有SBS、APP（APAO）和橡胶类通过大量的实验室试验我们发现SBS、APP（APAO）虽然具有优越的改性性能如SBS能使沥青低温柔性达到-25℃以上，APP能使沥青耐高温性能达到150℃以上。但SBS、APP（APAO）难以制备胶乳，乳化效果较差，故不适合作为乳化沥青的改性剂。

橡胶材料是一种有机高分子弹性化合物，它在很广的温度范围（-50℃~150℃）内具有极为优越的弹性，同时橡胶材料不具有良好的抗裂性，耐久性和不透水的特点。

橡胶胶乳材料是高聚物粒子分散在水介质中所形成的具有一定稳定性的胶体分散体系，它在干燥未硫化的状态下具有较大的伸长率，并在除去外力后能迅速恢复原状。

橡胶胶乳改性乳化沥青在高温时有良好的稳定性，在低温下仍有一定的柔性，其针入度降低，软化点上升，脆点下降，韧性和粘附性提高。

橡胶胶乳按其来源可分为天然胶乳、合成胶乳、人造胶乳以及再生胶乳四大类，但可用于改性乳化沥青的胶乳并不多，通过大量的实验室试验，综合其性能价格比及资源来源，我们选择了氯丁橡胶胶乳与丁苯橡胶胶乳。

现将氯丁胶乳与丁苯橡胶胶乳分别介绍如下：

氯丁胶乳是由氯丁二烯乳液聚合而制得，它是最早生产的一种合成胶乳。氯丁胶乳按用途可分为通用型和特种型两大类，共有30多个品种。氯丁胶具有极好的综合性能，主要表现在，具有较强的粘合能力、较好的成膜性、较高的强度、同时还有良好的耐油、耐燃、耐溶剂、耐热及耐老化等性能。因此，氯丁胶乳已成为合成胶乳中最常用的品种之一。氯丁胶乳的最大弱点是耐寒性能低（-40℃）和储存稳定性差（半年），在储存期间，它不仅胶体性能发生变化，而且硫化胶膜性能也有所降低，但若在氯丁胶乳中加入增塑剂或聚合时加少量的第二单体，可以增加它的耐寒性能。

氯丁胶乳具有较好的综合性能和易于成膜以及和沥青混溶性好和耐老化性能优等特点。氯丁胶乳与乳化沥青掺配并用能明显改善乳化沥青的粘附性和热稳定性及耐老化性、耐化学腐蚀等性能。一般可将阳离子氯丁胶乳和适量稳定剂直接掺入阳离子乳化沥青中，经过充分的搅拌或二次乳化制成阳离子氯丁橡胶乳改性乳化沥青产品，该产品具有优良的耐老化性能和抗渗性以及较好的热稳定性和粘附性。同时抗低温抗裂性能也有所改善。该产品可用于高等级公路和重交通路面及路桥的防水材料以及桥隧和地下工程的防水材料，也可用于特殊结构变形缝的填充材料。这种材料尤其适用于高等级公路和重交通道路路面的日常维修养护，故我们首先采用氯丁胶乳改性方案。

丁苯胶乳是以丁二烯和苯乙烯二种单体，分散在含有皂类乳化剂的水溶液中，并加入引发剂，在40~60℃下乳液聚合而成。丁苯胶乳是综合性能较好的通用型合成胶乳，它的薄膜物理机械性能虽比天然胶乳要低得多，但由于它具有良好的耐老化性、耐热性和耐腐蚀性以及较高的稀释稳定性，而且它的品种多（约400多种）、价格低，因此，它广泛用于道路及土木建筑工程中的材料改性。

丁苯胶乳与乳化沥青掺配并用所制备的丁苯橡胶胶乳改性沥青具有良好的热稳定性和耐久性。在乳化沥青材料中掺入2%~4%的丁苯橡胶胶乳，能使乳化沥青的软化点提高，低温延度增加，脆性降低，由于丁苯胶乳与乳化沥青与其他胶乳相比有良好的稀释稳定性，加之品种多、价格低，因而人们多选用丁苯胶乳作为乳化沥青的改性掺加料，以便提高乳化沥青的热稳定性和耐久性。从改性乳化沥青的性能检测和贯入式洒布以及稀浆封层应用结果证明，改性乳化沥青的低温抗裂性、高温稳定性、粘结性、抗老化性均优于未改性乳化沥青，但综合性能低于氯丁胶改性乳化沥青，因此在客户要求价格较低时可采用。