水性环氧新型冷补沥青混合料的性能对比分析.docx

水性环氧新型冷补沥青混合料的性能对比分析赵富强;王素青;路国栋;张争奇;张伟【摘要】为研发新型高性能的坑槽冷补材料，提出采用水性环氧组分对两种普通溶剂型冷补混合料进行改性，首先根据其技术特点提出新型冷补材料的性能评价方法与指标，然后以路用性能与施工性能系统研究水性环氧组分对冷补混合料的性能的影响与强化机理.结果表明:水性环氧组分对冷补材料的强度、水稳性、高温性能，以及黏结性都有显著改善，但对低温性能与存储性能有不利影响，综合考虑其掺量质量分数宜控制在1.2%~1.8%,水性环氧树脂与固化剂最佳质量比宜采用3:1;另外，环氧组分对溶剂型冷补混合料的改性效果有重要影响，环氧组分EP-20+HGC在冷补材料中的固化适用期较长对冷补料的成型强度、劈裂强度、高温性能改善效果较好，存储稳定性较好,可用于生产需要长时间储存的冷补沥青混合料;环氧组分EP-20+HGA改性的冷补混合料初始强度和水稳性能较好，强度成型速度快，但适用期较短，可用于坑槽的应急性修补.在实际养护工程中,应根据溶剂型冷补材料性能缺陷及养护需求选择适宜的水性环氧组分进行改善. 【期刊名称】《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》【年(卷)，期】2019(043)001【总页数】6页(P56-61)【关键词】冷补沥青混合料;水性环氧树脂;强度形成机理;路用性能;施工性能【作者】赵富强;王素青潞国栋涨争奇涨伟【作者单位】陕西省高速公路建设集团公司西安710065;长安大学公路学院特殊地区公路工程教育部重点实验室西安710064;长安大学公路学院特殊地区公路工程教育部重点实验室西安710064；陕西省交通规划设计研究院西安710063;长安大学公路学院特殊地区公路工程教育部重点实验室西安710064;长安大学公路学院特殊地区公路工程教育部重点实验室西安710064【正文语种】中文【中图分类】U416.2170引言冷补沥青混合料与路面黏结性好，且工作性能优良，能够克服热补材料修补坑槽的局限性，是路面坑槽等病害修补的最佳材料［1-2］.目前国内外对冷补材料做了大量的研究和应用，取得较为显著成果，但仍存在不足之处：①国内市场上冷补料产品性能不足或不稳定，强度形成速度慢，早期强度低［3-4］；②对冷补沥青材料的研究不够全面系统，其性能评价方法和技术指标不统一，且缺乏相关行业标准或规定.研究表明，将环氧树脂材料用于改性沥青，可以增强沥青混合料的力学强度、高温稳定性，以及水稳定性，同时环氧树脂水性化的应用也使其相容性得到了改善［5］，有助于协调冷补沥青混合料的强度与施工和易性的矛盾. 文中通过掺加水性环氧树脂乳液对普通溶剂型冷补材料进行性能改善研究，根据冷补混合料的使用场合和水性环氧冷补沥青混合料的技术特点，提出冷补沥青混合料试验方法，通过室内试验评价新型冷补材料的性能改善效果并推荐水性冷补环氧沥青混合料的掺配比例和使用建议，并对其强度形成机理进行分析. 1原材料技术性能普通冷补沥青混合料是由矿质集料和冷补胶结料，通过一定机械拌合或人工搅拌工艺而成.冷补液主要成分有基质沥青、稀释剂、增粘剂和防水剂，本文选用SK-90#石油沥青以及0#轻柴油作为基质沥青和稀释剂. 添加剂对冷补液的性能有重要影响，选择课题组自主研制的ZH冷补料和由成品改性剂制备的LBR冷补料以作研究.ZH型冷补沥青中m（沥青）：ml（稀释剂）：ml（增粘剂）：ml（抗剥落剂）=100:25:5:0.5;LBR冷补液中m（沥青）：ml（稀释剂）：ml（添加剂）=77：20：3[6]. 选用水性EP-20乳液作为环氧乳液；固化剂采用两种经过化学改性的聚酰胺类固化剂，与环氧树脂乳液相容性好，并且能够在常温条件下进行固化反应，技术指标见表1,拟定的2种水性环氧组分构成及掺配比例方案见表2，即固化剂用量（100g环氧乳液）=树脂环氧值x活泼氢当量. 表1水性环氧组分技术指标指标EP-20HGCHGA外观乳白色均匀液体淡黄透明液体浅棕色均匀液体固含量/%>43>58>48密度/（g-cm-3）1.05~1.101.05~1.101.05~1.10黏度/（Pa-s）<2<10<10pH值6~811~1311~13环氧值实测值0.113理论技术0.09~0.12固化适用期/hM6<6胺值140±20130±20活泼氢当量200300表2水性环氧组分构成及掺配方案g/100g环氧乳液类型理论用量适配用量①EP-20+HGC2325②EP-20+HGA3435粗集料选用中性的闪长岩，与沥青粘附性较好，且强度较高、耐磨性好、颗粒均匀，细集料为有良好级配的机制砂，填料为磨细的石灰石矿粉，试验中选用的级配见表3，同时按照马歇尔试验方法确定了冷补料的最佳油石比，ZH型为4.4%,LBR则为4.5%. 表3矿料级配设计通过下列筛孔（mm）集料的质量分数/