乳化沥青残留物获取方法浅析.pdf

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乳化青残留物获取方法淢析
田尚斌,牛晓伟
(1.江苏省高速公路经营管理中心,南京210009;2.江苏省交通科学研究院股份有限公司,南京21112)
摘要;对比分析了国内外不同的乳化沥青残留物获取方法,着重对低温蒸发获取乳化沥青残留物的方法进行讨论和分析,提出在
应用该方法时,应针对使用不同乳化剂的不同类型乳化沥青,应当设置不同的低温蒸发温度和蒸发时间。
关键词:乳化沥青;残留物;获取方法;低温蒸发
目前,我国公路已全面进入“建养并举”的发展阶石棉垫)上缓缓加热,边加热边揽拌,其加热温度不应
段,由于乳化沥青可以有效降低沥青的黏度和施工温致乳液溢溅,直到确认试样中的水分已完全蒸发(通常
度,具有节约能源、降低成本、使用方便、用途广泛、施需20~30min),然后在163℃士3.0℃温度下加热
工季节长等优点,而成为多种道路养护措施中应用最1min,称量计算出沥青含量,求出其蒸发残留物占乳
为广泛的材料
液的百分比,即得到乳化沥青蒸发残留物含量值。我
但是,随着公路事业的快速发展和现代交通压力国的乳化沥青蒸发残留物试验就是将300g乳化沥青
的不断加大,普通的乳化沥青已经不能满足市场需求,在电炉上加热搅拌20~30min,确认水分已完全蒸发
优质乳化沥青材料的选用已经成为影响养护工程质量再在163℃土3℃条件下保持1min,灌模后进行蒸发
的一个重要因素。乳化沥青残留物的性质是评价乳化残留物的指标测试。
沥青性能的关键指标,要准确获取这些指标参数,首先
直接加热蒸发获取乳化沥青残留物的方法,优点
要准确获取能够代表乳化沥青实际路用效果的乳化沥是简便易行,对试验设备要求不高,缺点是该方法受试
青残留物。
验人员的主观影响偏大。造成这一现象的主要原因是
脱除乳化沥青中的水分是获得乳化沥青残留物的试验过程中加热强度和升温速度不一致,以及不同试
必要条件。不同的国家和组织有着不同的脱水方法,验人员对乳化沥青加热终止点的判断各不相同。
总体来讲主要包括:直接加热蒸发法、蒸馏法、烘箱加
热蒸发法和低温蒸发法。以往的研究多集中在对我国2蒸馏法
直接加热法的蒸发温度及蒸发过程与步骤2进行讨
蒸馏法中比较有代表性的是美国 ASTM D244
论和分析,而对低温蒸发法的讨论较少。
“乳化沥青标准测试方法与实践”( Standard Test
笔者对上述不同的乳化沥青残留物获取方法进行 Methods and Practices for Emulsified Asphalts1中
了对比分析,并着重对国外的低温蒸发获取乳化沥青提及的蒸馏法和低温减压蒸馏法:
戏留物的方法进行讨论和分析,进而提出相关建议,为
(1)D244蒸馏法(D6997-04 Standard Test Meth-
我国乳化沥青工程技术人员提供参考和借鉴
od for Distillation of Emulsified Asphalt)。该方法是
将200g改性乳化沥青倒入特制的铝合金容器中,在
1直接加热蒸发法
260℃的温度下蒸馏15min(对于改性乳化沥青,蒸馏
日本和我国均采用这样的方法。JTGE20-2011温度降为204℃),从而实现乳化沥青中水与沥青的分
我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中规定的离。整个试验过程从开始加热到蒸馏结東需要60±
乳化沥青蒸发残留物含量试验方法(T0651-1993)「8是
5min的时间。该方法得到的残留物直接用于进行
参照日本道路协会铺装试验法便览3-6-9的方法,其残留沥青的性质实验
核心内容如下
这种方法是目前美国在测试乳化沥青残留物含量
将300g士1g乳化沥青置于电炉或燃气炉(放有及残留物性质时,应用最为广泛的一种方法。但是由
收稿?期:2014-01-02
于该法所采用的蒸馏温度较高,如果实验控制不好,很
上峣琉
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容易造成乳化沥青残留物的老化;因此,采用该法在操究。主要包括
作和易性和安全性方面都对试验人员提出了较高的
(1)欧洲EN13704-02低温蒸发法(BS2000-493:
要求。
2002 Petroleum products-bitumen and bituminous
(2)D244低温减压蒸馏法(D7403-09 Standard binders- Recovery of binder from bitumen emulsions
Test Method for Determination of Residue of Emulsi-- by evaporation)。将适量(1.5~2.0kg/m2,用量根
fied Asphalt by Low Temperature Vacuum Distil-据后期残留试验用量确定)的乳化沥青倾倒于不黏的
lation)。某些乳化沥青,尤其是改性乳化沥青在高温托盘中,先于室温下放置24b士1h,然后置于50℃士
情况下蒸馏,获得的残留沥青性质会受到很大的影响,2℃烘箱中再放置24h士1h,冷却至室温后移出托
无法真正反映乳化沥青使用过程中的真实状态;因此盘,再行测试其性能。
D244中提出了采用低温减压蒸馏法。该方法是在
(2)美国 AASHTO PP72-11低温蒸发法( Recov
D244蒸馏法的基础上对蒸馏设备进行改装,附加减压 ering Residue from Emulsified Asphalt Using Low
装置,在较低的温度(135℃)条件下蒸馏60min
Temperature Evaporative Techniques)9)。在该规范
由于附加了减乐装置,使得该方法对操作过程的中又具体提出两种低温蒸发获取乳化沥青残留物的
控制程度要求更高。不利于该法的推广和使用
方法:
其中一种方法与欧洲EN13704-02低温蒸发法较
3烘箱加热蒸发法
为相似,区别在于:①它规定了不黏的托盘使用硅胶
烘箱加热蒸发法主要有 ASTM D244所规定的素盘;②其低温蒸发温度和时间分别为:先是25℃,24h
发法和美国加利福尼亚州的方法。
士1h,然后置于60℃,24h士1h;③冷却至室温的时
(1)D244规定的蒸发法(D6934-08 Standard Test间规定为1h
Method for Residue by Evaporation of Emulsified As
另一种方法则是提出将样品倾倒于硅胶盘后先行
phalt)是取四个容量为1000mL的烧杯,分别倒人搅涂布均匀,然后在60℃的强制鼓风烘箱中放置6h士
拌均匀的乳液50g士0.1g,然后放人温度已升至15min,从烘箱中取出后使用玻璃或金属棒紧贴试样
163℃士2.8℃的烘箱中加热2h,取出并彻底搅拌,边缘,使其在15min内降至室温
再放入烘箱中加热1h后取出,进行残留物的指标
为验证PP72-11试验方法的适用性和准确性,笔
测定
者选择了两种乳化沥青,分别采用我国现行规范方法
(2)美国加利福尼亚州的方法是取乳化沥青40g和PP72-11中第一种方法获取其残留物,并对所获残
±0.1g,在118℃条件下保温30min,然后升温到留物的三大指标进行测试对比,试验结果列于表1。
138℃条件下保温1.5h,搅拌,再在138℃条件下保
表1不同方法所得乳化