高性能彩色改性乳化沥青及其微表处技术——交通运输建
设科技成果介绍
国外对彩色沥青混凝土路面的应用以较为广泛，例如：日本北九州市199号国道（街道段）靠边的两侧车道铺成铁红色路面，法国巴黎东北路有一段长约30km的公路，路面是蓝色，荷兰阿姆斯特海牙、鹿特丹等城市在人行道上都设有1.5~2.0m的铁红色沥青路面自行车道等等。
彩色沥青混凝土路面技术之所以在国外发达国家广泛的推广，不仅在于其良好的经济效益，更重要的是基于环保和可持续发展的国际潮流。
国内彩色高分子沥青路面起步较晚，但是近几年发展取得了飞速的发展。
同时，也出现了其他彩色路用材料，其性能对比分析如下：1．高性能彩色改性乳化沥青与其他乳化沥青的性能比较（1）储存稳定性：普通乳化沥青稳定管试验10d，＞5%，该项目彩色改性乳化沥青30d，＜5%；此外，彩色乳化沥青乳液经过钙离子稳定性、机械稳定性和冻融稳定性测试均无异常；（2）粒径分布：经激光粒度仪分析，该乳液微粒集中在1-5μm，可达95%以上，相比普通乳化沥青稳定性、渗透性以及与石料的裹附性大大提高；（3）粘附性：该乳化沥青因改性后与大部分碱性石料裹附性好，界面作用力强，耐水侵蚀和剥落，而普通彩色乳化沥青裹附性和耐水剥落较差；2．彩色微表处路面与其他彩色路面技术的
性能比较（1）耐久性：本技术铺设的彩色沥青路面具有良好的路用性能，在通常的温度和外部环境下，彩色沥青路面的高温稳定性、低温韧性、抗水损坏性及耐久性均很好，不易出现变形、沥青膜剥落等现象，并且与基层粘结性好，而环氧陶瓷颗粒彩色路面属于单粒径、刚性材料，表面粗糙表面容易深入水分，且和沥青混合料层属于不同材料，尤其在北方冬季冻融引起开裂、脱落。
（2）骨料的性能对比：本技术采用彩色无机防滑石料，因而其色泽持久、不易退色，还可以耐77℃的高温和-23℃的低温，并且维护保养简便，损坏处易于修复，使用寿命较长；而类似产品，如彩色环氧陶瓷颗粒路面所用陶瓷颗粒为人工陶瓷组分，性能稳定，色彩鲜艳，但与胶结料裹腹性略差。
（3）抗噪性：彩色沥青路面，尤其是彩色微表处加入多种级配骨料，使这种路面具有较好的吸音功效，当汽车轮胎高速滚动时，不会因路面空隙中的空气被压缩而产生很大噪声，同时还能吸收一部分外来的噪音，而彩色陶瓷颗粒路面因表面孔隙多，车内感觉明显。
（4）舒适度：彩色沥青路面具有良好的柔性和一定的弹性，行走的脚感好，尤其是彩色微表处路面最适合作为行人步行的便道，而且这种路面还具有一定的防滑性能，环氧陶瓷颗粒路面刚性强。
（5）环保性：彩色沥青路面色彩主要来自加入矿物石料的自身颜色或者一定的无机颜料，与胶结料粘结良好，在一般情况下这些骨料不会释放出有害的物质，因此通
常不会对周围的环境造成污染；环氧陶瓷颗粒彩色路面中环氧双组份自水性环氧树脂应用后，环保性能大为提升，但是固化剂部分仍有一定的副作用。
一、技术原理
本项技术是以浅色改性石油树脂为原料，通过先进的乳化技术乳化而成，同时采用高分子改性剂（如SBS）通过物理与化学的方法对其基本性能进行改性，并赋予其功能性。
乳化沥青的实质是一种油水悬浮液，具体为一种水包油结构。
由于油相与水相的密度不同，形成乳液易发生分层离析，导致乳化沥青的组成和性能不稳定，本项目通过引入双亲性天然大分子，附着在油水相界面处，降低界面张力，从而起到稳定乳液的作用。
未改性乳化沥青微表处路面，低温下易脆裂、高温下易粘附，因此必须进行改性。
目前能够兼顾高低温性能的改性剂为SBS，但SBS固体常温下难以与乳化沥青融合，对此，本项目采用首先对SBS进行接枝改性，然后对改性SBS进行乳化以制备SBS乳液，通过将乳化沥青与SBS乳液复合达到SBS改性彩色乳化沥青的目的，从而显著提高了彩色乳化沥青的高温软化点和低温韧性。
通过在彩色乳化沥青中添加功能性助剂或者填料，还赋予材料和产品多种功能性。
二、关键技术或工艺流程该项目总体水平处于国际先进水平，是一系列技术创新的集成，其关键技术包括：（1）基于（1→3）-β-D-葡聚糖高效稳定彩色乳化沥青的核心技术
本项目开发的彩色乳化沥青是一种水包油结构的乳液，其中油相为改性石油树脂，其平均粒径为1-5微米。
由于油相与水相的密度不同，形成乳液易发生分层离析，导致乳化沥青的组成和性能不稳定，严重影响了其使用和储存，造成了材料使用过程的浪费和高成本。
对此，本项目通过引入双亲性天然大分子，即β-D-葡聚糖作为乳液稳定剂（代表性结构式如下图所示），通过调节乳液的pH值使其附着在油水相界面处，降低了两相界面张力，从而达到稳定乳液的作用（中国发明专利ZL200980116405.9）。
该技术的核心是通过β-D-葡聚糖结构的优化可以最大限度提高稳定剂的效率和效果，例如当选用（1→3）β-D-葡聚糖用量为0.005~0.1wt%时即可使乳液保持长期稳定、不分层，如此低的稳定剂用量几乎不会对乳化沥青的其他性能产生任何负面影响，克服了目前通过增稠提高乳液稳定性却易导致施工过程中破乳时间过长的技术难题。
（2）新型乳化剂及液体SBS乳化技术苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）具有优异的耐低温和耐高温性能，因此成为沥青材料最为理想的高分子改性剂之一。
但是SBS改性沥青通常是在180~200 ℃下借助于高速剪切才能实现，这不适合与彩色乳化沥青的改性条件。
因为乳化沥青的温度不能超过100℃（水的沸点）而且高速剪切将导致乳化沥青的破乳。
针对此问题，本项目采用本公司专有的“星型液体SBS”技术成
功的对彩色乳化沥青进行了改性。
该技术采用多种环保型复合乳化剂，其核心技术在于首先利用新型生物可降解乳化剂（甜菜碱酯和胆碱酯衍生物，中国发明专利
ZL200980116405.9）对化学接枝改性过的SBS进行高温乳化，获得了水包SBS微球结构的星型SBS乳液，然后将该乳液按照一定质量配比与上述彩色乳化沥青在室温下温和
复配，即可得到一种高低温性能俱佳的高分子改性彩色乳化沥青产品。
其中以胆碱酯衍生物为例，其结构通式如下所示：（3）彩色乳化沥青的功能化改性技术本项目通过对彩色乳化沥青固体组分进行化学改性或者引入功能性纳米材料作
为填料，赋予材料及铺筑路面功能性。
主要技术包括1）通过对彩色乳化沥青基材（石油树脂）接枝疏水分子链段显著提高了乳化沥青施工后的疏水性（水接触角达到110-120度），从而赋予该彩色乳化沥青铺设路面优异的抗渗性和排水性，同时提高了彩色路面的耐污性，可以长期保持彩色路面颜色鲜艳，雨水冲洗过后颜色更加靓丽；2）通过引入纳米二氧化硅和控制施工过程引入的彩色防滑石料粒径，显著提高了乳化沥青施工后路面的抗湿滑性能，已应用于需要高摩擦系数的各种路面（如刹车减速区路面和游园小区等城市景观路面）；3）通过向乳化沥青中添加少量的光敏性固化剂，使其施工后在强光照射下发生微交联，从而赋予铺设路面跟高的软化点和抗车辙性能，适合于高温地区和重载路面。
上
述改性技术，在保持彩色乳化沥青路面美观的同时，赋予其排水耐污、抗湿滑、抗车辙等功能。
（4）彩色乳化沥青与普通乳化沥青的光谱分析一致分析比较二者谱图（注：明色树脂乳液即为彩色乳化沥青）：图1彩色乳化沥青和普通乳化沥青对比图
图1中，3345cm-1为羟基—OH的伸缩振动，3067 cm-1、3032 cm-1为芳环的C—H伸缩振动，2922 cm-11为CH2烷烃反对称伸缩振动，2850 cm-1为CH2烷烃对称伸缩振动，1645 cm-1为液态H2O变角伸缩振动，1456 cm-1为CH3不对称变角伸缩振动，1375 cm-1为CH3对称变角伸缩振动，1090 cm-1和1049 cm-1为乙醇C—OH伸缩振动，660 cm-1左右为液态H2O的摇摆宽谱带。
从普通乳化沥青及明色树脂乳液的红外图谱可以看出，二者的谱图基本相似，从而说明彩色沥青乳液具有乳化沥青性能的基本特征。
（5）工艺路线如下图2：三、推广前景
北京市市政工程管理处机械厂位于北京市紫竹院路机动车
道铺筑了Ⅲ型彩色沥青路面4800㎡；北京中基鼎盛建筑工程有限公司在北京大兴第二职高学校操场跑道2800㎡；首都国际机场集团公司办公大院采用MS-2型彩色微表处，罩面厚度为6cm，施工总面积7012平方米；甘肃华亭煤业集团砚北煤矿办公楼前利用人工摊铺技术，铺筑了Ⅰ型彩色沥青路面1400㎡；太原市阳曲县环境保护局采用人工摊铺技
术铺筑彩色沥青路面1100㎡；太原市高速公路有限公司位于太原市长风收费广场使用彩色微表处Ⅲ型彩色沥青路面3200㎡；沧州广源公路养护有限公司工业园区施工Ⅱ型10000㎡；辽宁阜新市红树路彩色微表处Ⅱ型施工12600㎡；国网山西供电工程承装公司变电分公司施工13500㎡；山西晋中市百草坡森林植物园景观道路使用彩色微表处Ⅱ型3200㎡；浙江省宁波市镇海区剑湖中心采用彩色微表处Ⅰ型2885㎡；重庆高速公路转弯及隧道口警示带使用彩色微表处Ⅱ型1000多㎡。
当前全球经济已经发展到一定高度，提高生存环境质量，强调人与自然的和谐越来越成为时代主题，彩色微表处技术顺应环保和可持续发展的国际潮流，符合我国经济发展需要而美化城市环境的环保需求，同时还可提高人民生活品质，作为彩色路面的新型形式，因其常温、机械施工，环保快捷，符合现代经济和城市发展的需要，必定在今后的彩色路面施工中占有重要地位，是我国的现代化建设，全球的可持续发展的环保建筑材料之一，推广应用前景十分广阔。
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监制：王菲
编辑：雷瑞这些内容您一定感兴趣ZJZ整体型钢减振降噪伸缩装置——交通运输建设科技成果介绍波形钢腹板组合桥
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