本文转载自《四川建材》.11
作者：朱开宬王文奇等
前言乳化沥青技术是用机械把固体沥青变成微滴，并散布在含乳化剂的水的溶液中。乳化沥青常温下就可以呈现出液态，可以用于道路工程和建筑工程等方面。国内大部分建成高速公路采用的沥青混凝土路面经常出现剥落、开裂、坑槽等病害。尤其是西部山区多发的地震等地质灾害造成路面的破损，要求对路面快速、方便的及时修补。热拌沥青混合料由于运输不便等原因，往往达不到修补路面的要求。水泥路面开裂、断板等病害，也需要及时灌缝以防水。
国内大量的公路路面现在已经需要进行全面的养护，乳化沥青可以作为灌封、透层、粘层等结构类型的材料用于养护，尤其是作为稀浆封层，已经在路面的维修养护中不可或缺。如果通过加入乳化沥青再次利用废旧路面材料，可以显著地节能减排、保护环境，具有良好的经济、环境效益。
石油和沥青在人类生产生活中扮演着重要的角色，其地位日益重要，需求量不断增长。国内外的大量科研和工程技术人员对其做了卓有成效的工作。其中乳化沥青的材料和技术一直是热点问题之一。
1、乳化沥青的概述乳化沥青按所用乳化剂结构的形式，分为离子型、非离子型、两性离子型等类型。
1.1沥青乳化剂种类1）阴离子沥青乳化剂：主要有脂肪酸盐类、磺酸盐类和工业废液等类型。虽然阴离子型乳化沥青价格比较低，但是由于存在很多问题，其使用受限。
2）阳离子沥青乳化剂：主要有胺化木质素类乳化剂、季铵盐类乳化剂、酰胺类乳化剂、烷基胺类乳化剂、咪唑啉类乳化剂、环氧乙烷双胺类乳化剂，技术成熟，种类繁多，应用最广。
3）非离子型沥青乳化剂：亲水基不带电荷，靠羟基或醚键作用进行乳化，与骨料接触时随着水分的蒸发而破乳。一般与阳离子乳化剂复配使用。
4）两性离子型沥青乳化剂：虽有好的乳化能力，特别是具有好的耐硬水、遇酸碱等各种离子都比较稳定等优点，但是成本高，因此很少使用。
1.2乳化沥青优点乳化沥青的使用已非常广泛，如防水、防腐、土壤改、铁路道床、固沙等，但是用量最多的还是道路建设。
1）提高路面质量。因为路面为常温，粘层油用热拌沥青时，热沥青迅速凝固而丧失流动性，很难洒布均匀，也很难保证用油的准确性。用作透层油时，由于热沥青黏稠、渗透性差而影响路面质量。而乳化沥青可以室温下施工，任意调整沥青的含量，还可以准确控制洒布的量，因此，大大提高路面的施工质量。
2）扩大沥青使用范围。适用于许多热沥青无法使用的范围，例如稀浆封层，用乳化沥青封闭了路面来水，效果理想。
3）节约能源。热拌沥青需要消耗大量的能源为沥青材料和矿料加热。采用热沥青筑路，还需要施工过程中对沥青进行多次的加温，消耗了大量的燃料，还造成了沥青材料的老化。采用乳化沥青时，只需要在沥青乳化时一次加热，加热的温度还可以比热拌沥青的温度降低50℃左右。研究表明，用乳化沥青可以比热拌沥青节约50%以上的能耗。
4）节省材料。用乳化沥青可以比热拌沥青节省10%～20%的沥青用量。乳化沥青尤其是阳离子乳化沥青与碱性和酸性的矿料粘附得都很好，这就可以就地选择矿料，不需要长距离地运输玄武岩，进一步降低造价。
5）延长施工季节。低温对热拌沥青施工很不利，但是低温时乳化沥青也可以施工。而且乳化沥青还可以在雨后施工，不但不会影响竣工，而且还减少误工费。
2、目前研究现状最早利用乳化沥青是用以减少灰尘，后来开始广泛应用于道路、建筑、水利水电等行业中。起初由于乳化沥青的可利用的乳化剂的种类较少，也缺乏知识，采用的是阴离子乳化沥青。阴离子乳化沥青的乳液与石料、特别是与酸性石料的粘附性较差。待乳液中水分蒸发后才能实现裹附，若遇潮湿、低温乳液中水分蒸发缓慢时，破乳时间延长，影响了路面早期成型。
化学的大发展带来了阳离子乳化沥青发展。由于异性相吸作用，阳离子乳化沥青的微粒表面附带的是阳离子的电荷，因此，沥青与石料的粘附好，路面的早期强度高，缩短了封闭交通的时间。自此乳化沥青的发展进入更高的阶段。
2.1国外研究概况目前，世界上许多国家如美、德、英、法、加等国，沥青乳化率都很高。发达国家进入了路面的全面维修养护阶段。而乳化沥青由于具有诸多的优点成为路面维修养护的主要材料，大量应用于道路养护。乳化沥青同时应用于道路废旧沥青路面材料冷再生。除此以外，乳化沥青还用于石油开采领域的钻井。应用于铁路的水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆），目前日本及德国研究比较好。
目前，发达国家乳化沥青的研究已经非常的成熟，已经拥有生产乳化沥青及配套的设施。国外一些公司如壳牌、科氏等，不但在本国设立了乳化沥青生产、科研机构，研发和生产了一系列的产品，而且在发展中的国家或者是生产乳化沥青，或者是提供技术服务。理论研究方面，Heller和Pugh在年，定义了非离子型表面活胶体溶液中的“位阻保护”，形成了空间位阻理论，为乳化沥青的应用提供了理论基础。ReiheandApilo在芬兰建立了一种适用于60℃粘度为～mm2/s的软乳化沥青的混合料设计方法。KhoslaandBienvenu建立了适用CMS和HFRA乳化沥青的冷拌混合料设计方法。AASHTO－AGC－ARTNA联合委员会工作组在年出版了适合马歇尔设备的乳化沥青设计方法。现在理论方面也比较成熟。
2.2国内研究概况20世纪70年代，我国开始研究阳离子乳化沥青。交通部组织的乳化沥青的课题顺利完成并进行了应用和推广。我国在公路部门每年都有大量的乳化沥青铺筑路面，也用于旧沥青路面的维修和养护。乳化沥青越来越引起公路管理部门的重视。郑国均等科研人员对乳化沥青防水涂料的改性添加料配比与使用性能的关系以及施工工艺做了卓有成效的研究。姜云焕等老一辈科研人员在乳化沥青研究和应用中做了大量卓有成效的工作。长安大学邢傲雪采用间接拉伸试验研究了乳化沥青冷再生的疲劳性能，这些研究对于乳化沥青的推广应用提供了理论基础。
乳化沥青用于道路养护，尤其是运输不便的道路、地震震害等地质灾害的抢险维修，取得了非常好的效果。在冷再生技术中乳化沥青的技术门槛比较低，现在越来越受到重视。年，辽宁省首次使用了乳化沥青的就地冷再生，取得了非常好的效果。年，江西省的昌九高速公路，对路面翻修而产生的废旧的沥青路面材料，使用乳化沥青成功地实现了%的再生利用。国内厂拌冷再生使用面积早已经超过了万平方米。
3、前景及展望3.1环境和社会效益热拌沥青生产过程中，由于沥青加热到～℃，加热时间长，严重污染了环境。乳化沥青的生产中，沥青的加热只有～℃，减少了挥发性物质。有研究表明，乳化沥青车间致癌物质有明显下降，含量低于国家标准。此外，在常温下乳化沥青施工，避免了操作人员因灼热沥青而烧伤、烫伤的风险，也避免了沥青蒸汽对操作人员的熏烤。乳化沥青环保，而且改善施工条件，已得到从业者的认可。
3.2乳化沥青展望我国目前道路大规模进入维修养护期，养护投资已经大于新建投资，巨大的养护市场需要乳化沥青和其他优质的养护材料。乳化沥青冷再生技术因为其独特的技术和环保优势，将会拥有良好的发展前景。用于新建道路，在建设“资源节约型，环境友好型”社会的大背景下，节能环保的乳化沥青拥有良好的推广和应用的前景。国内高端乳化沥青市场还是面临着技术和市场垄断，因此，开发国产高性能的乳化沥青意义重大，希望我国科研人员对粘层、封层、透层等乳化沥青加以研发。
4、结语本文陈述了乳化沥青的不同类型和各自优缺点、适用范围，综述了乳化沥青材料和技术国外和国内的研究概况，分析了乳化沥青与常规热拌沥青相比的优点，在建设两型社会的大背景下，乳化沥青因为具有良好的环境效益、社会效益，推广和应用的前景良好。
中石油燃料油有限责任公司研究院主办
（年第34期）
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