水性環(huán)氧樹(shù)脂/丁苯橡膠復(fù)合改性乳化瀝青的制備及性能

孟勇軍，趙啟雄，盧祖標(biāo)，劉直榮，徐銳光，雷雨龍

(1. 廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，南寧 530004; 2. 工程防災(zāi)與結(jié)構(gòu)安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧 530004; 3. 廣西特殊地質(zhì)公路安全工程技術(shù)研究中心，南寧 530004)

乳化瀝青是一種以瀝青為分散相，分散到水相中形成常溫下呈液態(tài)的乳液，具有常溫下流動(dòng)性好、節(jié)約能源和材料環(huán)保且使用方便等優(yōu)點(diǎn)[1]，常被用作路面結(jié)合料和層間黏結(jié)料，在霧封層、超薄磨耗層、微表處等路面結(jié)構(gòu)形式上廣泛應(yīng)用[2-4]。

單一乳化瀝青由于黏度低、強(qiáng)度不足、高低溫性能差，路用效果不理想[5]。目前，道路工程中常用改性乳化瀝青有丁苯橡膠(styrene-butadiene rubber，SBR)改性乳化瀝青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrene-butadiene-styrene，SBS)改性乳化瀝青兩大類，SBR改性乳化瀝青制備工藝簡(jiǎn)單，可以顯著改善瀝青的低溫性能，但對(duì)高溫性能提升不大[6-7]; SBS改性乳化瀝青高溫穩(wěn)定性良好、黏韌性和抗變形能力優(yōu)異，但對(duì)低溫延展性能改善不顯著且制備工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備要求較高，具有一定的局限性[8-9]。

因此，有效結(jié)合不同材料的優(yōu)點(diǎn)，制備復(fù)合改性乳化瀝青越來(lái)越受到中外研究者的重視。仝鑫鑫等[10]基于綜合平衡法確定SBR/水性聚氨酯復(fù)合改性乳化瀝青最優(yōu)配方，結(jié)果表明，SBR對(duì)低溫柔性改善明顯，水性聚氨酯可顯著提升高溫性能。李政等[11]、聶鑫垚等[12]、叢玉鳳等[13]以C9石油樹(shù)脂/SBS復(fù)合改性瀝青為研究對(duì)象，指出C9石油樹(shù)脂能促進(jìn)SBS在瀝青中的均勻分散，改進(jìn)SBS與瀝青的相容性和產(chǎn)品儲(chǔ)存穩(wěn)定性。唐博等[14]、蔣欣達(dá)等[15]制備出巖瀝青-SBR復(fù)合改性乳化瀝青，最終確定巖瀝青的有效摻配范圍為3%～4%時(shí)，顯著降低蒸發(fā)殘留物的針入度，提高軟化點(diǎn)和黏度。王端宜等[16]通過(guò)向改性乳化瀝青摻加一定量水性環(huán)氧樹(shù)脂(waterborne epoxy resin, WER)來(lái)改善其黏結(jié)力，并對(duì)微表處混合料進(jìn)行室內(nèi)加速加載試驗(yàn)，結(jié)果表明，環(huán)氧樹(shù)脂的摻加可增強(qiáng)瀝青材料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和黏結(jié)性。

鑒于此，現(xiàn)嘗試?yán)盟原h(huán)氧樹(shù)脂和SBR對(duì)乳化瀝青進(jìn)行復(fù)合改性，充分利用水性環(huán)氧樹(shù)脂熱穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高和黏結(jié)力強(qiáng)的特點(diǎn)和SBR低溫抗裂性能的優(yōu)點(diǎn)，制備WER/SBR復(fù)合改性乳化瀝青，確定改性劑最優(yōu)摻量，并對(duì)其性能指標(biāo)進(jìn)行研究分析。

1 原材料及試驗(yàn)儀器

1.1 原材料1.1.1 基質(zhì)瀝青

基質(zhì)瀝青是生產(chǎn)改性乳化瀝青的最主要原材料，通常質(zhì)量占比在60%以上，優(yōu)質(zhì)的基質(zhì)瀝青原料，一要符合實(shí)際道路工程使用要求，二是易于乳化制備。采用的基質(zhì)瀝青為常見(jiàn)的昆侖70#瀝青，其性質(zhì)指標(biāo)如表 1 所示。

表 1 基質(zhì)瀝青性質(zhì)指標(biāo)Table1 Properties of the matrix asphalt

1.1.2 乳化劑

選取美德維實(shí)偉克公司生產(chǎn)的MQK-1M型陽(yáng)離子慢裂快凝型瀝青乳化劑，其主要性質(zhì)指標(biāo)如表 2 所示。

表 2 乳化劑性質(zhì)指標(biāo)Table2 Properties of emulsifiers

1.1.3 SBR膠乳

SBR膠乳選用乳化瀝青常用陽(yáng)離子SBR PC-1469丁苯膠乳，技術(shù)指標(biāo)如表 3所示。

表 3 SBR丁苯膠乳性質(zhì)指標(biāo)Table3 Properties of SBR styrene-butadiene latex

1.1.4 水性環(huán)氧樹(shù)脂及固化劑

水性環(huán)氧樹(shù)脂選用市售常用的水性環(huán)氧樹(shù)脂及其固化劑，技術(shù)指標(biāo)如表 4和表 5所示。其余材料有機(jī)穩(wěn)定劑聚乙烯醇(片狀)、無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑氯化鈣(粉末狀)、工業(yè)鹽酸均為市售常見(jiàn)用品。

表 4 水性環(huán)氧樹(shù)脂性質(zhì)指標(biāo)Table4 Properties of waterborne epoxy resin

表 5 固化劑性質(zhì)指標(biāo)Table5 Properties of curing agentb

1.2 試驗(yàn)儀器

膠體磨乳化瀝青試驗(yàn)機(jī)、瀝青針入度試驗(yàn)儀、瀝青軟化點(diǎn)儀、瀝青延度儀、布氏黏度計(jì)、熒光顯微鏡。

2 試驗(yàn)方案

2.1 WER/SBR復(fù)合改性乳化瀝青制備

改性乳化瀝青的制備工藝可以分為先改性后乳化、邊乳化邊改性、先乳化后改性3種工藝，考慮到水性環(huán)氧樹(shù)脂及固化劑與熔融瀝青混合時(shí)溫度過(guò)高固化反應(yīng)劇烈，導(dǎo)致瀝青變硬不宜乳化，以及本試驗(yàn)采用改性劑均為膠乳狀態(tài)，因此采用先乳化后改性的制備工藝。制備流程如圖 1所示。

圖 1 WER/SBR改性乳化瀝青制備流程圖Fig.1 Flow chart of preparation of WER/SBR modified emulsified asphalt

基質(zhì)乳化瀝青制備：先將瀝青放入135℃烘箱中加熱，直至熔融流動(dòng)狀態(tài)。倒入膠體磨瀝青乳化試驗(yàn)機(jī)瀝青配料罐中；隨后將計(jì)量好的聚乙烯醇加入少量水中，置于加熱電爐上加熱至完全溶解，制成聚乙烯醇濃縮液，冷卻備用。將純凈水加熱至65℃，按配合比稱取乳化劑(2%)、無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑(0.1%)，將乳化劑、無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑、聚乙烯醇(0.1%)濃縮液緩慢加入水中并不停攪拌，加入鹽酸調(diào)節(jié)pH至2.0；油水比62︰38，啟動(dòng)膠體磨，經(jīng)研磨、分散后，將乳化瀝青放入60℃烘箱中保溫消泡30min，取出后在室溫下冷卻備用。

改性乳化瀝青的制備步驟如下。

(1)SBR改性乳化瀝青。稱取少量制備的基質(zhì)乳化瀝青，放入燒杯中置于高速剪切乳化機(jī)下，啟動(dòng)高速剪切機(jī)，調(diào)整速度至500r/min，用滴管加入目標(biāo)質(zhì)量的SBR膠乳，剪切10min，使其成為均勻系統(tǒng)。

(2)WER/SBR改性乳化瀝青。將水性環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑按質(zhì)量比2︰1的比例混合入燒杯中，啟動(dòng)高速剪切機(jī)，調(diào)整速度至500r/min，將混合物剪切10min。稱取目標(biāo)質(zhì)量的混合物，用滴管加入SBR改性乳化瀝青中，重新啟動(dòng)高速剪切機(jī)，保持轉(zhuǎn)速不變，繼續(xù)剪切10min。最終得WER/SBR改性乳化瀝青。

2.2 復(fù)合改性乳化瀝青性能測(cè)試

根據(jù)SBR膠乳摻量對(duì)瀝青性能的研究分析[17]，確定了SBR膠乳的最佳摻量為3%～4%。結(jié)合試驗(yàn)要求，選取3種SBR膠乳摻量，分別為3%、3.5%、4%。在3種不同SBR膠乳摻量條件下，分別摻入5種不同摻量0、2%、4%、6%、8%的水性環(huán)氧樹(shù)脂，共制備15種不同復(fù)合改性的乳化瀝青，并對(duì)復(fù)合改性乳化瀝青性能進(jìn)行試驗(yàn)分析。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20—2011)[18]測(cè)試復(fù)合改性乳化瀝青及其蒸發(fā)殘留物基本性能。

3.1 乳化瀝青性能3.1.1 篩上剩余量

圖2 為復(fù)合改性乳化瀝青改性劑摻量對(duì)篩上剩余量的影響。

圖 2 復(fù)合改性乳化瀝青改性劑摻量對(duì)篩上剩余量的影響Fig.2 Influence of modifier content on residual sieve of composite modified emulsified asphalt

由圖 2可得，隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加，篩上剩余量也增加。水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量較小時(shí)，篩上剩余量增加不明顯；摻量繼續(xù)增加后篩上剩余量迅速提升。這是由于摻量較小時(shí)，水性環(huán)氧樹(shù)脂及固化劑在乳化瀝青中分散度高，不易接觸發(fā)生固化反應(yīng)；摻量增大后，部分水性環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑接觸反應(yīng)形成大顆粒，導(dǎo)致篩上剩余量迅速上升。

3.1.2 儲(chǔ)存穩(wěn)定性

利用瀝青乳液穩(wěn)定性試驗(yàn)管測(cè)定不同改性劑摻量下乳液的1d儲(chǔ)存穩(wěn)定性，圖 3為復(fù)合改性乳化瀝青改性劑摻量對(duì)1d儲(chǔ)存穩(wěn)定性的影響。

圖 3 復(fù)合改性乳化瀝青改性劑摻量 對(duì)1d儲(chǔ)存穩(wěn)定性的影響Fig.3 Influence of modifier content on 1d storage stability of composite modified emulsified asphalt

當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量在0%～4%時(shí)，乳液的1d儲(chǔ)存穩(wěn)定性隨水性環(huán)氧樹(shù)脂含量增加而減小，水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量4%時(shí)，1d儲(chǔ)存穩(wěn)定性達(dá)到最小值；隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的繼續(xù)增加，儲(chǔ)存穩(wěn)定性隨摻量增加而增加，摻量達(dá)到8%時(shí)，儲(chǔ)存穩(wěn)定性均超過(guò)1%。這是由于水性環(huán)氧樹(shù)脂及固化劑在改性乳化瀝青中以分散交聯(lián)的形式存在。它們吸附到瀝青微粒上形成絮狀體，當(dāng)摻量較小時(shí)，絮狀物體積較小，水性環(huán)氧樹(shù)脂的摻入起到與有機(jī)穩(wěn)定劑相似的作用，一方面，未吸附到瀝青微粒的水性環(huán)氧樹(shù)脂增大了水相的稠度； 另一方面，吸附在瀝青微粒上的水性環(huán)氧樹(shù)脂，減小瀝青微粒的碰撞聚沉。故少量水性環(huán)氧樹(shù)脂的摻入，均勻分散在乳化瀝青中，能降低穩(wěn)定性值，提高儲(chǔ)存穩(wěn)定性。當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量繼續(xù)增加時(shí)，絮狀物體積增加，相鄰的瀝青微粒被絮狀體連接起來(lái)，形成更大的絮凝物質(zhì)沉到底部，穩(wěn)定性值增加，儲(chǔ)存穩(wěn)定性下降。

3.2 蒸發(fā)殘留物性能

水性環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑發(fā)生固化反應(yīng)在瀝青中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在對(duì)其改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，必須考慮固化時(shí)間對(duì)固化程度的影響。固化方法和固化產(chǎn)物對(duì)改性乳化瀝青性能有一定影響。固化時(shí)間過(guò)短，水性環(huán)氧樹(shù)脂沒(méi)有固化完全，無(wú)法形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；固化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，瀝青在高溫條件下容易發(fā)生老化影響瀝青性能。因此，確定水性環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)間非常重要。

通過(guò)改性乳化瀝青的蒸發(fā)殘留物黏度的變化確定固化時(shí)間。固化程度越高，蒸發(fā)殘留物黏度越大，當(dāng)固化完全時(shí)，黏度保持穩(wěn)定。將攪拌均勻的改性乳化瀝青倒入金屬蒸發(fā)皿中，按照規(guī)范加熱蒸發(fā)，由于蒸發(fā)過(guò)程中瀝青中含有大量氣泡，待水分完全蒸發(fā)后，放入135℃真空箱中10min除去氣泡。隨后將一部分瀝青倒入布氏黏度計(jì)試驗(yàn)管中，剩余瀝青放入135℃烘箱中。采用布氏黏度計(jì)對(duì)蒸發(fā)殘留物的黏度進(jìn)行測(cè)量，每5min記錄一次黏度，直至黏度穩(wěn)定不再變化。待黏度達(dá)到穩(wěn)定后，將烘箱中的剩余瀝青取出，灌入三大指標(biāo)的模具中，冷卻至室溫，用于三大指標(biāo)試驗(yàn)。

3.2.1 布氏黏度

按照上述方法將制備好的蒸發(fā)殘留物放入預(yù)熱135℃的布氏黏度計(jì)中，進(jìn)行黏度測(cè)量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖 4所示。

圖 4 復(fù)合改性乳化瀝青改性劑摻量 對(duì)蒸發(fā)殘留物黏度的影響Fig.4 Influence of modifier content on Brinell viscosity of evaporation residue of composite modified emulsified asphat

圖 5 復(fù)合改性乳化瀝青改性劑摻量 對(duì)蒸發(fā)殘留物三大指標(biāo)的影響Fig.5 Influence of modifier content on three fundamental indexes of evaporation residue of composite modified emulsified asphalt

(1)改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物黏度隨著時(shí)間不斷增加而增加，到達(dá)一定時(shí)間后趨于穩(wěn)定。在固化初期，黏度不斷增加，40min以后黏度趨于穩(wěn)定。表明，水性環(huán)氧樹(shù)脂在135℃條件下需要40min，水性環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑固化反應(yīng)完全，固化完全后的瀝青具有較高的黏度。

(2)不同水性環(huán)氧樹(shù)脂含量的蒸發(fā)殘留物在開(kāi)始固化時(shí)，黏度相差巨大，這是由于在乳化瀝青蒸發(fā)加熱和蒸發(fā)殘留物真空除氣泡過(guò)程中，相當(dāng)一部分的水性環(huán)氧樹(shù)脂已經(jīng)發(fā)生固化，水性環(huán)氧樹(shù)脂含量越高，初始黏度越大。并且不同水性環(huán)氧樹(shù)脂含量的蒸發(fā)殘留物達(dá)到完全固化所需的時(shí)間也有所不同，2%水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液需要45min左右，而8%水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液僅需要35min左右。這是因?yàn)闉r青中水性環(huán)氧樹(shù)脂含量的增加，增大了固化反應(yīng)發(fā)生的機(jī)會(huì)，縮短了反應(yīng)時(shí)間。因此，加上真空除氣泡時(shí)間，乳化瀝青蒸發(fā)完全后，蒸發(fā)殘留物在135℃條件下固化時(shí)間應(yīng)控制在50～60min。

(3)SBR改性乳化瀝青不含水性環(huán)氧樹(shù)脂在135℃時(shí)，3%SBR黏度為669mPa·s、3.5%SBR黏度為698mPa·s、4%SBR黏度為730mPa·s。隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂含量的增加，蒸發(fā)殘留物的最終穩(wěn)定黏度也隨之增加。以3.5%SBR改性乳化瀝青為例，摻入2%水性環(huán)氧樹(shù)脂黏度為2390mPa·s、摻入4%水性環(huán)氧樹(shù)脂黏度為6380mPa·s、摻入6%水性環(huán)氧樹(shù)脂黏度為10400mPa·s、摻入8%水性環(huán)氧樹(shù)脂黏度為16800mPa·s，與不摻水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液相比，黏度分別是其3.5、9.5、15.5、25倍。這表明，水性環(huán)氧樹(shù)脂的固化產(chǎn)物在瀝青中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，限制了瀝青高溫條件下的流動(dòng)和位移，從而提高黏度。

(4)復(fù)合改性乳化瀝青的黏度主要由水性環(huán)氧樹(shù)脂的含量確定。與SBR改性相比，復(fù)合改性中水性環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)黏度的提升更大，這是由于SBR在瀝青中是以絲狀纏繞結(jié)構(gòu)形式存在，溫度較高時(shí)，這種結(jié)構(gòu)容易解散破壞，而水性環(huán)氧樹(shù)脂固化后是以三維網(wǎng)狀骨架交聯(lián)于瀝青中，對(duì)限制瀝青高溫流動(dòng)能力更強(qiáng)。

3.2.2 三大指標(biāo)

圖5 為復(fù)合改性乳化瀝青改性劑摻量對(duì)蒸發(fā)殘留物三大指標(biāo)的影響。

圖 6 不同配比乳化瀝青熒光顯微鏡圖片(×100)Fig.6 Fluorescence microscope images of emulsified asphalt with different proportions(×100)

(1)隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加，蒸發(fā)殘留物的針入度降低、軟化點(diǎn)提高，高溫性能提高。這是因?yàn)樵谡舭l(fā)殘留物中水性環(huán)氧樹(shù)脂已經(jīng)固化完全。固化反應(yīng)產(chǎn)生的固化產(chǎn)物是通過(guò)不可逆的化學(xué)鍵在高溫環(huán)境下連接，十分穩(wěn)定。水性環(huán)氧樹(shù)脂固化后交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)稀疏地分布于瀝青中，這種三維網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)在高溫下穩(wěn)定堅(jiān)固，限制瀝青的流動(dòng)，因此，高溫性能隨摻量增加顯著提高。

(2)隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加，蒸發(fā)殘留物的延度先上升后迅速下降。當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量在0～4%時(shí)，延度得到提高，這是由于水性環(huán)氧樹(shù)脂固化后形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在瀝青中起骨架作用。當(dāng)摻量適宜時(shí)，網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)在瀝青中起到增韌作用，提高瀝青的延展性；當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量繼續(xù)增加后，過(guò)多的水性環(huán)氧樹(shù)脂形成致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，骨架作用過(guò)于強(qiáng)大，瀝青分子流動(dòng)受到極大限制，可位移量變小，使得蒸發(fā)殘留物變脆變硬，導(dǎo)致延度下降明顯。

綜合以上分析，水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的提高，增大了乳化瀝青的篩上剩余量；降低針入度，提高軟化點(diǎn)，提高了瀝青的高溫穩(wěn)定性；儲(chǔ)存穩(wěn)定性和延度在水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為4%時(shí)均達(dá)到最優(yōu)，因此推薦水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為4%。復(fù)合改性的摻量在水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量4%時(shí)，4%SBR篩上剩余量大于規(guī)范“≤0.1%”的要求；在篩上剩余量、儲(chǔ)存穩(wěn)定性和針入度方面，3%SBR和3.5%SBR影響相近；對(duì)比軟化點(diǎn)，3.5%SBR的軟化點(diǎn)相對(duì)于3%SBR大4.2℃，提高幅度為6.5%；在延度對(duì)比下，3.5%SBR復(fù)合改性效果較3%更優(yōu)異。因此推薦SBR摻量為3.5%。最終，分析得復(fù)合改性乳化瀝青改性劑最優(yōu)摻量為3.5%SBR+4%WER。

4 微觀結(jié)構(gòu)分析

對(duì)蒸發(fā)殘留物進(jìn)行熒光顯微分析，結(jié)果如圖 6所示。

由圖6(a)可以看出，基質(zhì)乳化瀝青在熒光顯微鏡下呈現(xiàn)僅有極少量熒光點(diǎn)，這些熒光點(diǎn)為乳化劑；圖6(b)中SBR分散在瀝青中，此時(shí)瀝青為連續(xù)相，SBR分散于瀝青之中。

由圖 6(c)可以看出，當(dāng)摻入2%水性環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，水性環(huán)氧樹(shù)脂以微粒形式分布于瀝青中，未形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。改性劑作為分散相分散于瀝青連續(xù)相之中。

由圖 6(d)可以看出，當(dāng)摻量為4%時(shí)，水性環(huán)氧樹(shù)脂微粒變大，相鄰的微粒聯(lián)結(jié)在一起，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。同時(shí)瀝青也以連續(xù)相形式存在，兩者形成交聯(lián)互穿的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。水性環(huán)氧樹(shù)脂在較低摻量下起到柔性骨架的作用，使得瀝青低溫下仍能保持柔韌性，高溫出現(xiàn)軟化流動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，需要克服水性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的約束，從而改善了高溫性能。

由圖 6(e)、圖6(f)可以看出，隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加，水性環(huán)氧樹(shù)脂形成的骨架結(jié)構(gòu)越明顯，摻量為6%時(shí)，水性環(huán)氧樹(shù)脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)較4%有明顯加強(qiáng)，水性環(huán)氧樹(shù)脂微粒結(jié)構(gòu)消失，主要以交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形式分布于瀝青中。此時(shí)，水性環(huán)氧樹(shù)脂骨架作用增加，瀝青變硬；當(dāng)摻量增加到8%，水性環(huán)氧樹(shù)脂的交聯(lián)作用更明顯，部分瀝青被分隔成一個(gè)個(gè)“孤島”，瀝青由連續(xù)相向分散相轉(zhuǎn)變。通過(guò)以上觀測(cè)可知，SBR和水性環(huán)氧樹(shù)脂在乳化瀝青中分布均勻，表明SBR和水性環(huán)氧樹(shù)脂兩者與瀝青有較好的相容性，同時(shí)SBR和水性環(huán)氧樹(shù)脂不發(fā)生聚凝結(jié)團(tuán)。從不同摻量的復(fù)配改性乳化瀝青熒光分布圖可得，當(dāng)摻入2%水性環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，未形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)；當(dāng)摻量為4%時(shí)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，低溫增韌，高溫約束流動(dòng)；繼續(xù)增大摻量，摻量為6%時(shí)，水性環(huán)氧樹(shù)脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)較4%有明顯加強(qiáng)；當(dāng)摻量增加到8%，瀝青由連續(xù)相向分散相轉(zhuǎn)變。微觀結(jié)構(gòu)觀測(cè)分析所得與宏觀性能指標(biāo)一致。

5 結(jié)論

(1)考慮到水性環(huán)氧樹(shù)脂及固化劑與熔融瀝青混合時(shí)溫度過(guò)高固化反應(yīng)劇烈，導(dǎo)致瀝青變硬不宜乳化，復(fù)合改性乳化瀝青宜采用先乳化后改性的制備工藝。

(2)隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加，篩上剩余量也增加；1d儲(chǔ)存穩(wěn)定性隨水性環(huán)氧樹(shù)脂含量增加先減小后增加，水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量4%時(shí)，1d儲(chǔ)存穩(wěn)定性達(dá)到最小值。

(3)復(fù)合改性乳化瀝青的黏度主要由水性環(huán)氧樹(shù)脂的含量確定，蒸發(fā)殘留物在135℃條件下固化時(shí)間應(yīng)控制在50～60min；隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加，蒸發(fā)殘留物的針入度降低、軟化點(diǎn)提高，高溫性能提高；蒸發(fā)殘留物的延度先上升后迅速下降，水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量4%時(shí)，延度達(dá)到最大值。復(fù)合改性乳化瀝青改性劑最優(yōu)摻量為3.5%SBR+4% WER。

(4)當(dāng)最優(yōu)摻量時(shí)，水性環(huán)氧樹(shù)脂與瀝青兩者形成交聯(lián)互穿的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。水性環(huán)氧樹(shù)脂起到柔性骨架的作用，使得瀝青低溫下仍能保持柔韌性，高溫時(shí)限制瀝青流動(dòng)。