文章来源：微信公众号”沥青路面"

突破传统！水性环氧乳化沥青：让路面更坚固、更环保的“黑科技”

在公路与桥梁建设中，沥青混合料扮演着至关重要的角色。然而，传统的热拌沥青工艺能耗高、排放多，施工时刺鼻的气味更是困扰着周边居民与环境。有没有一种材料，既能保证路面的高性能，又能实现绿色、低碳的施工方式？近年来，水性环氧乳化沥青的出现，为这一难题提供了创新的解决方案。

近期，一项发表于《新型建筑材料》的研究，系统探讨了水性环氧乳化沥青的制备技术及其在开级配排水路面（OGFC-13）混合料中的应用。研究不仅优化了材料的配方与工艺，更通过完整的路用性能测试与试验段铺设，验证了其工程应用的巨大潜力。

一、核心制备技术：当环氧树脂“遇见”乳化沥青

研究团队采用非离子型乳化剂，将经过马来酸酐接枝改性的70#基质沥青与双酚A型环氧树脂共同乳化，成功制备出水性环氧乳化沥青。其中，环氧树脂的掺量是关键。

实验发现，当环氧树脂掺量为**沥青质量的10%**时，制备出的水性环氧乳化沥青展现出了最佳的综合性能：

• • 力学性能显著提升：拉伸强度达到1.32 MPa，远超未添加环氧树脂的样品（0.54 MPa）。
• • 粘附性优异：与粗集料的裹附效果极佳，粘附力等级可达最高5级，确保了混合料中骨料间的牢固结合。
• • 贮存稳定性好：储存180天后，乳液未出现分层，粘度变化微小，满足了工程存储和运输的要求。

显微镜观察显示，改性后的沥青以均匀的微米级颗粒分散在水中，形成稳定的“水包油”结构，这是其性能优越的基础。

二、混合料设计：寻找最佳配比与工艺

将这种高性能胶结料应用于OGFC-13开级配排水路面混合料时，研究团队进行了精细的配合比设计与工艺探索。

1. 1. 最佳沥青用量：通过马歇尔试验确定，当**水性环氧乳化沥青用量为矿料质量的9.5%**时，混合料的稳定度最高，空隙率约为18.6%，符合排水路面要求。
2. 2. 关键工艺参数：外掺1.5%的用水量和3%的矿粉，能显著改善混合料的拌和易性和工作性。
3. 3. 独特的成型养生工艺：研究发现，采用 “分段击实+分段养生” 工艺效果最好。即：先击实50次 → 40℃烘箱养生6天（挥发大部分水分）→ 再击实25次 → 80℃烘箱养生24小时（彻底固化）。此工艺下混合料密实度最佳，初期强度形成最好。

三、性能表现：高温优异，低温待提升

按照上述最佳工艺制备的混合料，其路用性能如何？研究给出了详实的对比数据：

• • 高温性能（抗车辙能力）极为突出：车辙试验动稳定度高达31293次/mm，远高于国家标准（≥3500次/mm）和对比的热拌沥青混合料（1647次/mm）。这得益于环氧树脂固化形成的三维网络结构，极大提升了胶结料的高温粘结强度。
• • 水稳定性达标：浸水残留稳定度（82.0%）和冻融劈裂强度比（75.4%）均满足规范要求，证明了其在潮湿环境下的适用性。
• • 低温性能是短板：混合料的低温弯曲破坏应变为1947με，低于热拌沥青混合料及规范要求。这表明环氧树脂的引入在提升高温性能的同时，也增加了材料的脆性，在北方严寒地区的应用需进一步改进韧性。

四、工程应用：从实验室走向路面

理论最终需要实践检验。研究团队成功将实验室成果转化为试验段铺设：

• • 采用混凝土搅拌站常温拌和，搅拌车长距离运输，实现了真正的“冷拌冷铺”。
• • 摊铺后，通过轻型压路机初压、轮胎压路机复压（挤出水分）、重型钢轮压路机终压的组合工艺，确保了路面压实度与平整度。
• • 施工过程无需加热，无浓烟异味，显著降低了能耗与污染，解决了热拌沥青混合料长途运输降温的问题。

结论与展望

本研究成功制备了性能优良的水性环氧乳化沥青，并系统探索了其在OGFC-13排水路面混合料中的应用工艺。结果表明，该材料体系高温性能卓越、施工节能环保，特别适用于对抗车辙要求高、追求绿色施工的路面工程。

当然，其低温韧性不足的问题也指明了未来的改进方向，例如通过复配柔性聚合物、优化固化体系等方式进行增韧改性。

随着“双碳”战略的推进和绿色交通建设的深入，水性环氧乳化沥青这项“黑科技”，有望为公路建材领域带来一场静悄悄的环保革命，让我们的道路更坚固、更持久，也让建设过程更清洁、更友好。

文章来源：本文内容基于学术论文《水性环氧乳化沥青的制备及其混合料应用研究》整理。
标题：水性环氧乳化沥青的制备及其混合料应用研究
作者：李伟，欧阳璐，王玉峰，孟亚楠，沈春林，褚建军，康杰分
期刊：《新型建筑材料》2022年第11期