改善沥青乳化液密封剂湿履带磨损|

沥青车道、停车场和道路的妥善保养，是确保车辆长期保持良好性能的关键。有许多商业上可用的等级和类型的沥青乳化剂，旨在延长这些表面的使用寿命。ADMIXUS®纤颤HDPE纤维已被证明可以显著改善这些市售涂料的性能。通过适当的颜料和填料悬浮，减少开裂，增加弹性和减少收缩率，可大大提高涂料的整体性能。

本文对其成膜质量、拉伸性能和湿道耐磨性进行了研究。在这个实验中，我们购买了一种市面上可以买到的入门级沥青乳化剂型密封剂，并在添加和不添加三种不同剂量的不同等级的纤颤HDPE后对其性能进行了测试。

纤颤HDPE物理性能研究进展

生产湿搭接纤颤HDPE纤维的工艺已在前面描述过。¹由三井化学株式会社生产的这些纤维被广泛应用于各种应用领域，包括湿敷设非织造布(图1)。MiniFIBERS株式会社认为，干燥后的产品可以作为添加剂应用于各种应用领域，因此开发了一种专有工艺，将纤维分离成单独的细丝，并将其干燥至水分含量低于2%。涂层应用的兴趣等级有100 μ m至900 μ m之间的光纤长度，5 μ m至15 μ m之间的光纤直径。当干燥时，湿搭浆纤维由亲水性变为疏水性。通过修改工艺，可以保持亲水性，因此可以生产亲水性或疏水性的等级。市售的干燥纤颤HDPE纤维的物理性能列在表1中。

实验

样品制备

用于测试的样品是通过搅拌一桶5加仑的沥青乳液车道密封剂/涂层到光滑的成分来制备的。大约700克的商业封口剂被转移到20个1夸脱的容器中。记录每个容器中封口剂的净重。添加所需的纤颤HDPE纤维质量以达到目标剂量(0.5%，1.0%或2.0%)，并小心地搅拌到商业封口机中。然后使用配备42毫米锯片分散叶轮的实验室规模的Cowles混合器进行混合。每种混合物以1000转/分钟的速度混合15分钟。所得到的混合物在铸造前至少平衡24小时。

电影铸造

样品被倒入一个6英寸× 6英寸× 0.093英寸厚的模板中，模板位于一个10英寸× 10英寸的透明玻璃板上。样品被拉下来在模板中使用薄板胶带刀。

沥青膜养护及拉伸试样制备

将含有样品薄膜的玻璃板放在45、55、65或115±3°F的烤箱中，根据温度的不同放置1至5天(低温固化需要更多的固化时间)。然后将板冷却，并将其浸泡在水浴中长达24小时，以促进玻璃板上的薄膜分层。大约1毫米厚的薄膜被修剪并切割成大约90毫米x 25毫米的条带进行拉伸测试。

沥青薄膜拉伸试验方法

拉伸测试使用Instron Model 3500测试仪器进行，该仪器配备了Instron Model 2519-105力传感器和一对Instron 2716-015楔形夹具。拉伸试验方法包括预试试样载荷为1.00 N，速率为1 N/mm，延伸率为1.00 mm/min，测试结束时峰值力下降80%。计算并报告了同一铸件中3 - 5个试样的平均结果。

膜的形成

铸膜后，观察到室温下的薄膜由于成膜不良而有不同程度的开裂。然后，我们开始研究纤维类型和添加速率对观察到的开裂程度的影响。在水浴分层之前，将固化和冷却的薄膜在黑暗中放在灯箱上拍照。每张照片都进行了图像分析，以确定样品中浅色(裂缝)和深色(胶片)部分的比例。²

例如，如图2中的数字照片所示，在固化温度为45、55或65°F时不含纤维的控制配方，始终产生最低程度连续膜的涂层。

如图2a、2b和2c所示，随着以重量计的较高负载率的加入，成膜程度逐渐增加。

然后，我们利用这些照片来计算每块破裂的胶片的面积。在45°F、55°F和65°F时，所研究的19种配方的膜裂面积从零(不可见)到约占膜总面积的8%，分别代表100%到92%的连续成膜。

图3描述了结果。我们看到，膜的形成是改善了大尺寸的纤维和增加纤维的剂量。

**图3:**在55°F固化后，裂缝区域的减少(%)依次为改善。沥青膜的拉伸性能，沥青膜在115°F固化。

拉伸应力和应变测试

拉伸测试提供了应力-断裂(极限应力)、应变-断裂(极限应变)和杨氏模量。

如图4所示，沥青膜试件表现出标准的拉应力-应变关系，极限应变约为试件长度的1% - 3%。

**图4:**典型的沥青薄膜试样拉应力/应变关系(a)不含纤维的对照和(b) 1% ADMIXUS MST，在115°F固化。

从图5可以看出，沥青膜的极限拉伸应变相对于对照样品的极限拉伸应变随纤维的加入而增大，其趋势随纤维粒径和用量的增加而增大。一般来说，我们看到纤维越细，应变增加越小，而纤维越大，应变增加越大。纤维剂量的增加也增加了观察到的拉伸应变。

添加0.5% ADMIXUS MST时，纤维的拉伸伸长率最高。当加载速率增加两倍时，1% ADMIXUS MST的极限应变从对照的2.28倍增加到2.46倍。

从图6中可以看出，随着纤化HDPE纤维的加入，沥青膜的极限拉应力有所增加，而中长纤维的极限拉应力高于短纤维的极限拉应力。然而，我们没有看到与申请率的直接相关性。

如图7所示，与不含纤维的对照公式相比，含纤化HDPE纤维的沥青薄膜的杨氏模量从低18%到高41%不等。纤维的最高负荷(2%)通常产生的薄膜具有较低的杨氏模量。

湿履带磨损

湿轨磨损是路面养护产品的关键试验方法。该测试在国际泥浆堆焊协会(ISSA)接受的标准中进行了描述。根据ISSA TB-100测试方案，如图8所示，对所选的9种沥青乳液膜加纤纤化HDPE纤维和不加纤纤化HDPE纤维的耐湿轨磨损性能进行了对比。⁵含纤化HDPE纤维的8个配方均比不含纤化HDPE纤维的对照配方具有更低的磨损质量损失和更高的耐磨性。含有纤颤HDPE的四种配方的质量损失小于对照配方的一半(1/2)，耐磨性是对照配方的两倍(2X)以上。