时间：2022-02-17 09:26:37
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇微乳化技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1982年， Boutonmt首先报道了应用微乳液制备出了纳米颗粒：用水合胼或者氢气还原在W／O型微乳液水核中的贵金属盐，得到了单分散的Pt，Pd，Ru，Ir金属颗粒（3～nm）。从此以后，不断有文献报道用微乳液合成各种纳米粒子。本文从纳米粒子制备的角度出发，论述了微乳反应器的原理、形成与结构，并对微乳液在纳米材料制备领域中的应用状况进行了阐述。
1微乳反应器原理
在微乳体系中，用来制备纳米粒子的一般是W／O型体系，该体系一般由有机溶剂、水溶液。活性剂、助表面活性剂4个组分组成。常用的有机溶剂多为C6～C8直链烃或环烷烃；表面活性剂一般有 AOT［2一乙基己基］磺基琥珀酸钠］。AOS、SDS（十二烷基硫酸钠）、SDBS（十六烷基磺酸钠）阴离子表面活性剂、CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）阳离子表面活性剂、TritonX（聚氧乙烯醚类）非离子表面活性剂等；助表面活性剂一般为中等碳链C5～C8的脂肪酸。
W／O型微乳液中的水核中可以看作微型反应器（Microreactor）或称为纳米反应器，反应器的水核半径与体系中水和表面活性剂的浓度及种类有直接关系，若令W＝［H2O／［表面活性剂］，则由微乳法制备的纳米粒子的尺寸将会受到W的影响。利用微胶束反应器制备纳米粒子时，粒子形成一般有三种情况（可见图1、2、3所示）。
（l）将2个分别增溶有反应物A、B的微乳液混合，此时由于胶团颗粒间的碰撞，发生了水核内物质的相互交换或物质传递，引起核内的化学反应。由于水核半径是固定的，不同水核内的晶核或粒子之间的物质交换不能实现，所以水核内粒子尺寸得到了控制，例如由硝酸银和氯化钠反应制备氯化钠纳粒。
（2）一种反应物在增溶的水核内，另一种以水溶液形式（例如水含肼和硼氢化钠水溶液）与前者混合。水相内反应物穿过微乳液界面膜进入水核内与另一反应物作用产生晶核并生长，产物粒子的最终粒径是由水核尺寸决定的。例如，铁，镍，锌纳米粒子的制备就是采用此种体系。
（3）一种反应物在增溶的水核内，另一种为气体（如 O2 、 NH3，CO2），将气体通入液相中，充分混合使两者发生反应而制备纳米颗粒，例如，Matson等用超临界流体一反胶团方法在AOT一丙烷一H2O体系中制备用Al（OH）3胶体粒子时，采用快速注入干燥氨气方法得到球形均分散的超细Al（OH）3粒子，在实际应用当中，可根据反应特点选用相应的模式。
2微乳反应器的形成及结构
和普通乳状液相比，尽管在分散类型方面微乳液和普通乳状液有相似之处，即有O/W型和W／O型，其中W／O型可以作为纳米粒子制备的反应器。但是微乳液是一种热力学稳定的体系，它的形成是自发的，不需要外界提供能量。正是由于微乳液的形成技术要求不高，并且液滴粒度可控，实验装置简单且操作容易，所以微乳反应器作为一种新的超细颗粒的制备方法得到更多的研究和应用。
2．1微乳液的形成机理
Schulman和Prince等提出瞬时负界面张力形成机理。该机理认为：油/水界面张力在表面活性剂存在下将大大降低，一般为l～10mN／m，但这只能形成普通乳状液。要想形成微乳液必须加入助表面活性剂，由于产生混合吸附，油/水界面张力迅速降低达10-3～10-5 mN／m ，甚至瞬时负界面张力 Y＜ 0。但是负界面张力是不存在的，所以体系将自发扩张界面，表面活性剂和助表面活性剂吸附在油/水界面上，直至界面张力恢复为零或微小的正值，这种瞬时产生的负界面张力使体系形成了微乳液。若是发生微乳液滴的聚结，那么总的界面面积将会缩小，复又产生瞬时界面张力，从而对抗微乳液滴的聚结。对于多组分来讲，体系的Gibbs公式可表示为：
--dγ=∑Гi dui=∑ГiRTdlnCi
（式中γ为油/水界面张力，Гi为i组分在界面的吸附量，ui为I组分的化学位，Ci为i组分在体相中的浓度）
上式表明，如果向体系中加入一种能吸附于界面的组分（Г＞0），一般中等碳链的醇具有这一性质，那么体系中液滴的表面张力进一步下降，甚至出现负界面张力现象，从而得到稳定的微乳液。不过在实际应用中，对一些双链离子型表面活性剂如AOT和非离子表面活性剂则例外，它们在无需加入助表面活性剂的情况下也能形成稳定的微乳体系，这和它们的特殊结构有关。转贴于
2．2微乳液的结构
RObbins， MitChell和 Ninham从双亲物聚集体的分子的几何排列角度考虑，提出了界面膜中排列的几何排列理论模型，成功地解释了界面膜的优先弯曲和微乳液的结构问题。
目前，有关微乳体系结构和性质的研究方法获得了较大的发展，较早采用的有光散射、双折射、电导法、沉降法、离心沉降和粘度测量法等；较新的有小角中子散射和X射线散射、电子显微镜法。正电子湮灭、静态和动态荧光探针法、NMR、ESR（电子自旅共振）、超声吸附和电子双折射等。
3微乳反应器的应用——纳米颗粒材料的制备
3．1纳米催化材料的制备
利用W／O型微乳体系可以制备多相反应催化剂，Kishida。等报道了用该方法制备
Rh／SiO2和Rh/ZrO2载体催化剂的新方法。采用NP－5/环已烷／氯化铑微乳体系，非离子表面活性剂 NP－5的浓度为0.5mol/L，氯化铑在溶液中浓度为0．37mol／L，水相体积分数为0．11。25℃时向体系中加入还原剂水含肼并加入稀氨水，然后加入正丁基醇锆的环乙烷溶液，强烈搅拌加热到40℃而生成淡黄色沉淀，离心分离和乙醇洗涤，80℃干燥并在500℃的灼烧3h，450℃下用氧气还原2h，催化剂命名为“ME”。通过性能检测，该催化剂活性远比采用浸渍法制得的高。
3．2无机化合物纳粒的制备
利用W／O型微乳体系也可以制备无机化合物，卤化银在照像底片乳胶中应用非常重要，尤其是纳米级卤化银粒子。用水一AOT一烷烃微乳体系合成了 AgCl和 AgBr纳米粒子， AOT浓度为0．15mol／L，第一个微乳体系中硝酸银为0．4mol／L，第二个微乳体系中NaCl或NaBr为0．4mol／L，混合两微乳液并搅拌，反应生成AgCl或AgBr纳米颗粒。
又以制备 CaCO3为例，微乳体系中含 Ca(OH)2，向体系中通入CO2气体，CO2溶入微乳液并扩散，胶束中发生反应生成CaCO3颗粒，产物粒径为80～100nm。
3．3聚合物纳粒的制备
利用W／O型微乳体系可以制备有机聚丙烯酸胺纳粒。在 20mlAOTt——正己烷溶液中加入 0．1 mlN－N一亚甲基双丙烯酰胺（2mg／rnl）和丙烯酰胺（8mg／ml）的混合物，加入过硫酸铵作为引发剂，在氮气保护下聚合，所得产物单分散性较好。
3．4金属单质和合金的制备
利用W／O型微乳体系可以制备金属单质和合金，例如在AOT－H2O－n—heptane体系中，一种反相微胶束中含有 0．lmol／L NiCl2，另一反相微胶束中含有0.2mol/L NaBH4，混合搅拌，产物经分离、干燥并在300℃惰性气体保护下结晶可得镍纳米颗粒。在某微乳体系中含有0．0564mol/L，FeC12和 0．2mol／L NiCl2，另一体系中含有0．513mol/L NaBH4溶液，混合两微乳体系进行反应，产物经庚烷、丙酮洗涤，可以得到Fe－Ni合金微粒（r=30nm）。
3．5磁性氧化物颗粒的制备
利用W／O型微乳体系可以制备氧化物纳米粒子，例如在AOT－H2O－n－heptane体系中，一种乳液中含有 0．15mol／L FeCl2和 0．3mol／L FeCl3，另一体系中含有NH4OH，混合两种微乳液充分反应，产物经离心，用庚烷、丙酮洗涤并干燥，可以得到 Fe3O4纳粒（ r=4nm）。
3．6高温超导体的制备
利用W／O型微乳体系可以合成超导体，例如在水一CTAB一正丁醇一辛烷微乳体系中，一个含有机钇、钡和铜的硝酸盐的水溶液，三者之比为1：2：3；另一个含有草酸铵溶液作为水相，混合两微乳液，产物经分离，洗涤，干燥并在820℃灼烧2h，可以得到Y－Ba－Cu—O超导体，该超导体的Tc为93K。另外在阴离子表面活性剂 Igegal CO－430微乳体系中，混合Bi、Pb、Sr、Ca和Cu的盐及草酸盐溶液，最终可以制得Bi－Pb－Sr－Ca－Cu—O超导体，经DC磁化率测定，可知超导转化温度为Tc＝112K，和其它方法制备的超导体相比，它们显示了更为优越的性能。
目前对纳米颗粒材料的研究方法比较多，较直接的方法有电镜观测（SEM、TEM、STEM、STM等）；间接的方法有电子、X一射线衍射法（XRD），中子衍射，光谱方法有EXAFS，NEXAFS，SEX－AFS，ESR，NMR，红外光谱，拉曼光谱，紫外一可见分光光度法（UV－VIS），荧光光谱及正电子湮没，动态激光光散射（DLS）等。
关键词：微表处改性乳化沥青影响因素 质量控制
中图分类号：TF526+3 文献标识码：A
1.概述
近几年，微表处技术被广泛应用于高速公路的路面养护中，通过实践应用，被证明是一种性价比很高的公路预防性养护措施之一，有着广泛的应用前景。张掖公路分局2010年对山临、临清高速公路共400多公里的行车道采用了改性乳化沥青微表处技术进行预防性养护，2012年又对400多公里的超车道采用改性乳化沥青微表处技术进行预防性养护。通过营运和使用，路用性能良好。
2.微表处技术对材料的要求
微表处稀浆混合料是经试验确定的改性乳化沥青、集料、水、填料等组成的，而改性乳化沥青及所用矿料的好坏直接关系到混合料的性能。
2.1对矿料的要求
改性乳化沥青和集料的技术指标必须满足《微表处和稀浆混封层技术指南》的要求，其中改性乳化沥青必须能保证和混合料有足够的可拌和时间，从而满足尽快成型并开放交通的要求。
集料要有一定数量的粗骨料起骨架作用，严格控制砂当量，砂当量过小，会导致石料与乳液裹附困难，粘附性差，成型后路面会产生细微裂缝等问题。我们采用MS-3型，矿料根据路段情况采用了坚硬、粗糙、耐磨耗的梧桐泉料场、山丹东乐料场的石料，根据不同单粒级合成后级配满足MS-3型的要求范围，并严格控制砂当量指标（不小于65%）。保证矿料的级配稳定性需经保证料源，原材料质量和规格的稳定性，以矿料设计级配为基准，施工配合比矿料中各筛孔通过率最好不要超过下表规定的允许波动范围，矿料级配的调整幅度超出上述规定时，必须尽快找出原因，如遇进场材料发生变化应及时调整配合比，必要时重新进行配合比设计。
筛孔尺寸（mm） 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
允许波动
范围 ±5% ±5% ±5% ±5% ±4% ±3% ±1%
2.2对改性乳化沥青的要求
成品改性乳化沥青筛上剩余量、储存稳定性、标准粘度、蒸发残留物三大指标以及与混合料的性能均应满足《微表处和稀浆混封层技术指南》的要求，由于自然气候差异显著，在东北和西北，南方和北方，路面出现的病害及危害性也有很大差异，处理技术各地都有不同的技术指南，所以该指南中要求也并非是全国统一的。
3.生产改性乳化沥青的几个主要影响因素
3.1生产改性乳化沥青试验所用原材料、及设备如下：
基质沥青：中海油90#沥青、某品牌70#沥青；
乳化剂：美德维实维克MQK-1D；
改性剂：美德维实维克阳离子1468胶乳；
乳化设备：JM-4小型胶体磨；
PH酸度计：测量精度为±0.05；
3.2基质沥青的影响
基质沥青本身的性能也决定了乳化沥青生产的难易程度和性能指标。沥青品种、标号、起着举足轻重的用，试验宜选用与改性剂相容性较好的石油沥青。
3.3.改性剂的影响
在乳化沥青中加入改性剂，是为了增加与集料的粘附性，提高抗剥落能力，提高高温稳定性，改善沥青材料的耐久性与抗老化能力。加入改性剂后，尤其是抗车辙能力增强。所以我们选择的改性剂要与乳化剂、沥青有良好的配伍性才行。
图中右边样品为：
沥青：中海油90#沥青
乳化剂：美德维实维克MQK-1D；
改性剂：美德维实维克阳离子1468胶乳
图中左边样品为：
沥青：某品牌70#沥青
乳化剂：美德维实维克MQK-1D；
改性剂：美德维实维克阳离子1468胶乳
上图所示：这两个成品乳化沥青样品用是相同的配方、相同的乳化剂、相同的胶乳、唯一的不同是基质沥青不同，静置24小时候后，使用某品牌70#沥青的胶乳上浮，测得储存稳定性不合格。而使用中海油沥青的乳化沥青储存稳定性为合格。经反复试验证明，在选择胶乳时要应考虑其与水的密度比，与石油沥青的配伍性。而胶乳密度不同的主要原因在于橡胶的本身密度不同。这样就容易造成生产的成品乳化沥青胶乳上浮或者下沉。胶乳上浮或下沉造成最直接的影响就是储存稳定性不合格。
改性剂剂量增加，5℃延度和软化点逐渐增大，25℃针入度逐渐减少，说明蒸发残留物沥青高温稳定性及低温抗开裂性逐渐变好，添加改性剂可以使沥青的低温性质增加，弹性恢复增大，从而改善沥青的低温性能。考虑到经济、施工方面的原因，改性剂的剂量应根据具体的工程应用确定一个最佳剂量，在进行具体设计时，应结合工程应用，本地气候，经试验选取一个经济、技术均合理的剂量。
3.4乳化剂剂量的影响
使用乳化剂须经试验确定一个最佳的乳化剂剂量，使我们生产的改性乳化沥青的性能和经济性能达到最优，下面就以MQK-1D乳化剂为例，变化不同剂量，分析对残留物三大指标的影响。
具体试验条件为：
中海油90#基质沥青、胶乳1468剂量4.0%、皂液温度55-60℃、沥青温度135-140℃、皂液PH值为2.0。
试验结果对比如下：
乳化剂剂量（%） 1.2 1.4 1.7 1.9 2.1
5℃延度 25.4 39.7 67.7 69.5 57.2
25℃针入度 71.3 72.7 72.8 73.0 73.5
软化点（℃） 55.8 54.1 53.2 55.7 54.7
在其它试验条件相同的情况下， 当乳化剂剂量的增加时，5℃延度值延度明显提高，而针入度、软化点试验数据波动较小。试验结果表明，乳化剂对沥青材料性能有较大影响，在延度方面有一定的规律性，对针入度和软化点的影响不明显。
4. 施工过程中的质量控制
4.1PH值控制
PH值的合理选用对改性乳化沥青至关重要，PH值既不宜过大也不能过小，过大不足以发挥乳化剂的乳化能力，但过小又会对残留物的性质造成一定的损失。
PH值越大，越不利于乳液的贮存稳定性。
4.2拌和水控制
高温季节适当增加乳化剂剂量，增加拌和用水量，开放交通时间缩短，低温季节，减少乳化剂用量，增加改性剂剂量，减少拌和用水量，延长开放交通时间。
4.3集料级配控制
试验研究表明，级配对混合料的轮辙变化有明显的影响。在相同的用水量下，级配越粗，混合料的拌和性能越好，但初凝时间也更长；改性乳化沥青混合料级配宜粗不宜细，MS-3型级配，油石比宜小不宜大。级配越粗，抗车辙能力越好。
5.结束语
5.1通过改性乳化沥青性能试验得出以下结论：
乳化剂占总质量的比例虽小，但它对改性乳化沥青性能有很大影响，使用不同种类及剂量的乳化剂制备的改性乳化沥青性能差异较大。不同种类的改性剂对改性乳化沥青性能的改性效果各不相同，对改性乳化沥青蒸发残留物三大指标影响较大。
目前，全球性能源紧张以及气候变化已成为国际社会普遍关注的重大问题。本文将提出微表处罩面技术节能减排量化计算分析方法，并对微表处罩面各个施工环节的能源消耗与气体排放进行分析，进一步完善以节能减排为主要特征的低碳环保型养护技术和养护模式，促进生产企业和管理部门重视沥青路面养护过程中的节能减排问题。
1分析方法
本文采用文献调查与现场调查相结合的调查法确定微表处施各个施工环节的能耗，采用排放因子法确定微表处罩面技术的环境排放。结合联合国环境规划署(UNEP)、国际环境毒理学与化学学会(AC)以及中科院生态环境研究中心分别给出了生命周期影响评价中清单结果的具体类别，本文确定了微表处罩面能耗和排放的影响类别、影响因子以及各影响因子对应的特征因子(如表1所示)。
2微表处罩面技术能耗及环境排放量化分析
2.1微表处原材料生产过程的能耗与排放量化分析(1)乳化沥青生产过程的能耗与排放量化分析。微表处罩面原材料生产过程的能耗与排放量化分析主要是明确生产每单位改性乳化沥青和石料的能耗与排放，并将其合理汇总。微表处以罩面技术中采用的沥青结合料通常为乳化沥青或改性乳化沥青，欧洲沥青协会EBA给出了比较权威的乳化沥青生产过程能耗与排放因子(表2)，以此为基础，可以计算微表处罩面技术中乳化沥青生产过程的能耗。(2)石料生产过程的能耗与排放量化分析。①石料生产过程能耗计算。石料生产过程中的主要机械设备多采用电力驱动，因此，石料生产过程的能耗主要为电力消耗。沥青路面节能减排量化分析方法及评价体系研究计算出在理想状态下石料生产线的单位产量能耗，据其调查，目前国内石料生产线的产量能耗约为1.3－4kW•h/t，本文取其平均值为3kW•h/t用于石料生产阶段能耗的估算，电力的能耗按照1kW•h等效热值为3.6MJ计算，则在行业平均理想状态下，微表处用石料生产阶段的能耗约为10.8MJ/t。②石料生产过程环境排放计算。本文采用EPA调查分析得到的排放因子用于石料生产过程环境排放计算，石料生产各个环节及汇总的排放因子如表4所示。
2.2微表处施工过程的能耗与排放量化分析(1)矿料筛分及掺配能耗及排放分析。矿料筛分及掺配通常采用矿料筛分机进行，能源消耗主要为电力消耗，根据本文调查，筛分掺配1t矿料需要消耗电力0.4kW•h，消耗能量为0.4×3.6=1.44MJ现有电力排放主要以温室气体排放为主，不同的发电形式所产生的排放类型不同，中国国家发展和改革委员会应对气候变化司的2013年中国区域电网基准线排放因子，取其平均值0.94tCO2/MWh，筛分掺配1t矿料所产生的CO2的质量为:0.4×0.94/106=0.376×10－6t。(2)原材料装车能耗及排放。①原材料装车能耗分析。施工用水及改性乳化沥青在施工前需要采用泵送的方式从存储罐泵送至微表处摊铺机中，能源消耗主要为电力消耗。据本文调查，乳化沥青输送通常采用18m3齿轮泵作为输送工具，其流量为18m3/h，功率约为6kW，乳化沥青密度约为1t/m3，则输送每吨乳化沥青消耗的电力为0.33kW•h，消耗能量为0.33×3.6=1.2MJ。水采用潜水泵泵送至微表处摊铺机中，其流量为45m3/h，功率为5.5kW，水的密度约为1t/m3，则输送每吨乳化沥青消耗的电力为0.12kW•h，消耗能量为0.12×3.6=0.432MJ。矿料装车采用铲车进行，据本文调查，装载25吨矿料需要消耗柴油3kg，则装载每吨矿料的油耗为0.12kg，消耗能量为0.12×43=5.16MJ。②原材料装车排放分析。根据电力排放因子，输送1t乳化沥青所产生的CO2的质量为:0.33×0.94/106=0.31×10－6t。输送1t水所产生的CO2的质量为:0.12×0.94/106=0.11×10－6t。EEA建立的车辆使用过程排放因子具有一定的广泛性和代表性，本文采用其平均排放因子用于矿料装车过程排放的量化计算，重型柴油车各环境排放产物的平均排放因子如表5所示。(3)原材料运输能耗及排放。微表处原材料运输是采用微表处摊铺机将施工用各种原材料运输至施工现场直接进行摊铺施工，主要消耗能源为柴油。由于存在设备性能、道路状况、载重量等多种影响因素，不同的施工项目能耗状况存在一定差异，本文对多个微表处施工项目进行调研，对其结果进行平均，假定运输距离为5km，则每吨原材料需要消耗柴油0.06kg，消耗能量为0.06×43=2.58MJ原材料运输排放采用重型柴油车平均排放因子计算，如表5所示。(4)微表处拌合摊铺能耗及排放。微表处罩面施工是采用微表处摊铺机进行，主要消耗能源为柴油。本文对多个微表处施工项目进行调研，对其结果进行平均:铺筑1000m2微表处要消耗柴油5kg，消耗能量为5×43=215MJ。微表处拌合摊铺排放采用重型柴油车平均排放因子计算，如表5所示。
2.3微表处罩面能耗与排放总量计算微表处罩面施工包括乳化沥青生产过程、石料生产过程、矿料筛分及掺配、原材料装车、原材料运输过程和拌合摊铺施工过程。将上述各个过程的能耗与排放量化计算结果分类汇总，就可以得到微表处罩面能耗与排放总量。以河南郑卢高速公路郑少段微表处工程为例，该养护工程为1cm厚MS－3型微表处，各材料质量比如表6所示，铺筑1000m2路面各材料消耗量如表7所示。(1)微表处罩面能耗总量计算。根据本文对多个微表处施工项目的调查结果，假设平均运距为5km，对微表处罩面养护技术进行能耗与排放量化分析，铺筑1000m2微表处罩面总能耗如表8所示。根据上述量化分析结果，可以得到微表处罩面过程能耗比排序为:乳化沥青生产＞微表处拌合摊铺＞原材料装车＞原材料运输＞矿料筛分及掺配。乳化沥青生产过程的能耗最高，占微表处养护施工总能耗的97.76%。(2)微表处罩面排放总量计算。①乳化沥青生产过程。根据乳化沥青生产过程的环境排放因子，可以计算得到各种环境排放物的排放量如表9所示。根据环境排放影响因子及其特征因子(表1)，上述环境排放归类及特征化结果如表10所示。②石料生产过程。石料生产过程的环境排放主要为各种颗粒物质，本文根据石料生产过程排放因子，将各种颗粒物质排放量汇总，计算得到石料生产过程的环境排放量及特征化结果(表11)。③矿料筛分及掺配。本文根据国国家发展和改革委员会应对气候变化司的2013年中国区域电网基准线排放因子。矿料装车过程消耗柴油的质量T=16×0.12=1.92，该过程排放量计算如表12所示。将计算得到的微表处罩面施工过程环境排放量化及其归类和特征化结果阶段各施工环节过程的环境排放量化数值，按照表格形式表示的微表处罩面环境排放量化分析模型，汇总如表15所示。由微表处罩面环境排放量化分析结果可以发现，对于全球变暖、酸化效应及健康危害，乳化沥青生产过程的影响最为显著;对于颗粒物质，则石料生产过程的影响最为显著。
3结语
(1)提出了采用调查法的微表处能耗计算方法及采用排放因子法的微表处罩面环境排放计算方法。(2)通过调查和分析计算可知:铺筑1000m2微表处罩面总能耗为25891.64MJ，各施工环节能耗比排序为:乳化沥青生产＞微表处拌合摊铺＞原材料装车＞原材料运输＞矿料筛分及掺配。乳化沥青生产过程的能耗最高，占微表处养护施工总能耗的97.76%。(3)由微表处罩面环境排放量化分析结果可见:对于全球变暖、酸化效应及健康危害，乳化沥青生产过程的影响最为显著;对于颗粒物质，则石料生产过程的影响最为显著。
作者：刘运霞 刘玉恒 单位：河南高速公路发展有限责任公司 河南省高远公路养护技术有限公司 公路养护装备国家工程实验室
【关键词】乳化沥青；生产；技术
1、乳化沥青的特点和用途
乳化沥青是将沥青微粒均匀分散在含有乳化剂的水溶液中所得到的稳定的沥青乳液。有快裂、中裂、慢裂三种类型，分为阳离子乳化沥青、阴离子乳化沥青和非离子乳化沥青。
按基质沥青分为：改性乳化沥青和普通乳化沥青。
按用途分为：粘层乳化沥青、透层乳化沥青、稀浆封层微表处乳化沥青、灌封胶类乳化沥青、雾封层用乳化沥青、冷再生乳化沥青等。
1.1乳化沥青的特点
乳化沥青粘度很低、流动性很好，可以常温使用，且可以和冷的、潮湿的石料一起使用，当乳化沥青破乳凝固时还原为连续的沥青并且水分完全排除掉，形成材料以及结构的强度。因乳化沥青避免了高温操作、加热和有害排放，提供了一种比热沥青更为安全、节能和环保的施工工艺，故它在公路工程中得到了广泛应用。
1.2乳化沥青的用途
1.2.1在路面工程中，可当作透层油、粘层油使用，且容易撒布均匀，渗透和粘附性良好。
1.2.2在路面表面层，用于稀浆封层、微表处、雾封层、沥青表面处治等路面磨耗层。
1.2.3可作为冷补材料修补路面坑槽。
1.2.4可作为填补材料填补路面裂缝。
1.2.5可作为沥青乳液养护稳定基层。
G6刘白高速公路k1423+000～k1557+000于2005年建成通车，全线长134公里，该段路段交通量较大，超载超限车辆多，经过5年多的运行，全线路面产生了10～15mm不同程度的车辙，为消除路面车辙，提高行车的舒适性，白银公路总段运用乳化沥青微表处技术处治了全线路面，消除了路面车辙，并增强了路面的抗渗性和耐久性，极大地改善了路面状况。现就对乳化沥青生产技术作一简要介绍。
2、乳化沥青生产技术
2.1生产设备准备
采用ENH间歇式乳化沥青设备，设立固定式乳化沥青生产车间，安装核心设备乳化沥青胶体磨，胶体磨的主要性能参数为功率、转速、流量、间隙、可以根据实际生产需要来选择安装胶体磨。
安装其他主要设备：皂液配置罐、基质沥青加热罐、水加热罐、换热器、乳化沥青储存罐、仪表、控制电柜等。
2.2材料准备
2.2.1水
水是制备乳化沥青的介质，水的硬度和离子性对乳化沥青生产有较大影响，应选用纯净无污染的水，一般饮用水即可。
2.2.2乳化剂
采用MQK—1D、AA—63D、S—101等乳化剂，有离子型和非离子型，改性乳化沥青就是添加了特殊高分子聚合物和添加剂的沥青乳液。
2.2.3添加剂
稳定剂：cl—12聚乙烯醇、甲基纤维素等高分子材料；氯化铵、氯化钙等无机材料；盐酸：调整pH值，也是影响乳化沥青的主要因素，尤其是用于稀浆封层、微表处的慢裂快凝乳化沥青。
2.2.4基质沥青
选用韩国skAH—90#沥青作为制备乳化沥青的基质沥青，其各项技术指标应满足要求。
2.3生产流程
乳化沥青的生产流程可以分为以下四个过程：沥青的准备、皂液配制、沥青乳化、乳液储存。
2.3.1沥青的准备
沥青的准备过程主要是将沥青加热并坚持在适宜温度。温度的控制十分重要，如果沥青温度过低，会造成沥青粘度大、流动困难、从而乳化困难；如果沥青温度过高，一方面会造成沥青老化，同时也会使乳化沥青的出口温度过高，影响乳化剂的稳定性和乳化沥青质量。普通沥青在进入乳化设备时的温度一般在135℃—140℃。
2.3.2皂液配置
将皂液罐中注入欲配置皂液数量1/3数量的水，打开导热油阀门开始加热至20—30度。在配置皂液的地罐中注入已加热至20—30度的水，开启搅拌器，将一定量的稳定剂CL—12缓慢的均匀的掺入水中，待搅拌均匀且彻底溶解后，在其中加入定量的乳化剂MQK—1D搅拌至均匀后打回皂液罐继续搅拌，并将皂液温度加热至55度，在加热过程中，在皂液罐中加入定量的胶乳INPULIN1468。搅拌均匀且使其温度达到55度时，开始在皂液中加入盐酸，加酸时先一次性加入一部分，再逐次称量加入，每加一次都要用酸度计检测其PH值，最终使其PH值为2。
2.3.3沥青的乳化
将合理配比的沥青和皂液一起进入乳化机，经过增压、剪切、研磨等机械作用，使沥青形成均匀、细小的颗粒，稳定均匀地分散在皂液中，形成水包油的沥青乳状液。乳化沥青出口温度应在85℃左右。
2.3.4乳化沥青的储存
乳化沥青从乳化机中出来，经过冷却进入配置搅拌装置、干净的储存罐，即有利于喷洒使用，又可以减缓乳化沥青的离析。
2.3.5质量要求
以第一批固含量63%的乳化沥青为例，基质沥青63%，皂液37%，乳化剂MQK—1D2.2%，胶乳（INPULIN1468）3.97%，稳定剂CL—120.065，水30.765%，要求皂液PH为2，等成品乳化沥青放置24小时后，进行各项试验检测。
2.4结束语
实践证明乳化沥青是一种节约、安全、环保、有效且通用的道路材料，不论是在新建的公路工程，还是在公路的日常养护，都有不可低估的作用，其经济效益和社会效益显著。但是单一的乳化沥青存在粘结度低、柔韧性差、早期强度低等缺点，路用性能很难与热拌混合料相比，因此只能用于沥青路面的修补、低交通量路面、中重交通量路面的下面层、封层和基层。如何改善乳化沥青的性能，使其具有更强的粘结力、高温稳定性、优越的弹性恢复能力和较高的抗压、抗变形能力等，以满足在高等级沥青路面使用要求，尚有待进一步的理论和试验研究。
参考文献
关键词:公路；预防性养护；微表处
Abstract: The micro-surfacing technology has been widely proved to be a very high ratio of performance price maintenance measures. Mainly used in highway and highway preventive maintenance, such as to prevent loose surface oxidation, improving surface skid resistance, filling rut or smaller uneven pavement, a pavement surface, also applies to the construction of the new highway friction layer.
Key words: highway; preventive maintenance; the micro table place
中图分类号：U418.6 文献标志码：A 文章编号：
引言
公路预防性养护即在适当的时间，将适用的措施应用在适宜的路面上。微表处也称为聚合物改性乳化沥青稀浆封层，英文名为Microsurfacing，微表处技术已被广泛应用于高速公路的路面养护中，并被证明是一种具有很高性能价格比的养护措施。微表处养护技术属于道路养护的封层类处治技术[1]。封层类处治技术是铺筑厚度小于3cm的一种薄层路面，其厚度一般在1.0～3.0cm。由于厚度较薄，在计算路面厚度时，其强度一般不计算在内，对于路面结构的补强作用也很小。
一、微表处技术综述
用途：主要用于高速公路及一级公路的预防性养护，如阻止松散的表面氧化，改善表面抗滑，充填车辙或较小的路面不平整，封路面表面，也适用于新建设公路的抗滑磨耗层。
主要适用的路面病害：疲劳开裂，线状或块状裂缝，车辙，松散，泛油，不平整，抗滑丧失，水损害等。
优点：开放交通快、抗滑性能卓越、可修复车辙、使用寿命长。
4． 施工流程图
二、微表处施工应具备的条件
24小时内如果有霜冻的可能，应避免施工。气温未达到10℃时微表处不宜施工，但在气温大于7℃并持续上升时可以施工。雨后路面积水未干或未清除之前，不可施工。施工养护成型期内可能会降雨，则不可施工。此外，一支技术熟练，配合默契的专业施工队伍是稀浆封层施工质量的保证；对于道路上原有的一些设施也应该采取保护措施。
三、微表处主要施工材料
改性乳化沥青：微表处用改性乳化沥青采用慢裂快凝型阳离子聚合物改性乳化沥青。
矿料：应洁净、干燥、无风化、无杂质，其技术指标附合要求。主要应注意以下指标；砂当量应大于65%，砂当量低影响混合料的可拌和时间及微表处的使用寿命；与沥青的粘附性等级不小于4级；磨光值不小于42。
水：不得含有有害的可溶性盐类、能引起化学反应的物质和其它污染物，一般采用可饮用水。
填料：可采用矿粉、水泥、消石灰等 ，应干燥、疏松，无结团，矿粉的主要作用是改善矿料级配，水泥、消石灰等具有化学活性的填料，主要作用是调整稀浆混合料的可拌和时间、成浆状态和成型速度等。
添加剂：添加剂可分为速凝剂和缓凝剂两种。在稀浆封层系统中，缓凝剂和速凝剂均是以保证最低限度的可拌和时间来确定其添加量的。
四、微表处主要施工工艺
1.原材料试验检测
改性乳化沥青检测指标：筛上剩余量 、粘度 、残留物含量 、储存稳定性 、蒸馏残留物性质等。
矿料检测指标：压碎值、磨耗值、磨光值、坚固性、针片状含量、砂当量、级配等。
2.配合比设计 配合比设计必须由设计经验的人员进行设计，其设计步骤如下：
对各种原材料进行试验，保证原材料质量满足要求。
计算各种集料的配合比例，使合成级配在要求的级配范围内。
进行湿轮磨轮耗试验，根据试验结果绘出沥青用量与磨耗量的关系曲线，确定最小沥青用量。
进行负荷轮碾压试验，根据试验结果绘出沥青用量与粘附砂量关系，确定沥青用量的最大值。
在油石比的可选范围内选择适宜的油石比，进行拌和试验和粘聚力试验，确定混合料的可拌和时间、初凝和终凝时间。
在充分考虑原路面状况、气候及交通因素等的基础上综合确定混合料配比。
3.矿料掺配严格按配合比掺配矿料，掺配要均匀。矿料掺配不宜采用装载机进行，应选用具有储料、秤量和掺配功能的配料设备完成[2]。
4.工程测量、调查
测量工程量、及施工部位。
测量原路面的车辙、裂缝、坑槽、拥包、凹陷、交通量等。
5.标定内容（改性）乳化沥青泵转速（或刻度）、矿料料门开度，以及对应关系。微表处摊铺箱检查。
6.标定程序：
通过试验得出矿料含水量与单位体积矿料的干质量的关系。
根据封层车的行驶速度、摊铺宽度及摊铺厚度计算一定时间混合料的出料量。并根据设计的油石比计算一定时间（改性）乳化沥青和矿料的用量。
秤量（改性）乳化沥青泵一定时间不同转速（或刻度）下的（改性）乳化沥青出料量，找出对应关系，划出沥青泵转速（或刻度）与（改性）乳化沥青出料量的曲线图。
根据第2步计算的一定时间（改性）乳化沥青用量，从沥青泵转速（或刻度）与（改性）乳化沥青出料量的曲线图上查出其对应的沥青泵转速（或刻度）
7.稀浆封层车标定方法
通过试验确定含水量与单位体积矿料的干质量的关系曲线。单位体积矿料的干质量u=矿料干质量/矿料含水状态下的体积。
由于封层车采用的是体积计量方式，即一定时间矿料流出的体积是一定的，当矿料含水量发生变化时，矿料的体积随之变化，如不调整摊铺车设定，就会造成混合料实际油石比的变化。沥青和矿料刻度不变的情况下，油石比随矿料含水量的变化而变化，变化情况如下表：
根据封层车的行驶速度、摊铺宽度及摊铺厚度计算一定时间混合料的出料量。并根据设计的油石比计算一定时间（改性）乳化沥青和矿料的用量[3]。A、封层车的行驶速度一般为1-2km/h，摊铺宽度一般为3.65m，摊铺厚度根据设计确定。B、一定时间t下的混合料的拌和量M（kg）。M=a*h*v*t*ρ a―― 摊铺宽度，m h―― 摊铺厚度，m v―― 封层车行驶速度，m/h t ―― 一定时间，hρ―― 混合料的干密度，kg/m3C、计算设计油石比时，一定时间t下的（改性）乳化沥青的用量m1。m1=M*Pa/(1+Pa)/fPa――混合料的油石比，%f――乳化沥青的蒸发残留物含量，%。 D、计算设计油石比时，一定时间t下的矿料用量m2。m2=M/(1+Pa)Pa――混合料的油石比，%应当注意计算改性乳化沥青用量m1时，要考虑改性乳化沥青蒸发残留物含量对混合料油石比的影响。如：当干矿料质量为100Kg，改性乳化沥青质量为10Kg时，其蒸发残留物含量对油石比的影响如下表：
分别在（改性）乳化沥青泵不同转速（或刻度）下称量（改性）乳化沥青出料量，找出对应关系，划出沥青泵转速（或刻度）与（改性）乳化沥青出料量的曲线图。
根据第2步计算的一定时间（改性）乳化沥青用量m1，从沥青泵转速（或刻度）与（改性）乳化沥青出料量的曲线图上查出其对应的沥青泵转速（或刻度）r1。
在沥青泵转速（或刻度）不变的情况下，计算一定时间不同料门刻度下矿料的出料量，划出料门刻度与矿料出料量的关系曲线图。
根据第2步计算的一定时间的矿料用量m2 ，从料门刻度与矿料出料量的曲线图上查出其对应的料门刻度h，并秤量验证。
根据设定的沥青泵转速（或刻度）及料门刻度进行混合料抽提验证。
8.微表处摊铺箱检查
通过测量摊铺箱对角线是否方相等，确定摊铺箱是否方正，如果不方正应进行校正。
滑靴：摊铺箱放在地面上滑靴应当与地面贴严，磨损严重时应进行更换。
前置、后置：如有变形应立即更换。
9.路面清扫
对已粘贴在原路上的泥饼，先用铁铲将其铲除，再用钢刷反复刷，必要时用水车冲洗。
对原路面的油污，用铁铲将其铲除并用钢刷反复刷净，必要时用清洁剂清洗 。
清除路面上所有的杂物、泥土。
用吹风机吹净浮尘[4]。10.放样放线 通过测量，画出走向控制线，以保证摊铺车顺直行驶，有路缘石、车道线等作为参照物的，可不画导线。
11.接缝处理
横向接缝 一车料摊铺完成后，用铁锹将末端的混合料铲除至齐边，下一车料摊铺时，用铁皮或者油毡将已施工的混合料末端1m覆盖，保证铁皮前端与微表处边缘平齐，将摊铺车后退，使摊铺箱后缘落在铁皮上，将摊铺箱厚度调薄[5]，启动摊铺时再逐渐将厚度调起，然后将铁皮上的混合料清走，将接缝用抹子或铁锨抹平。
纵向接缝纵向接缝应采用对接形式，相邻两幅的搭接宽度不应大于5mm，接缝间隙不应大于10mm。摊铺时按排专人用接缝刮平板沿纵缝进行刮平。对于搭接宽度大于5mm的部位进行铲除，对接缝间隙大的部位用新混合料进行填补，并刮平。
五、结语
微表处是一种预防性养护方法，适用于路面病害不太严重的场合。在实施微表处前，应对原路面较宽、较深的裂缝进行处理：车辙较深的路段应首先采用微表处填充车辙后再进行微表处理。微表处混合料可以修复路面的流动性车辙，为行车提供一个平整、耐磨、粗糙的表面。微表处层与原路面结合紧密，没有剥离现象，可以满足高等级公路预防性养护的要求。
参考文献：
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[2]杨建平,李园花,樊青娟等.微表处技术在关中环线预防性养护中的应用[J].筑路机械与施工机械化,2011,(8):67-69,73.
[3]肖俊杰,鲁毅.水泥含量对微表处混合料性能的影响[J].公路与汽运,2011,(4):139-142.
[4]段绪斌.沥青路面预防性养护时机及微表处技术研究[D].东南大学,2009.
1形成机理
微乳形成机理的理论有多种，目前较为成熟的有以下三种。界面张力理论[6]认为在微乳的形成过程中界面张力起着重要作用，由于乳化剂和助乳化剂的加入使油水界面张力降低很多，甚至达到负值，从而使油水界面自动扩大而形成微乳。Schulman和Prince[7]认为:油相和水相间存水、油膜两个界面（又称作双层膜），加入的助乳化剂能在油水二相间进行分配，促进了乳化剂在油水界面之间形成稳定的界面膜，并使油水二相界面扩大而形成微乳。界面膜最初为平板状，由于膜两侧压力不同，而向膜压高的一侧弯曲形成油包水（W/O）型或水包油（O/W）型微乳;两侧膜压相等时形成层状液晶。另一种胶束增溶理论则认为，微乳是油相和水相增溶于胶束或反胶束中，溶胀到一定粒径范围内形成的，增溶作用是微乳自发形成的原因之一。Mukherjee等人[8]则利用热力学方法求算微乳形成的自由能及其相转变的条件而支持热力学理论。这些理论因其各自局限性都不能完整地解释微乳的形成机理。
2制备方法
2.1HLB法
表面活性剂的HLB值对微乳的形成至关重要，一般认为表面活性剂的HLB在4～7时可形成W/O型微乳，在14～20时可形成O/W型微乳，在7～14时根据工艺条件可形成可转相的微乳。通常离子型表面活性剂的HLB值很高，需要加入中等链长的醇作为助表面活性剂或加入HLB低的非离子表面活性剂进行复配，经过试验得到各种成分间的最佳比例[9]。非离子表面活性剂可根据其HLB值对温度很敏感（在低温时亲水性强，在高温下亲油性强）的特点进行确定。随着温度升高，含非离子表面活性剂的体系会出现各种类型的微乳。当温度恒定时可通过调节非离子表面活性剂的亲水基和亲油基的比例达到所要求的HLB值[10]。
2.2盐度扫描法
当体系中油的成分、油-水体积比（通常为1）、表面活性剂与助表面活性剂的比例和浓度确定后，如果体系中盐度由低至高增加，往往会得到三种状态即Winso（rO/W型微乳液和剩余油达到平衡状态）；WinsorⅡ（W/O型微乳液和剩余水达到平衡状态）；WinsorⅢ（双连续型与剩余油和剩余水达到平衡状态）[11]。这是因为当体系中的盐量增加，水溶液中的表面活性剂和油受到“盐析”作用而析离，同时盐压缩微乳的双电层，斥力下降，液滴容易接近，含盐量增加，使O/W型微乳进一步增溶油的量，导致微乳液中油滴密度下降而上浮，从而形成新相。对于扫描法，若改变组成中其他成分，如改变油或醇的含碳数也能造成三种结构类型微乳液之间的相互转换[12]。
2.3利用乳化设备制微乳
微乳的制备是一个自发乳化过程，所需设备少、能耗小。但自发制备微乳同时也具有诸如微乳配方确定困难及使用的大量表面活性剂、助表面活性剂对产品性能具有许多不利影响等缺点。随着近年来乳化装置性能的不断改进和新的乳化设备的问世，使得依靠乳化设备制备乳化剂含量少、性能更佳的微乳成为可能。目前比较有效的乳化设备是高压均化器和微射流乳化器。日本有人[13]用高压均化器调制微乳，发现使用其他乳化装置不能调制的微乳液，通过使用高压均化器则成为可能;并且，由于高压均化器的使用，表面活性剂的用量大幅减少。微射流乳化器是利用微射流乳化技术，采用连续式混合、分散、乳化的办法，制得相体稳定、粒子细微均一的精细微乳。同常规乳化技术相比，可以大大降低乳化剂、分散剂的投入量，只需最低限度加热。
3鉴定与质量评价方法
[14]性状：透明或略带乳光的溶液，偏光显微镜下无双折射现象。离心法：采用3000r/min离心10min后，观察离心后是否分层及是否仍维持澄清、透明。如仍维持澄清、透明则可判定为微乳。染色法：取相同体积的微乳液2份，同时分别加入苏丹红染料和亚甲基蓝染料溶液各2滴，静置观察，如蓝色的扩散速度大于红色，则为W/O型微乳；反之则形成O/W型微乳；二者速度相同，则为双连续型微乳液。电导法：O/W型微乳应带电荷，W/O型微乳应不带电荷。折光率：按文献[15]规定方法恒温20℃测定。粒径：采用粒度分布仪测定微乳粒径。
4应用实例
廉云飞等[16]以油酸、CremorphorRH60、Labrasol和水组成微乳系统，通过伪三元相图确定O/W微乳区并筛选出最佳微乳处方，考察5种吸收促进剂对吲哚美辛原药及微乳的促渗作用。结果表明，微乳中CremorphorRH60与Labrasol的比例为1:2时，O/W微乳区最大。月桂氮酮是吲哚美辛微乳的最佳透皮促进剂，用量为5％时渗透速率为（73.52±2.30）μg·cm-2·h-1，24h累积渗透量可达1700μg/cm2。朱晓亮等[17]通过绘制伪三元相图考察不同（表面活性剂/助表面活性剂）值对利多卡因微乳区形成的影响，根据微乳区面积大小选择制备利多卡因微乳的最佳Km值，测定利多卡因微乳的粒径大小及粒径分布范围，测定利多卡因微乳的理化特性，对利多卡因微乳的形态及体系类型进行电镜观察。张建春等[18]选用油酸正丁酯和肉豆蔻酸异丙酯作为油相，聚山梨醇酯作为表面活性剂，正丁醇和正戊醇作为助表面活性剂，在制备三元相图的基础上，考察微乳的组分对微乳形成的影响，用HPLC法测定微乳中环磷酰胺的含量。张琰等[14]选用Volp25为表面活性剂，短链醇类作助表面活性剂与不同的油相，采用伪三元相图法筛选微乳处方，研究表面活性剂、助表面活性剂及油相等因素对微乳区形成大小的影响，考察了甘草酸二铵微乳的稳定性。陈菡等[19]通过溶解度实验、处方配伍实验和伪三元相图的绘制，以乳化时间、色泽为指标，筛选油相、表面活性剂、助表面活性剂的最佳搭配和处方配比，结果发现葛根素在微乳中的溶解度最高可达77.11mg/mL。
5微乳制剂的缺点
尽管在提高生物利用度方面有其独到之处，但其存在的问题不容忽视。首先，微乳中使用高浓度的表面活性剂和助表面活性剂，它们大多对胃肠道黏膜有刺激性，对全身有慢性毒性作用。因而一方面应努力寻找高效低毒的表面活性剂和助表面活性剂，另一方面可采用改良的三角相图法研究微乳形成的条件。通过优化微乳的工艺条件，寻找用最少的表面活性剂和助表面活性剂制备微乳的方法。另外，通过外力如高压乳匀机促使微乳形成减少表面活性剂和助表面活性剂的用量也是一个有效的办法。其次，微乳稀释往往会由于各相比例改变，使微乳破坏。因此，口服或注射后，微乳被大量的血液和胃液稀释后，如何保持微乳性质和粒径的稳定也是一个要解决的问题[20]。
关键词： 乳化沥青；稀浆封层；高速公路； 应用；施工工艺
Abstract: the slurry seal as an economic, effective and preventive maintenance under seal technology, has been widely used at home and abroad. In recent years, the slurry seal widely used hitherto unknown in China, combining with the dilute application of slurry seal technology in a Jiangsu trunk highway network, puts forward reasonable construction technology, provide a reference for other similar projects.
Keywords: emulsified asphalt slurry seal coat; expressway; construction technology; application;
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1 概述
单层式下封层结构包括普通乳化沥青+碎石、改性乳化沥青+碎石、热喷改性沥青+碎石、热喷橡胶沥青+碎石、乳化沥青稀浆封层或改性乳化沥青稀浆封层等结构型式。乳化类材料施工简便，施工难度较小，在施工质量较好的前提下，具有良好的封水效果。而热喷类材料施工难度较大，技术含量较高，但热喷类下封层的效果一般要好于乳化类封层结构，且具有较好的抵抗半刚性基层的反射裂缝的能力，其中以橡胶沥青+碎石的效果最好。但从经济成本来看，乳化类下封层较热喷类下封层成本要低。
因此，综合技术、经济比较，江苏某干线公路中成功应用了乳化沥青稀浆封层技术作为下封层。本文结合该干线公路中稀浆封层的应用情况，介绍稀浆封层的配合比设计、施工工艺控制，探讨稀浆封层技术的适应性，为其他类似工程积累经验。
2 稀浆封层与微表处的简单比较
微表处(Microsurfacing)本质上属于稀浆封层技术，与稀浆封层有许多相似之处，但是两种完全不同的类型，二者的差别主要在于施工机械、施工要求与质量。两者均属于预防性养护范畴，但应用范围有所不同，微表处的适用性比稀浆封层更为广泛。在材料选择方面，微表处要求更严，它必须使用改性乳化沥青，合成矿料的砂当量要求也更高，而稀浆封层通常采用普乳化沥青或改性乳化沥青，合成矿料的砂当量要求略低。在级配范围选择方面，两者基本相似，但稀浆封层的选择范围更广，微表处的养护时间由一般稀浆封层的4h～5h缩短为1.5h～2.5h。
稀浆封层和微表处实际上是一种以乳化沥青为粘结料的冷拌沥青混凝土薄层施工技术，其外观类似于沥青砂或细粒式沥青混凝土。但两者的施工厚度有所区别，稀浆封层厚度一般为2.5~10mm，而微表处厚度一般为4~10mm，但对路面均能够起到改善和恢复表面功能的作用。它们不仅适用于沥青路面，也适用于水泥混凝土路面。对于提高路面平整度与抗滑性，加铺磨耗层，减少网裂，修补车辙，降低路面透水率有很好的作用，是大规模道路养护的一个重要手段，作为路面的结构层之一，具有以下作用：防水作用，防滑作用，耐磨耗作用，填充作用。
同时，稀浆封层用作下封层可有效地防止路表水下渗造成水稳基层及路基的水损坏，增加沥青面层与基层的粘结能力，增强沥青路面结构受力的整体性。
3稀浆封层配合比设计
3.1 原材料
（1）乳化沥青：本工程乳化沥青采用浙江壳牌沥青有限公司生产的施保妙-SS2D普通乳化沥青，采用阳离子慢裂快凝乳化沥青，其基质沥青选用70#沥青，乳化剂为慢裂快凝乳化剂。乳化沥青的各项技术指标检测结果如表2-1：
表2-1乳化沥青试验结果
（2）集料：由于稀浆封层作为下封层，其设计的平均厚度为5mm。根据要求，矿料种类选用江苏宜兴茅迪石料厂生产的石灰岩，级配类型采用ES一Ⅱ型。其各项技术指标符合规范要求，具体试验结果如表2-2、表2-3：
表2-2集料试验结果
(3)水：采用可饮用水。
(4)水泥：采用上海海螺水泥厂生产的海螺牌普通硅酸盐水泥，强度等级P.O32.5，根据技术要求掺量不大于1%。
(5)矿粉：采用浙江湖州长兴生产的矿粉，根据试验配合比要求（6%）掺量进行配比。
3.2 配合比设计过程
（1）矿料与乳化沥青的可拌和试验：矿料与乳化沥青的可拌和试验是模拟现场矿料与乳化沥青的拌和情况，确定可拌和时间和稀浆封层混合料的用水量，根据施工技术规范及试验，稠度为2~3cm时，外加水量比较为宜。
本次配合比设计按照确定的矿料比例，称取烘干至恒重的矿料100g（2.36~4.75mm集料25%、0~2.36mm集料69%、矿粉6%），与1g水泥拌和均匀，再加水拌和均匀，最后加乳化沥青拌和，试验温度25℃，试验结果见表2-4。
表2-4矿料与乳化沥青的可拌和试验结果
由表2-4可知，在乳化沥青和填料的用量不变的情况下，外加水量为矿料总量的8.5％～10.5％时，稠度在2~3cm的范围之内，符合规范要求，因此适宜的外加水量为矿料总量的8.5％~10.5％。本试验为室内手工拌和试验，用水量可能比机械拌和用水量大1~3%，实际工程施工中应根据施工环境、日照、风力、路面温度等做现场用水量调整。
（2）确定乳化沥青用量：本试验采用湿轮磨耗试验（WTAT）和负荷车辙试验（LWT）试验综合确定稀浆封层混合料乳化沥青用量。湿轮磨耗试验（WTAT）结果用来确定稀浆封层混合料的乳化沥青用量的下限，防止施工后骨料脱落，要求磨耗值小于800g/m2，负荷车辙试验（LWT）结果用来确定稀浆封层混合料的乳化沥青用量的上限，要求附砂量小于450g/m2。本次试验乳化沥青用量为矿料的9%、10%、11%、12%、13%，水泥为矿料外掺1%，试验结果见表2-5。
表2-5WTAT与LWT试验结果
根据WTAT和LWT两项试验的结果，以乳化沥青用量为横坐标，分别以单位磨耗量和单位粘附砂量为纵坐标绘制曲线，由图1可知，随着沥青用量的递增，磨耗量呈递减趋势，粘附砂量呈递增趋势。且允许使用的油石比范围比较大，乳化沥青用量在9％ ～12.5％之间时，都能够满足要求。根据以往的施工经验，如果乳化沥青的用量太大，就会出现泛油的现象；若乳化沥青的用量过小，稀浆封层经过短时间的交通碾压后，往往会散落。因此，综合考虑气候及交通特点，按设计要求的WTAT和LWT值，选取乳化沥青用量为12%。
图1乳化沥青用量与磨耗量及粘附砂量关系图
（3）粘聚力试验：由粘聚力试验确定稀浆混合料的初凝时问和开放交通时间，以确保稀浆封层的早期养护和封闭交通时间。对于稀浆封层要求初凝时间小于30min，粘聚力值大于1.2N・m；固化开放交通时间小于60min，粘聚力值大于2.0 N・m。由拌和试验确定的配合比进行粘聚力试验。
表2-6粘聚力试验结果
由表2-6可知，稀浆混合料的初凝时间小于30min，固化开放交通时间小于60min，满足了规范要求。
根据以上试验结果，最终确定7mm厚稀浆封层的最佳配合比为：2.36~4.75mm集料：0~2.36mm集料：乳化沥青：水：矿粉：水泥=25%：69%：12%：8.5%~10.5%：6%：1%。施工时将根据施工情况做适当微调，添加剂在需要时进行添加。
4施工工艺与质量控制
在室内目标配合比和生产配合比设计试验的基础上，稀浆封层混合料在江苏某干线公路中进行了大规模应用，全长约24公里，该标主线路面结构为36cm水泥稳定碎石＋0.7cm乳化沥青稀浆封层＋8cm道路石油70号沥青AC-20C＋8cm改性沥青AC-13C。
4.1施工准备
4.1.1 稀浆封层施工前要先喷洒一层透层沥青。透层的功能主要是通过渗透作用使基层表面达到良好的固结与稳定，加强基层和面层的
联结。透层施工控制指标：(I)粘度 ：实验结果表明，粘度处于8―12s范围时，透层的粘结作用，防水作用及渗透深度均较好；(2)渗透深度 ：通常认为透层的渗透深度应该在5～10 mm以上。如果透层深度不够，透层沥青只在基层表面形成一层沥青薄膜，则不能达到固结、稳定基层和防水等目的。为了保证透层的渗透深度达到要求，在水泥稳定碎石基层施工后应及时喷洒透层沥青。因为水泥稳定碎石混合料的空隙随着强度的发展而减小，从而会影响透层沥青的渗透深度。及时喷洒透层沥青还可以封住水泥稳定碎石的水分，不用再对其进行覆盖养生。在水泥稳定碎石基层施工时还要控制好含水量，避免出现光面，以保证透层沥青的渗透深度。
4.1.2 在施工之前应做好如下工作：(1)清除透层上的污染物，保证透层表面洁净；(2)施工所使用的稀浆封层车在施工之前和材料或配合比发生较大变化时必须进行计量标定，并凋试至最佳的工作状态。
4.1.3 施工前应对混合料各项指标进行检测，检测的指标有：(1)加水量和稠度试验，用来控制施工的和易性；(2)初凝时间，控制拌和后至乳液完全破乳所需的时间；(3)固化时间，摊铺后开放交通的时间，初凝后的混合料在粘结力试验中达到最大粘结力的时间。
4.2 稀浆封层混合料控制
4.2.1 级配控制
级配对稀浆封层整体施工质量和效果很重要，矿料级配好的稀浆封层表面光滑，内部密实，防水性能和强度均较好。当矿料偏粗时，可导致骨料外露，空隙率大，防水效果差，施工和易性不好；当矿料偏细时，虽然防水效果好，但强度不足，容易出现发软现象和遭受行车破坏。在矿料变化大时或是感觉级配不正常时应当及时检查和调整级配。
4.2.2 含水量控制
含水量的大小直接影响着稀浆封层混和料的稠度和和易性，因此必须严格控制加水量。混合料中的水包括骨料中的水、乳液中的水和外加水。根据稀浆封层的配合比设计，外加水的用量为干骨料的8.5％-10.5％ ，而混合料总的含水量为干骨料的12％ ～20％之间。混合料稀浆的含水量应由坍落度试验确定，一般为2cm～3 cm之间 。预加水量应是干集料质量的8.5％ ～10.5％之间，当低于8.5％时，不仅影响了混和料的施工和易性，使不易摊铺外还影响了稀浆的厚度和透层的联结效果并且容易引起过早破乳；当高于10.5％时，混和料太稀，乳液易四处流淌，降低油石比，同时在摊铺时易发生离析，不利于控制稀浆封层厚度。
4.2.3 油石比
稀浆封层油石比可采用9％ 一12.5％之间 ，油石比确定了沥青的最佳用量。当油石比处于上述范围时，稀浆封层的强度、密实性能、防水性能处于较好的状态。当沥青用量过大时，高温时易泛油，混合料湿轮磨耗损失将偏大，说明强度不足，容易出现发软现象和遭受行车破坏；当沥青含量过小时，混合料的密实性能、防水性能则会较差。
4.3摊铺
4.3.1 厚度与摊铺速度的控制
稀浆封层厚度一般在5～10 mm之间，应严格控制摊铺厚度大于设计厚度1mm左右。试验表明，当厚度少于5 mm时，容易被基层和面层的粗集料刺破，致使稀浆封层的防水效果达不到设计要求，不能起到防水的效果，并且在施工车辆的碾压后容易被破坏。当厚度大于最大公称粒径时，容易发软，反而对面层不利，直接影响路面的质量。
在摊铺过程中摊铺机匀速前进速度控制在2~4m/min，并控制好超粒径料，有拖痕及时人工弥补。
4.3.2 外观质量控制
外观质量要求：(1)表面平整密实，无松散无轮迹，无泛油；(2)纵横接缝衔接平顺外观色泽均匀一致；(3)与其它构造物衔接平顺无污染；(4)摊铺范围以外无流出的稀浆混合料；(5)表面粗糙无光滑现象。
4.3.3 摊铺注意事项
混合料进入摊铺箱要保持所要求的粘度和稳定性，调整含水量要非常重要，并控制好破乳时间和加强接缝的处理。
摊铺质量的好坏直接决定稀浆封层的施工质量，在摊铺时不可避免的出现离析或划痕等缺陷。在出现离析时，摊铺机操作手应调整好稀浆封层机的工作状态，密切关注稀浆混合料的拌和均匀程度及稀浆混合料在摊铺槽中的左右分布情况及时进行调整，保证摊铺的平整度和均匀性。在出现划痕时，首先要解决超粒径石料的存在，集料严格过筛，摊铺前及时清理摊铺槽。摊铺时，安排专人紧跟摊铺机，密切关注摊铺的情况，发现划痕立即用拌和好的稀料补填刮平。
对于纵向接缝的处理，若稀浆封层机进行摊铺时，先铺筑的一幅已经固结，对接缝应先进行预洒水处理，然后用橡胶刮板处理突出的部分，再用扫帚扫平；若铺筑的一幅还未固结，则无须洒水处理，待先铺筑一幅初凝后，立即用平锹处理接缝的突出部分。
4.4碾压与交通养护
在稀浆封层破乳成型后，都可能存在若干的空隙，为了消除空隙，提高封层的密实度与强度，摊铺后采用8~10吨双钢轮或者12~16吨以上胶轮压路机静压1~2遍，碾压宜在刚破乳接近液态的时候进行碾压，防渗效果较好。
但采用稀浆封层机进行施工的封层，由于石屑与沥青裹附效果很好，石屑比较密实、平整，如采用钢轮压路机进行碾压，颗粒状的石屑会有部分破碎压碎裂开，裂开的部分无沥青粘合，封层的整体效果就会减弱。胶轮压路机则可较好地将石屑与沥青揉合到一起． 因此采用12t～16t的胶轮压路机进行稳压效果更为理想。
稀浆封层机施工封层工序连接紧密，工作效率高，因此养护工作比较重要，一般施工完毕后半小时后通车对封层的影响不会很大，但是与用普通施工方法的封层相比开放交通的时间已大为缩短。
4.5试验检测
4.5.1 摊铺机对稀浆封层的破坏试验
下面层施工时，摊铺机以正常摊铺状态行车并略有拐弯．稀浆封层表面未出现脱皮现象，并且油膜未出现破损。
4.5.2 现场渗水试验
为了检验路面的密水效果，对施工后的路面进行了渗水试验，结果见表3-1。渗水指标均能满足要求，说明设计的混合料具有较好的密水性。
表3-1渗水试验结果
5 结语
在室内试验的基础上，通过稀浆封层大规模的应用实践和路面性能检测结果得到以下主要结论：
（1）稀浆封层和微表处以一种乳化沥青为粘结料的冷拌沥青混凝土薄层施工技术，其外观类似于沥青砂或细粒式沥青混凝土，也有许多相似之处，应用范畴较广，施工也较为方便，但两者是完全不同的类型，其区别主要是施工机械、施工要求与质量。
（2）在施工中需严格控制混合料的粘度，过粘容易引起早期破乳，并出现划痕，影响平整度，过稀混合料容易离析，出现沥青上浮，导致和基层的粘结力下降。因此，现场调节含水量特别重要，应根据环境温度、湿度、风力大小、路面吸水情况等实际因素对含水量做适当调整，以保证混合料适当的稠度。
（3）混合料的破乳速度也必须严格控制，在搅拌摊铺过程中必须保证混合料的稳定性，过早破乳会出现结团、厚度不均匀、刮痕、拉伤等不良表面，破乳时间过常则会影响成型时间。破乳时间应控制在1-2小时，可通过调节含水量、级配、外掺料含量来控制。
（4）严格控制摊铺箱内混合料数量使铺筑厚度比成型厚度大1mm左右，厚度不足会出现刮痕，过厚则会造成封层流动，造成边界线曲折不齐，还容易形成横向波浪。
(5)由于稀浆混合料在破乳成型后，都会有若干空隙。为消除空隙，提高封层密实度与强度．加快开放交通时间，并消除纵缝与横缝的不平．在没有开放交通条件下，对于稀浆封层可以采用12~16t胶轮碾压1~2遍，碾压时机应在稀浆混合料刚破乳时，此时接近液态，碾压效果最佳。
（6）现场检测结果表明，按照确定的施工工艺，渗水指标控制良好，稀浆封层混合料具有良好的铺面密水性，满足设计要求。
参考文献
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【摘要】
目的 将姜黄素（Cur）制成自微乳化给药系统，并对其进行体内外评价。 方法 测定乳化后乳剂的pH值、自乳化时间、粒径、形态特征、稳定性和体外释放度，考察Cur自微乳化给药系统在小鼠体内的药物动力学过程，并与其混悬剂相比较。 结果 Cur自微乳化给药系统可在4 min内乳化完全，乳化后的微乳pH值接近中性，平均粒径为31.98 nm。以0.25%SDS的纯净水为释放介质，10 min内药物可释放完全。8 h内微乳溶液中Cur的含量保持>94%。小鼠灌胃给药后的药动学过程表明，与Cur混悬液相比，微乳的AUC提高了12倍。 结论 自微乳化给药系统可显著提高Cur的体外溶出度和体内生物利用度。
【关键词】 姜黄素； 药物释放系统； 溶解度； 生物利用度
ABSTRACT: Objective To prepare the curcumin selfmicroemulsifying delivery system and to evaluate the quality in vivo and in vitro. Methods The pH， selfemulsification time， particle size， morphology， stability and dissolution of the resultant emulsion after selfemulsifying were determined. The plasma concentrations were determined by HPLC and the pharmacokinetics behavior of curcumin microemulsion was evaluated by comparison with suspension. Results The curcumin selfmicroemulsifying delivery system can emulsified completely within 4 min. Mean particle size of the resultant emulsion was 31.98 nm， and pH approximated to neutral. The dissolution of curcumin selfmicroemulsifying formulation at 10 min was 100% and the content of drug maintained above 94% with 8 h. Compared with suspension， the area under timeconcentration curve (AUC) of microemulsion after gavage increased 12fold. Conclusion The selfmicroemulsifying delivery system can significantly increase curcumin dissolution in vitro and bioavailability in vivo.
KEY WORDS: CURCUMIN; drug delivery systems; solubility; biological availability
福建医科大学学报 2010年6月 第44卷第3期吴雪梅等：姜黄素自微乳化给药系统的体内外评价姜黄素(Curcumin，Cur)为常用中药材姜黄的主要成分，具有抗炎、抗氧化、抗菌、抗肿瘤等多种药理作用，特别是抗肿瘤作用备受关注[1]。Cur溶于乙醇而不溶于水，体内吸收差，生物利用度低，其药理活性研究很活跃，但制剂的研究相对较少[2]。近来文献报道了将Cur制成β环糊精包合物和固体分散体的研究[34]。自微乳化给药系统（selfmicroemulsifying delivery system， SMEDDS）是由油相、表面活性剂和助表面活性剂组成的均一体系，药物呈分子状态溶解于其中，该体系在胃肠道中或轻柔搅拌下能够自发形成粒径
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 动物
小鼠，雄性，体质量（20±2）g， 福建医科大学实验动物中心提供[合格证号：SCXK (闽) 200420002]。
1.1.2 主要试剂与仪器
Cur（上海国药集团化学试剂有限公司， 批号：F20050102）；羧甲基纤维素钠（中国医药集团上海化学试剂公司，批号：F2001128）；Cur对照品（中国药品生物制品检定所，批号：08239802）；LC20AB高效液相色谱仪（日本岛津株式会社）；JEM 透射电子显微镜(日本电子公司)；D800LS智能药物溶出仪（天津大学无线电厂）；UV2450紫外分光光度计（岛津公司）；XW80A涡旋混合器(上海精科实业有限公司)；高速离心机（雅培公司）；Nicomp380/ZLS激光粒度与电位测定仪(美国Nicomp公司)；HI98107笔式酸度计（意大利哈纳公司）；乙睛(色谱纯，Merck公司)；其他试剂为分析纯。
1.2 方法
1.2.1 Cur SMEDDS的处方优化
选择肉豆蔻酸异丙酯为油相，聚氧乙烯氢化蓖麻油RH40为表面活性剂，乙醇为助表面活性剂作为Cur SMEDDS处方中的辅料。将选择的油相、表面活性剂、助表面活性剂配制成一系列不同比例的自乳化浓缩液，称取约1 g，加入药物，滴加至100 mL 37 ℃的蒸馏水中，100 r/min温和搅拌，使自乳化浓缩液在外界动力下形成乳液，当体系恰好澄清时，记录各组分的量，绘制三元相图，并测定各处方所形成微乳的粒径。
1.2.2 pH值
在室温条件下，将Cur SMEDDS按1∶10进行稀释，形成微乳，测定其pH。
1.2.3 自乳化效率考察
将Cur SMEDDS 1 g分别加入100 mL (37±1)℃的纯净水、0.1 mol/L HCl缓冲液和pH 6.8 PBS缓冲液中，100 r/min恒温水浴中搅拌。分别在0.5，1，1.5，2，2.5，3，3.5，4，5，6，7，8，10 min取样，放置室温。取3 mL乳化的液体在550 nm处测其各时间点的At值，以10 min测得的吸收值（A0）作为100%。计算各时间点A值的相对百分数(At/A0)，以各时间点的(At/A0)对时间t作图。散色光强度达到最大值A的90%所对应的t作为体系的相对自乳化时间。
1.2.4 乳滴粒径的测定
采用激光粒径电位测量仪测量乳化后形成乳液的粒径分布。
1.2.5 形态观察
取自乳化浓缩液，蒸馏水稀释500倍，制备微乳液。将微乳滴于铜网上，用2%磷钨酸负染1 min，透射电镜下观察乳滴的形态。
1.2.6 体外释放度研究
参照中国药典溶出度测定法（2010版二部附录XD第二法），以900 mL含0.25% SDS的纯净水为释放介质。称取CurSMEDDS浓缩液0.2 g(含Cur 10 mg)、Cur粉末10 mg，将其滴入或平撒在释放介质中，在100 r/min、(37±l)℃恒温水浴中搅拌。分别在5，10，20，30，40，60 min取样1 mL，取样同时补加1 mL释放介质。取出的样品立即以10 000 r/min离心5 min，取上清液，HPLC法测定其中的药物浓度，计算药物累积释放量及累积释放量百分率。
1.2.7 稳定性试验
1.2.7.1 低温试验和常温试验
将Cur SMEDDS浓缩液一批置于4 ℃冰箱中放置7 d、室温下放置1月，观察外观并测定含量。
1.2.7.2 自微乳化后的溶液稳定性
取Cur SMEDDS 200 μL，分别加入100 mL 水、0.1 mol/L HCl、pH 6.8 PBS中，振摇使其自乳化完全后，分别在室温25，37 ℃条件下，于0，1，2，3，4，6，8 h观察微乳溶液状态并于溶液上层取微乳溶液，用0.45 μm微孔滤膜过滤，应用HPLC法测定并记录样面积(Ai)，计算不同时间Cur峰面积相对于0 h(A0)的百分数(D)，以反映样品中药物含量变化情况。同时取微乳溶液测定其中纳米乳滴的粒径，以评价其物理稳定性。
1.2.8 体内药动学研究
小鼠随机分成2组，每组50只。实验组予以Cur SMEDDS，为方便小鼠灌胃给药，给药前加入适量蒸馏水稀释，制成浓度为10 mg/mL的Cur微乳，混匀备用。对照组以Cur混悬液(以0.5%的羧甲基纤维素钠混悬)灌胃，剂量为200 mg/kg，于给药后5，10，20，30和45 min，1，1.5，2，3和4 h各取5只小鼠，眼眶取血(约0.6 mL)于肝素抗凝管中，立即10 000 r/min离心 10 min分离并吸取血浆200 μL，20 ℃冰箱中保存备用。
1.2.8.1 色谱条件
色谱柱：Kromasil 100 A C18柱 (200 mm×4.6 mm，粒径5 μm，迪马公司)；流动相：乙腈5％冰醋酸水溶液(51∶49，V/V)；流速：1 mL/min；紫外检测波长：428 nm；柱温：30 ℃；进样量：25 μL。
1.2.8.2 血浆样品的处理方法
精密量取小鼠血浆180 μL，加入20 μL Cur对照品溶液，涡旋振荡混匀，加入500 μL乙酸乙脂，涡旋混合3 min， 10 000 r/min离心5 min，吸取上清液，在余液中再次加入500 μL乙酸乙脂，涡旋振荡3 min，10 000 r/min离心5 min，取上清夜，合并两次上清液，室温条件下通氮气吹干，残余物加100 μL流动相复溶，涡旋振荡2 min，10 000 r/min离心5 min后取上清液进样测定。
1.2.8.3 方法专属性考察
将小鼠空白血浆样品、空白血浆中加入标准品以及血浆样品的色谱图相对照，考察方法专属性。
1.2.8.4 标准曲线的制备
精密量取小鼠空白血浆180 μL，加入Cur对照品溶液20 μL，涡旋混合，得到浓度为21，42，84，168，252，336，420 ng/mL的血浆样品。按血浆样品处理项下方法操作，进样25 μL，记录色谱图及峰面积，以Cur峰面积（A）为纵坐标，待测物浓度(C)为横坐标，绘制标准曲线。
1.2.8.5 精密度和回收率试验
取空白血浆180 μL，分别加入不同浓度Cur标准品溶液20 μL，涡旋混合，制成31.5，168，378 ng/mL的样品，每个浓度制5份。按血浆样品处理项下方法操作，于
方法回收率实验：将浓度为31.5，168，378 ng/mL的血浆样品，按血浆处理项下方法操作，记录峰面积（A）。将A代入标准曲线方程计算测得量，以测得浓度与实际浓度之比计算方法回收率(%)。
提取回收率试验：将浓度为31.5，168，378 ng/mL的血浆样品，按血浆处理项下方法操作，记录峰面积（A1）。另用流动相配制相同浓度的标准品溶液直接进样，记录峰面积（A2），A1与A2之比即为提取回收率。
1.2.8.6 血药浓度测定和药动学参数计算
将血样按上述血浆样品处理项方法处理后，进样25 μL测定血浆中Cur的含量。根据测得的血药浓度数据，绘制微乳组与对照组的平均血药浓度-时间曲线。将得到的血药浓度结果用DAS软件拟合分析，计算药动学参数。以下列公式计算Cur微乳溶液和混悬液小鼠灌胃给药后的相对生物利用度：
F(%)= AUC(0-∞) Microemulsion/ AUC(0-∞)Suspension×100%
2 结果
2.1 Cur SMEDDS的处方优化
根据假三元相图（图1）和相图中各处方的粒径分布，Cur SMEDDS优化处方为肉豆蔻酸异丙酯∶乙醇∶聚氧乙烯氢化蓖麻油RH40 =20∶20∶60，每l g中含有药物50 mg。采用溶解法制备Cur自乳化给药系统。按IPM∶乙醇∶聚氧乙烯氢化蓖麻油RH40 2∶2∶6称取辅料，混合均匀。按辅料量的5%加入Cur，涡旋混合至药物全部溶解即得。
2.2 pH值
微乳体系pH值为6.27，说明Cur微乳体系的酸碱度接近中性。
2.3 自乳化效率考察
Cur SMEDDS在水、0.1 mol/L HCl缓冲液和pH 6.8 PBS缓冲液中的相对自乳化时间分别约为3，4，1 min。将三者的自乳化时间进行比较，由此可得出三者之间自乳化效率的高低关系，即pH 6.8 PBS缓冲液＞纯净水＞0.1 mol/L HCl缓冲液(图2)。
2.4 乳滴粒径的测定
Cur SMEDDS乳化后乳滴的平均粒径为（31.98±15.9）nm（Gaussian分布）、（27.54±3.5）nm(Nicomp分布)；Nicomp分布为单峰(图3)。
2.5 形态观察
电镜照片显示，自乳化形成的乳滴形态呈圆球型，大小均匀，相互之间无粘连，粒径大小在50～100 nm（图4）。
2.6 体外释放度研究
Cur SMEDDS的释药速度很快，
2.7 稳定性试验
2.7.1 低温试验和常温试验
将Cur SMEDDS浓缩液放置于4 ℃冰箱放置7 d、室温条件中1月，观察其外观仍为深红色澄清、均一溶液，无药物晶粒析出，也无分层现象。测定浓缩液放置前后的药物含量，未有明显的降低。
2.7.2 自微乳化后的溶液稳定性 自乳化溶液8 h内的稳定性见表1。表1 Cur SMEDDS在水、0.1 M HCl、pH 6.8 PBS中自微乳化后的稳定性（略），Tab 1 Stability after selfemulsifying in water， 0.1 mol/L HCl， pH 6.8 PBS介质T温度/℃t/h0123468水25澄明度
含量(略)
2.8 体内药动学研究
2.8.1 方法学考察
色谱行为表明，Cur的保留时间约为9.5 min，内源性物质及代谢产物不干扰药物的测定(图6)。Cur的血浆样品标准曲线方程为：
A=296.54C+1853.1，r＝0.9940
表明在21～420 ng/mL浓度范围为其线性关系良好。低、中、高3个浓度样品的日内精密度RSD分别为4.25%，3.77%和3.19%，日间精密度RSD分别为7.88%，4.07%和7.24%，方法回收率分别为98.29%、93.01%和96.30%，提取回收率率分别为86.34%、89.49%和80.85%。
2.8.2 血药浓度测定和药动学参数计算
Cur微乳和混悬液单次灌胃给药后的平均血浆药物浓度-时间曲线如图7所示。相同剂量下的Cur微乳溶液和混悬液小鼠灌胃给药的药动学过程符合单室模型(权重系数1) ，其药动学参数见表2。微乳给药后AUC明显增大，计算求得微乳溶液对混悬液的相对生物利用度为1273.25%，即微乳溶液的生物利用度为混悬液的12倍左右。表2 Cur微乳和混悬液给药后的药物动力学参数（略），Tab 2 Main pharmacokinetics parameters of curcumin microemulsion and suspensionParametersUnitMicroemulsionSuspensiont（略）
3 讨论
本研究制备了Cur自乳化给药系统并进行体外质量评价，证实该制剂自乳化能力较强，乳化后的乳液粒径小而均匀，但透视电镜测定的粒径结果与激光粒径仪所得结果不同，可能是由于两者的测定原理不同所致[67]。SMEDDS所形成的微乳为热力学及动力学均相对稳定的体系，从物理稳定性看，8 h内微乳溶液在三种介质条件下一直呈澄清的溶液状态，但随着时间的延长，粒径呈增大均势，这是由于微乳粒子一直在进行布朗运动，粒子相互碰撞，出现粒子聚集甚至聚合情况，使微粒增大。在后续试验中，将该溶液放置>1 d，出现油滴上浮现象，说明微乳依旧存在着相对不稳定性。从化学稳定性看，8 h内溶液中药物含量保持>94%，说明该溶液比较稳定，该研究结果与文献报道相一致[8]。由含量变化情况看，在0.1 mol/L HCl、pH 6.8 PBS中，37 ℃下微乳中药物的含量无明显变化，而25 ℃条件下反而变化明显，这可能是由于乳化剂在37 ℃条件下对药物的增溶能力强于25 ℃，扩散出来的游离药物少，而25 ℃条件下扩散出的药物直接与酸碱接触产生降解所致。同时扩散产生的游离药物由于不溶于水，产生出细小的颗粒，使体系的粒径也有所增大。
本研究采用HPLC方法测定小鼠血浆中药物浓度，方法学考察证实该分析方法专属性好，准确性和精密性均符合生物样品分析要求。结果表明，两组药物给药后体内血药浓度在初始阶段即有吸收，在10～30 min达到最高，而后下降，但Cur微乳组给药后的峰浓度明显高于Cur混悬液组，为混悬组达峰浓度的3倍左右，并且各个时间点的Cur微乳血药浓度均高于相同时间点的Cur混悬液组血药浓度。Cur混悬液组给药30 min后血药浓度低于检测低限，而微乳组给药后4 h仍能测到原形药物Cur，说明微乳给药后明显提高了药物的吸收量和药物体内的存留时间。Cur SMEDDS的释药速度很快，并且药物释放完全，释药速度和程度均高于Cur粉末本身，说明Cur SMEDDS有可能通过增加药物的释放提高体内吸收的程度。
药代动力学分析结果表明，Cur微乳的药动学过程与Cur混悬相比发生了较大的变化，其消除速度常数Ke变小，体内半衰期t1/2延长8倍左右，表明Cur微乳制剂消除较慢，达到一定的缓释效果。消除缓慢可能与微乳延缓Cur的释放有关，Cur增溶于微乳内相和界面膜上，当进入血液后，Cur需通过界面扩散方能释放入血，故延缓了药物进入血液的过程。微乳溶液的生物利用度为混悬液的12倍，说明微乳给药后明显改善了药物的吸收和体内过程，达到了通过剂型改造提高生物利用度的目的。
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关键词：乳化炸药 乳化剂 发展趋势
乳化炸药是一种油包水（w＼o）型的乳胶型抗水工业炸药，它是借助乳化剂的作用，将氧化剂的水溶液的微滴进行分散，使其均匀的悬浮在含有分散气泡的空心玻璃微珠的油制材质中。这种炸药具有很好的爆破性能和抗水性，加工的工艺简单，材料的来源广泛，而且生产成本低，又不含有敏感成分，所以被广泛运用在各种爆破的作业中。在我国经济高速发展，建造业等其他工业不断繁荣的今天，乳化炸药的应用越来越广泛，本文就通过乳化炸药的发展状况的分析，来探究乳化炸药发展中存在的问题，并展望其未来的发展趋势。
一、乳化炸药的发展状况
1.国外乳化炸药的发展概况
乳化炸药技术并不是在我国本土产生的，最早是美国人首次在文献中透露的，当时的乳化炸药使用极为不便，因为它需要借助其他的炸药包来进行引爆。在整个发展过程中不同时期的人进行了不同的探索，在1977年美国的一家公司提出了用粒度适宜的空心玻璃球作为敏化剂增加了乳化炸药的雷管感应度，并与1978年申请了专利，标志着乳化炸药进入了大规模的工业化生产时期。进入20世纪末的时候，关于乳化炸药的一系列理论开始完善。在这些理论的指导下人们研究出的乳化炸药的品种越来越多，超过百余种，并还在不断地增多。
2.在我国，乳化炸药的发展现状
我国的乳化炸药的研究开始于上世纪70年代，早起的研制工作受到了极大的限制，组成成分非常复杂，原料的种类较少，很多配方达不到要求，在这种情况下常常消耗大量的成本在炸药中添加不同的辅料，使得炸药的成分逐渐地复杂化，常常出现不利于生产安全的事故，炸药稳定性较差。近年来，随着我国经济的不断发展，工业的不断进步，我国乳化炸药的发展进入了一个以提高产品质量，降低生产成本和改进工艺的发展阶段。M型和AE型类似这两种低成本，贮存期较长，抗水性能好的乳化炸药开始出现。并在乳化炸药领域带来了一种全新的变化，迎来了一批深受市场欢迎的品种。经过20多年的不断发展，我国乳化炸药的生产工艺日渐成熟，机械化、自动化日益完善，产品质量也逐步趋于稳定，安全有了充分的保障。在保证乳化炸药快速发展的同时，改进新的性能，研制出了粉状乳化炸药。成为中国乳化炸药的新的高性能产品，满足了不同行业的不同的要求。
二、乳化炸药的发展趋势探究
1.降低乳化炸药的生产成本
一个行业要想获得发展，必须有效益作保证，在乳化炸药的研究上除了注重质量体系达到应有标准的基础上，也要注重生产成本，主要可以采取以下方法：首先，减少燃料成本，具体做法就是多采用普通燃料或者是充分利用废弃物作为炸药的燃料，减少高级燃料的采用，通过减低燃料成本来降低制造成本；其次，可以简化生产工艺，提高相应的安全指数，在后期处理安全问题的过程中减少投入。
2.提高乳化炸药的爆破可靠性
如今的乳化炸药被应用在各种爆破的场所中，在控制爆破的工程中，所采用的乳化炸药具有小型性，主要是采取一些小直径的乳化炸药，这就需要找准爆破的角度，集中重点，保证爆破的可靠性。解决这一问题主要要在敏化处理上注意几点：首先敏化处理的安全性能，进过敏化处理的炸药一般都要求具有稳定性和安全性。其次在敏化成本上也要有所控制， 让敏化处理的工艺逐渐简化，但是要尽最大程度的保证乳化炸药的原有爆破性能。通过这样的方法提高乳化炸药的起爆可靠性。
3.不断提高乳化炸药的稳定性
乳化炸药的稳定性是乳化炸药所有其他性能的基础。其中包括高度稳定的乳化炸药基质和敏化成分的两方面的研究。因为乳化炸药中分散相所占的体积比例很高， 即便是稳定性较好的MSA型的直径也具有很大的空间性，又由于乳化炸药属于热力学的不稳定的体系， 所以为维持体系的平衡，界面自发减小，结果导致液滴聚集， 直至最终分层、破乳。因此乳化炸药的稳定性问题是通过一般乳液自身的结构变化造成的， 乳化过程的强剪切、长期放置后氧化剂析晶的化学过程都会有所影响。因此，如何从根本上解决乳化炸药的稳定性问题是今后乳化炸药研究的一个重要方向。
4.采用乳化炸药乳化剂的现场混合技术
乳化剂虽然在乳化炸药中只占一小部分份额，但它的存在影响乳化炸药的质量。我国的乳化剂的发展时间不长，在以后对乳化剂的研究中应将学习国外先进工艺技术，把研究开发具有安全度高、结构合理的多功能乳化剂作为重点研究的方向，努力缩小与国外产品的差距。现场混合技术能够缩短均匀混合所需要的时间，提高敏华效果，因此选用高质量的乳化剂，改变配方乳化剂的种类，并且加快敏化反应的速度是主要目的。科研人员对于乳化剂的合成，结构、性能研究及应用做了大量的工作在保证集中爆破的精度的前提下，通过进一步改变用料的多少，简化工艺流程降低乳化炸药的生产成本，是今后一段时期内我国乳化炸药的发展趋势。
三、结语
经济的发展需要越来越精神的科学技术，乳化炸药作为爆破的必要的一种化学工具具有它的不可替代性，通过国内外对乳化炸药的技术发展的关注及探索，让我们回顾了乳化炸药的发展历程，已经不断地改进中的进步。明确的看到乳化炸药在今后一段时期内的研究方向和发展趋势，可以看出提高乳化炸药的稳定性和起爆可靠性，提高现场混合装药技术和简化配方是今后的发展方向
参考文献
[1]王永斌.国内外乳化炸药专用乳化设备发展状况[J].现代矿业.2010（05） .
关键词：微表处养护；公路路面；施工技术
在公路建设及使用中，可以说其路面是工程质量的一种最直接体现，同时公路路面也是与上方载荷接触的最直接载体，并且在自然环境的作用下路面也会受到一定的侵蚀，而采用微表处技术可以在路面发生病害之前对其进行预防。虽然微表处养护在实际的应用中具有较高的养护效果，但是必须要对其技术进行规范的使用，这样才能保证其在路面防护上起到最佳的应用效果。以下对微表处技术进行了多角度、深层次的分析，进而保证微表处技术可以得到有效应用。
一、微表处养护技术内容
微表处养护是指用具有一定级配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉等）与聚合物改性乳化沥青、外掺剂和水，按一定比例拌制成流动型混合料，再均匀洒布于路面上的封层。微表处技术能够有效提高路面防水性能，并为路面增加耐磨层，提高路面耐磨性。除此之外，微表处处理过的路面，还具有美观度和平整度好，防滑性能优质以及使用寿命长的优点。微表处技术在填补以稳定车辙中也具有应用价值，利用微表处技术摊铺后，通常12.7mm厚的封层在24℃以上、湿度50%以下时可在1h内开放交通，承受车轮碾压，能够降低路面摊铺维修封路时间。
二、微表处的主要材料技术要求
1、集料
在交通部公路科学研究院编著的《微表处和稀浆封层技术指南施工技术规范》对微表处集料技术有一定规定，对各级集料本身的材质、形状、级配和粒径规格等提出了一系列要求。
（1）石料要求强度高、硬度大、耐磨性，本项目的矿料按ES-3型级配来设计，矿料的砂当量要求大于65%。
（2）集料中的含泥量不能过高，项目所有石料进场前均经过含泥量检测。
（3）微表处集料须采用二次破碎，降低针片状含量，提高骨料方正率，保证级配的连续，减少级配的差异性，控制粗骨料的比例，以降低微表处实施后的噪音影响。具体技术指标及集料的级配范围见《微表处和稀浆封层技术指南施工技术规范》。
2、改性
乳化沥青改性乳化沥青是微表处混合料中的粘结材料，其指标要求见《微表处和稀浆封层技术指南施工技术规范》。若由于天气或其他原因，罐车中的乳化沥青不能及时用完而需要放置几天时，应用泵抽吸循环或放出，以保持罐车中的乳化沥青上下密度的一致。
三、公路路面微表处养护施工技术
1、施工准备工作
（1）检查与维修原路面与基层，如有裂缝、坑槽、松散、波浪、软弱等病害，采用封层施工前修补完毕。对路面进行清扫，保持摊铺路面的洁净。原路面上的雨水井盖、桥梁伸缩逢、路缘石等设施应采取适当的保护措施，完工后都应显露出来而不被封盖住。
（2）检查原材料进厂情况，确保原材料质量。检验、调试施工机械，保证施工顺利进行。
2、洒粘层油或封层油
一般情况下不需要喷洒粘层油，当沥青路面严重贫油或用于水泥路面的封层时，则应喷洒乳化沥青粘层油。粘层油与微表处所用的乳化沥青应一致，乳化沥青可以0.3～0.4kg/O的用量使用。粘层的喷洒最好在施工放样前进行以免盖住已放好的样线，并且在封层施工前粘层必须完全凝固。
3、摊铺作业
将装好各种原材料的微表处摊铺机械开至施工地点，摊铺箱调整至要求的宽度和拱度，同时按要求初步调整好摊铺厚度。摊铺速度沿着导线匀速前进，一般前进速度为1.5～3.0km/h，但应保持稀浆摊铺量与生产量的基本一致，保持摊铺箱中稀浆混合料的体积为摊铺箱容积的1/2左右；需要润湿的路面可打开喷水器湿润路面；当摊铺机上的备用材料中有一种料已用完时，应立即关闭总开关，待搅拌锅和摊铺箱内稀浆混合料全部摊铺完后，立即停止前进，升起摊铺箱。
4、接缝处理
（1）将前一施工段末端整平，用0.5m×4m油毡或薄钢片将前一施工段末端覆盖，保证油毡末端与封层材料层边缘平齐。
（2）将微表处摊铺机后退，使摊铺槽后缘落在油毡上。
（3）启动微表处摊铺机开始摊铺。
（4）将油毡连同上面的稀浆混合料取走，倒入废料车中；清洗油毡，以备下次使用。封层的纵向接缝可采用搭接缝，为了保证接缝的平整，搭接宽度不宜过大，ISSA微表处技术指南规定纵向接缝搭接宽度不应超过76.2mm，接p处高出量不应大于6mm。纵向接缝的位置直接影响路表的美观，因此，如果能够将纵向接缝放在车道线上，建议将纵向接缝放在车道线一侧3～5cm的地方，这样既不会显著影响路表的美观，同时又不至于造成划线困难和划线成本增高。
5、初期养护与开放交通
微表处施工后，封层有一个破乳成型过程，在此时间段内仍应封闭交通，禁止一切车辆、行人通行。养护时间的长短，视稀浆混合料中水分的排除及粘结力的大小而变化，通常认为：当粘结力达到1.2N・m时，稀浆混合料已初凝，当粘结力达到2.0N・m时，稀浆混合料己凝固到可以开放交通的状态。决定开放交通之后，应撤除交通管制标志，不留任何障碍，保证交通顺畅。
四、微表处养护施工注意事项
首先，在施工中需要对其技术、工艺、材料、设计等进行全面的管理控制，保证微表处养护施工可以依照相关的规定标准进行规范的施工，进而保证施工技术的使用更加符合要求，避免微表处养护施工质量出现大的波动；其次，对各类应用材料、设备的参数标准及质量进行严格的审查，例如矿料的质量、油石比等，机械设备在进场施工之前需要检查其是否存在故障问题及是否达到施工标准要求；再次，在微表处施工中需要注意其只是对公路病害的一种防护性手段，其整体厚度不高，因此在公路路面存在较为严重的伤痕及断裂情况时，需要进行事先的补强工作，之后再进行封层处理；最后，在微表处养护施工中必须要保证相关的工作人员具有专业的素质能力可以对相关技术进行高效应用，必要时对其进行相应的培训工作，进而提高施工效率。
公路路面的质量关系着其在实际中的使用年限及服务效益，因此在实际中必须要对公路路面状况进行掌握，并根据其实际情况对路面进行相应的养护工作，以此来延长公路的使用寿命，降低路害问题发生的几率。对于微表处养护施工其在实际的路面养护中具有较好的效果，以上根据其技术的原理指出了在实际施工中需要注意的技术要点，通过对其施工技术的控制来提高施工质量，以此来保证在路面养护中微表处技术可以对路面病害问题起到预防的作用，进而提高公路的整体效益。
参考文献：
[1] 张诚忠.高速公路路面微表处养护施工技术[J].建筑工程技术与设计，2016（16）.
关键词：冷态沥青超薄罩面技术；应用
一、冷态沥青超薄罩面技术及其应用意义
冷态沥青超薄罩面是在结构承载能力满足要求的沥青或水泥混凝土路面上采用专用设备撒布碎石封层后，进行微表处罩面而形成的厚度为14mm～25mm（厚度依结构组合而定）的防水、抗裂功能层[1]。
目前，广东数量巨大的国省主干线相继进入养护期，养护形势严峻。冷态沥青超薄罩面作为一种预防性养护技术手段，可以不让道路病害进一步向更深层次发展，从而达到延长路面使用寿命、保持道路完好和平整度、提高道路质量、降低道路寿命成本、延长中修或大修[2]。
二、冷态沥青超薄罩面的组合设计
冷态沥青超薄罩面是在碎石封层上进行微表处或稀浆封层罩面而形成的功能层。
2.1碎石封层
2.1.1粘结料的确定
碎石封层粘结料通常选择乳化沥青，总结以往的施工经验，在还需要结合原路面裂缝的严重程度来选择沥青，裂缝还正在延伸时，建议用橡胶沥青或纤维沥青。对于稳定的裂缝建议选用改性沥青。裂缝
2.1.2碎石选择及撒布量的确定
碎石封层所用集料应选择强度高、耐磨性好的玄武岩、辉绿岩等优质石料。集料的尺寸决定了同步碎石封层的厚度，大多数采用9.5mm～13.2mm，随着公称粒径的增加，表面构造逐渐变粗。另外根据集料粒径和覆盖率的不同，其撒布量也不相同。
2.1.3碎石封层
骨料的撒布率不允许忽高忽低，应保证表观状态的一致性。聚合物改性粘结料可以有效提高沥青与集料之间的粘附力，同时聚合物改性粘结料的应用可有效延缓反射裂缝的发生。
三、微表处的施工工艺
微表处施工一般分以下几个步骤：
1、前期准备
1）、路面前期准备：原路面局部结构强度不足的需进行补强，同时，对原路面较深的车辙、较大的裂缝、坑槽等现象进行处理。
2）、实验室准备：项目确定后，施工方需对工程所用的集料、改性乳化沥青进行检测，并通过混合料轮磨试验及负荷轮碾压试验，确定混合料的配合比。
2、路面施工
一般按以下程序进行：（1）彻底清除原路面的泥土、杂物等；（2）封闭出当天摊铺的施工路段，施画导线；（3）摊铺车装好集料、乳化沥青等材料后开至施工路段摊铺稀浆混合料；（4）摊铺车摊铺进行过程中，安排人员紧跟进行手工修复可能出现的局部施工缺陷；（5）、摊铺后的交通封闭养护，一般为2-3小时，具体时间视当时的气温情况而定，待路面混合料凝固满足开发交通要求后即开放交通。
路面施工时，气候条件应满足：（1）、气温最少应高于10℃，最好15℃以上；（2）不得在雨天施工。
四、SBS改性乳化沥青及配合比设计试验
1、SBS改性乳化沥青试验
摊铺应用的是我中心经过了长期研发的SBS改性乳化沥青，其性能指标完全符合微表处使用的BCR阳离子改性乳化沥青《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG F40-2004的标准要求。
2、集料试验
根据本项目的具体情况，其集料级配组成河源裕丰石场的辉绿岩石料，使用MS―3型级配，对每批料必须进行筛分，筛分结果应符合规范要求，试验结果如下表：
3、矿物填料的选择
填料的用量必须通过配合比试验来确定，由于这里我们采用MS-3型级配。级配比较密实，从在试验室多次试验来看，水泥添加1.1%为合适。
4、水
从在试验室多次试验来看，外加水添加8%较为合适，根据石料的含水量大小、施工现场气温及空气湿度状况，外加水可作适当调整。
5、配合比设计及试验
2.MS-3型摊铺厚度为10mm。
6、最佳配合比微表处稀浆混合料的检测试验
检测试验结果表明该SBS改性乳化沥青微表处稀浆混合料的各项性能指标完全符合标准要求。
五、路面施工情况
我中心决定在中心大院内的道路进行摊铺试验。施工人员在接到施工任务后，在组织技术力量按施工要求进行了相应的前期试验的同时，组织人员对车辙严重的路面进行了修补。
在进行前期试验的同时，中心也进行了施工机械的组织，调配了改性稀浆封层机2台（MS9型，中交西筑产）及相应配套辅助的50型装载机1台、洒水车1台、扫路车1台以及沥青运输车等机械，同时组织了有丰富施工经验的技术人员、操作人员10人及路面交通管理人员一批。
经验收，发现冷态沥青超薄罩面用于路面的养护维修罩面效果显著，质量便于控制，施工速度快捷，有利于车辆、行人混行的快速开放交通。
六、结语
综上所述，冷态沥青超薄罩面可以有效的延缓和抑制反射裂缝的产生，同时降低养护成本。另外也避免了单纯碎石封层引起的飞石和噪音问题。冷态沥青超薄罩面由于其显著的技术、经济、社会、环境等效益，在国省道主干线上有广泛的适用性和前景。
参考文献：
[]王新增.Cape封层技术在国外的发展和应用[J].国外公路，2000，20（5）：42-45
关键词:微表处混合料 配合比设计
中图分类号:TU53文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 05-018-02
科学的养护对策应该是以预防性养护为主,修补性养护为辅,即在路面将要出现或者尚未出现病害之前进行预防性养护,做到防患于未然,降低维修费用,并使道路保持良好的服务状态。然而现有的维修养护技术都是来自中低等级公路,沿用了普通公路的维修养护方法。如补坑、封闭交通、热沥青混合料薄层罩面等,这些维修方法不但严重影响交通,而且成本高,封闭交通时间长,材料质量差,使用寿命短,有些地方用于中低等级的公路维持时间也较短,很难适用于高等级公路的重载,快速交通的要求。所以我们需要一种适合高等级公路的养护技术。
1原材料的选择
1.1集料
微表处应选择轧制而成的硬质石料,而且应尽量选择砂当量高的集料,以保证提供经久耐磨的抗滑表面。本文所用矿料选择玄武岩和石灰岩搭配,玄武岩可以提供良好的耐磨性能,石灰岩可以降低成本。
1.2改性乳化沥青
微表处混合料中起粘结作用的是所用改性乳化沥青中的沥青材料,因此制备改性乳化沥青所选用的基质沥青应符合道路石油沥青标准,改性乳化沥青应符合JEG F40-2004中表4.7.1-2的BCR的要求。微表处铺设后的成型时间可以控制在一小时左右。
1.3微表处混合料各组成材料的用量范围
国际稀浆封层协会(ISSA)规定的微表处材料用量范围如表1所示。
1.3.1石油比范围
对我国微表处应用的情况调查发现,型级配单层摊铺厚度一般在8mm~10mm之间,MS-2型微表处单层摊铺厚度在4mm~7mm之间。
1.3.2水泥、消石灰用量范围
水泥、消石灰的作用主要是改善混合料的拌合性能和成型速度,并在一定程度上调整集料的级配,但剂量不宜过多。剂量过大,一方面会使混合料的拌合和性能和混合料稠度受到影响,同时也会是成型后的混合料变脆。国际稀浆封层协会和日本微表处技术指南中对水泥或其他填料的用量均规定为0%~3%,我国普通稀浆封层的填料用量范围也是0%~3%。笔者调查发现,国内微表处混合料中水泥、消石灰的用量一般不超过1.5%,多数在0.5%~1%之间。考虑到特殊情况下的需要,剂量在0%~3%的范围是合适的。
1.3.3外加水量范围
外加水的目的主要是为了满足拌合时间和拌合状态的要求,在满足要求的情况下尽量减少水的用量。一般情况下,如果微表处混合料中外加水剂量低于5%后仍然能够满足拌合时间的要求,那么混合料的成型速度很有可能满足不了以下要求:如果混合料中外加水量超过了15%才能满足拌合时间的要求,一般情况下混合料的拌合状态会比较差,可施工时间短。我国普通稀浆封层的外加水量范围规定为6%~11%,接近日本标准的要求。对改性剂剂量的下限提出要求,主要是为了保证改性乳化沥青的路用性能,国际稀浆封层协会微表处技术指南ISSA-A143中规定微表处改性乳化沥青的改性剂剂量不应低于3%,而日本标准中没有这一要求。
2微表处混合料配合比设计的步骤
(1)根据选择的级配类型,确定矿料的级配范围。计算各种集料的配合比例,使合成级配在要求的级配范围内。
(2)根据以往的经验初选乳化沥青、填料、水和外加剂的用量,进行拌和试验和黏聚力试验。ISSA稀浆封层设计指南中(NO.111)中,对于普通的稀浆封层,认为日均交通量(ADT)在0~500(轻交通)时,粘附砂量的界限值为70g/ft2,ADT在250~1500之间(中交通)时,粘附砂量的界限值为60g/ft2,ADT在1500~3000+(重交通)时,粘附砂量的界限值为50g/ft2。可见,随着交通量的增加,稀浆封层油石比上限值是不断降低的。尽管微表处混合料设计中粘附砂量的要求值为50g/ft2(540g/m2),但在设计时,如果微表处用于重载,大交通量公路时,宜采用较少的油石比。
(3)图解法确定石油比存在的问题我国稀浆封层施工规程中混合料石油比的确定参照了国际稀浆封层协会中稀浆封层混合料的设计方法,如下图3-1所示的图解法,石油比的容许范围确定在由粘附砂量所得出的最大沥青用量Amax与湿轮磨耗值所得出的最小沥青用量之间。因此,国内多数单位在设计微表处混合料和普通稀浆封层混合料时,都采用图解法定所谓的“最佳沥青用量”。
(4)微表处混合料飞散试验的研究标准飞散试验可用于确定沥青路面表层使用的沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA),排水式大空隙沥青混合料,抗滑表层混合料,沥青碎石或乳化沥青碎石混合料等所需的最少沥青用量。以上路面的表层材料往往表层构造深度大,粗集料外露,空隙中经常充满了水,在交通荷载的反复作用下由于集料与沥青的粘结力不足而引起集料的脱落、掉粒、飞散并成为坑槽的路面损坏,是常见的一种严重的沥青路面破坏现象,为了防止这种破坏,在进行配合比设计时辅以飞散试验进行检验室必要的。通过以上曲线可以发现,随着石油比的加大飞散损失也随之减小,从某个石油比(曲线拐点)以后混合料的飞散损失基本没有大的变化,以上各混合料分别从石油比为6.7%,6.3%,7.2%。7.0%以后飞散基本不再发生大的变化,这说明随着石油比的继续增大飞散损失也不会大幅减少,说明混合料之间的粘结力也不会发生大的变化,本文拟提出以曲线拐点来作为微表处混合料配合设计比的最小沥青用量,也可把此值作为最佳沥青用量值。
3结语
实践表明微表处具有适合于重载交通的路面、提高路面的耐久性和抗滑性能、施工速度、封闭交通时间短等许多优点。微表处技术作为高等级公路的一种理想的养护和预防性养护方法,比热沥青薄层罩面具有更好的封层效果,能更好的防止路表水的下渗,从而更好地保证路面结构的使用性能,在路基路面稳定的前提下,国外优质的微表处使用寿命可达5年,与热沥青薄层罩面寿命相当。因此,微表处技术具有很好的应用前景和显着的经济效益。
参考文献:
[1]徐剑.沥青路面微表处养护技术的研究[D].东南大学博士学位论文,2002年.
[2]交工便字[2005]329号,微表处和稀浆封层技术指南[M].北京,人民交通出版社.
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