增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青及其冷再生混合料性能的研究

李永紅，張變?nèi)?/p>

(山西高速公路工程檢測(cè)有限公司，太原 030008)

0 引 言

改性乳化瀝青作為新建瀝青路面和瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修工程的核心材料之一，目前已廣泛應(yīng)用于新建瀝青路面的粘層、封層及瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修工程的微表處、超薄磨耗層、霧封層和瀝青路面冷再生混合料等。乳化瀝青作為冷拌冷鋪類混合料的主要膠結(jié)料，其品質(zhì)和性能決定了我國(guó)乳化瀝青冷再生等冷拌冷鋪類混合料的使用性能與耐久性[1-3]。大量工程實(shí)踐證明，采用高性能乳化瀝青對(duì)改善瀝青路面層間黏結(jié)強(qiáng)度，提高養(yǎng)護(hù)維修工程用冷鋪冷拌類混合料的水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性與抗疲勞耐久性能有顯著意義，為了解決傳統(tǒng)乳化瀝青產(chǎn)品出現(xiàn)的脫落、松散、推移等病害，有學(xué)者提出采用SBR、SBS、水性環(huán)氧樹(shù)脂以及不同種類改性劑復(fù)配的方案生產(chǎn)改性乳化瀝青。周啟偉等[4-5]研究了水性環(huán)氧樹(shù)脂改性乳化瀝青的共混特性與增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青性能。李秀君等[6]研究了水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量對(duì)SBR乳化瀝青的復(fù)合改性作用。張敬義等[7]研究了化學(xué)改性對(duì)SBR膠乳改性乳化瀝青性能的影響。張慶等[8]研究了水性環(huán)氧樹(shù)脂改性乳化瀝青的黏附性及其冷鋪冷拌改性乳化瀝青混合料的路用性能。李亞菲[9]、李泉[10]等研究了水性環(huán)氧樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料的路用性能。綜上所述，通過(guò)摻入新型改性劑以制備高性能乳化瀝青，這是近年來(lái)道路工作者研究的熱點(diǎn)。

增黏樹(shù)脂是利用裂化石油生產(chǎn)乙烯生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品烯烴,由C9餾分合成的一種芳烴類共聚化合物。增黏樹(shù)脂在我國(guó)有豐富的產(chǎn)量，目前增黏樹(shù)脂主要應(yīng)用于涂料工業(yè)、橡膠工業(yè)和用作粘合劑。叢玉鳳[11-12]、聶鑫垚[13]等研究了增黏樹(shù)脂與SBS復(fù)合改性瀝青及瀝青混合料性能，結(jié)果表明，增黏樹(shù)脂與SBS改性瀝青有良好的相容性，增黏樹(shù)脂能夠在基質(zhì)瀝青中形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而顯著提高SBS改性瀝青的高溫性能、貯存穩(wěn)定性與抗老化性能。但目前研究尚未見(jiàn)增黏樹(shù)脂應(yīng)用于改性乳化瀝青的研究報(bào)道，鑒于增黏樹(shù)脂的增黏、抗剝離性能，且與瀝青有良好的相容特性，本文將增黏樹(shù)脂應(yīng)用于制備改性乳化瀝青，基于BCR改性乳化瀝青技術(shù)評(píng)價(jià)體系和SuperPave規(guī)范PG分級(jí)體系評(píng)價(jià)增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青性能，采用黏結(jié)力試驗(yàn)評(píng)價(jià)增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青的層間黏結(jié)強(qiáng)度，并將增黏樹(shù)脂用于乳化瀝青冷再生混合料，基于力學(xué)強(qiáng)度試驗(yàn)(劈裂強(qiáng)度、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、貫入剪切強(qiáng)度)、路用性能試驗(yàn)(低溫彎曲試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn))與疲勞試驗(yàn)評(píng)價(jià)增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料的強(qiáng)度特性與耐久性能，為確定用于乳化瀝青冷再生混合料的適宜增黏樹(shù)脂摻量提供借鑒。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 原材料

(1)增黏樹(shù)脂：采用河南某石油化工有限公司生產(chǎn)的增黏樹(shù)脂，增黏樹(shù)脂常用路面熱熔型標(biāo)線，具有顏色淺、易分散、耐候性強(qiáng)、耐紫外線、耐化學(xué)品腐蝕的特性，摻加增黏樹(shù)脂能夠改善瀝青的韌性、硬度及黏結(jié)強(qiáng)度。根據(jù)廠家提供的增黏樹(shù)脂參數(shù)，其外觀為淡黃色顆粒，比重0.97，灰分含量小于0.03%，200 ℃熔融黏度小于250 cP，軟化點(diǎn)110 ℃。

(2)基質(zhì)瀝青：采用齊魯石化生產(chǎn)的70#A級(jí)基質(zhì)瀝青，瀝青的25 ℃針入度73(0.1 mm)，軟化點(diǎn)50 ℃，15 ℃延度大于100 cm，其余各項(xiàng)指標(biāo)滿足JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的指標(biāo)要求。

(3)乳化劑：采用美國(guó)某公司生產(chǎn)的R-3陽(yáng)離子慢裂慢凝乳化劑，乳化劑摻量為2%(與基質(zhì)瀝青質(zhì)量百分比)。

(4)SBR改性乳化瀝青：采用上海某公司生產(chǎn)的成品SBR改性乳化瀝青，SBR改性乳化瀝青的有效固含量為63%，SBR改性乳化瀝青各項(xiàng)性能滿足JTG F40—2004規(guī)范中BCR改性乳化瀝青的技術(shù)要求。

(5)RAP及礦料級(jí)配：RAP來(lái)源于山西某高速公路大中修工程的工地實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)檢測(cè)RAP各項(xiàng)性能滿足JTG F41—2008《瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》的要求。用于乳化瀝青冷再生混合料的RAP摻量為80%，采用JTG F41—2008推薦的中粒式乳化瀝青冷再生礦料級(jí)配中值。

(6)其他：水泥采用42.5號(hào)普通硅酸鹽水泥，水為飲用自來(lái)水。

1.2 增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青制備

實(shí)驗(yàn)室自制增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青工藝流程：(1)將基質(zhì)瀝青加熱至145～150 ℃后加入預(yù)定質(zhì)量的增黏樹(shù)脂，以4 000 r/min速率剪切60 min；(2)邊加入皂液(由乳化劑、鹽酸調(diào)節(jié)劑、氯化鈣穩(wěn)定劑和80 ℃熱水制得)邊加入增黏樹(shù)脂與基質(zhì)瀝青共混物，在膠體磨中研磨5 min，由此制成增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青。

1.3 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)研究不同增黏樹(shù)脂摻量6%、9%、12%、15%、18%(摻量為基質(zhì)瀝青質(zhì)量百分比)對(duì)改性瀝青性能的影響，按照1.2所示“先改性后乳化”工藝制備固含量為63%的增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青。基于BCR改性乳化瀝青技術(shù)評(píng)價(jià)體系和SuperPave規(guī)范PG分級(jí)體系評(píng)價(jià)增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青性能，采用黏結(jié)力試驗(yàn)評(píng)價(jià)增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青的層間黏結(jié)強(qiáng)度。將增黏樹(shù)脂用于乳化瀝青冷再生混合料，基于力學(xué)強(qiáng)度試驗(yàn)(劈裂強(qiáng)度、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、貫入剪切強(qiáng)度)、路用性能試驗(yàn)(低溫彎曲試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn))與疲勞試驗(yàn)評(píng)價(jià)增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料的強(qiáng)度特性與耐久性能，為確定用于乳化瀝青冷再生混合料的適宜增黏樹(shù)脂摻量提供借鑒。

2 結(jié)果與討論

2.1 增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青性能

2.1.1 增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青常規(guī)性能試驗(yàn)

按照J(rèn)TG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中BCR改性乳化瀝青技術(shù)要求，以1.18 mm篩上剩余量、改性乳化瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度、蒸發(fā)殘留物性能(25 ℃針入度、5 ℃延度、軟化點(diǎn))、礦料裹附性、貯存穩(wěn)定性為評(píng)價(jià)指標(biāo)，來(lái)評(píng)價(jià)不同增黏樹(shù)脂摻量下改性乳化瀝青常規(guī)性能，對(duì)照組采用SBR改性乳化瀝青，試驗(yàn)方法按照J(rèn)TG F40—2004、JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》相關(guān)要求進(jìn)行，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青常規(guī)性能試驗(yàn)結(jié)果Table 1 Performance of tackifying resin modified emulsified asphalt

由表1可知，(1)摻入增黏樹(shù)脂后，隨著其摻量增大，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青瀝青1.18 mm篩上剩余量、恩格拉粘度、蒸發(fā)殘留物的軟化點(diǎn)和5 ℃延度均增大，1 d、5 d貯存穩(wěn)定性降低，針入度值隨增黏樹(shù)脂摻量增大而減小。(2)相比普通乳化瀝青，摻加6%～12%增黏樹(shù)脂的改性乳化瀝青的貯存穩(wěn)定性有顯著提高，同時(shí)1.18 mm篩上剩余量明顯減小。相比SBR改性乳化瀝青，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青的5 ℃延度偏小，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青的軟化點(diǎn)大于SBR改性乳化瀝青，在6%～15%增黏樹(shù)脂摻量下，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青的貯存穩(wěn)定性優(yōu)于SBR改性乳化瀝青，增黏樹(shù)脂摻量達(dá)到18%后，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青的貯存穩(wěn)定性和1.18 mm篩孔上剩余量將不滿足JTG F40—2004中BCR改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)要求。(3)綜合來(lái)看，在6%～15%增黏樹(shù)脂摻量下，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青與集料的粘附性良好，同時(shí)軟化點(diǎn)高于SBR改性乳化瀝青，低溫性能基本能達(dá)到SBR改性乳化瀝青的水平，但是增黏樹(shù)脂摻量達(dá)到18%后，改性乳化瀝青1.18 mm篩上剩余量和貯存穩(wěn)定性衰減，這主要是過(guò)多的增黏樹(shù)脂從乳化瀝青水油包裹狀態(tài)中析出，打破了乳化瀝青水油平衡的極限狀態(tài)，從而影響了乳化瀝青水油結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性。

2.1.2 增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青流變特性

按照SuperPave瀝青膠結(jié)料PG等級(jí)技術(shù)要求(ASTM D6373)，采用彎曲梁流變?cè)囼?yàn)(BBR)和動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)(DSR)評(píng)價(jià)增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物的高低溫流變特性，試驗(yàn)嚴(yán)格按照J(rèn)TG E20—2011《試驗(yàn)規(guī)程》T0627—2011、T0628—2011進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2與表3。

由表2可知，(1)相同試驗(yàn)溫度條件下，隨著增黏樹(shù)脂摻量增大，蠕變勁度模量呈先減小后增大趨勢(shì)，蠕變斜率呈先增大后減小趨勢(shì)，蠕變斜率越大，瀝青在低溫荷載作用下應(yīng)力松弛性能和釋放荷載的能力越強(qiáng)，而蠕變勁度模量越大，瀝青的硬度和脆性越大，擁有較小的勁度模量和較大的蠕變斜率，則瀝青的低溫性能越好，在增黏樹(shù)脂摻量9%～12%時(shí)，改性瀝青具有較小的勁度模量和較大的蠕變斜率，表明在9%～12%增黏樹(shù)脂摻量下的改性瀝青低溫性能相對(duì)較好。(2)以BBR試驗(yàn)勁度模量S≤300 MPa，同時(shí)蠕變斜率m≥0.3確定增黏樹(shù)脂改性瀝青低溫PG分級(jí)，9%～12%增黏樹(shù)脂改性瀝青的低溫PG分級(jí)為-18 ℃，其余增黏樹(shù)脂改性瀝青的低溫PG分級(jí)溫度為-12 ℃，而對(duì)照組SBR改性乳化瀝青殘留物的低溫PG分級(jí)溫度為-24 ℃，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青殘留物的低溫PG分級(jí)溫度大于SBR改性瀝青，但用于冷再生混合料的乳化瀝青一般作為路面結(jié)構(gòu)基層或底基層，從路面結(jié)構(gòu)使用環(huán)境溫度考慮，低溫分級(jí)溫度為-18 ℃的改性瀝青能夠滿足我國(guó)冬季嚴(yán)寒區(qū)域的使用要求。

表2 BBR試驗(yàn)結(jié)果Table 2 BBR test results

表3 DSR試驗(yàn)結(jié)果Table 3 DSR test results

由表3可知，(1)相同試驗(yàn)溫度條件下，隨著增黏樹(shù)脂摻量增大，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青殘留物在老化前后的相位角δ減小，同時(shí)抗車轍G*/sinδ增大，相位角δ越小表明瀝青中的黏性成分越少，相應(yīng)瀝青中的彈性成分越多，彈性恢復(fù)性能越好，瀝青的高溫性能就越好，由此可見(jiàn)，改性乳化瀝青殘留物的高溫性能隨增黏樹(shù)脂摻量增大而不斷提高。(2)相比SBR改性乳化瀝青殘留物，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青殘留物有更小的相位角和更大的抗車轍因子，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青的有突出的高溫性能，尤其是在增黏樹(shù)脂摻量達(dá)到12%～15%時(shí)，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青殘留物的高溫PG分級(jí)達(dá)到了82 ℃，具有優(yōu)異的高溫抗車轍性能。

2.1.3 增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青黏結(jié)特性

改性乳化瀝青用作碎石封層、粘層、應(yīng)力吸收層、微表處等功能層時(shí)，其與下承層黏結(jié)強(qiáng)度、層間黏結(jié)緊密程度及改性乳化瀝青自身的黏結(jié)強(qiáng)度,乳化瀝青與集料的粘附強(qiáng)度都對(duì)路面結(jié)構(gòu)耐久性能影響顯著。按照CJJ 139—2010 《城市橋梁橋面防水工程技術(shù)規(guī)程》中的黏結(jié)強(qiáng)度測(cè)試方法評(píng)價(jià)增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青的黏結(jié)強(qiáng)度。在AC-20瀝青混凝土車轍試件上按照0.6 kg/m2用量灑布增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青，室溫養(yǎng)生12 h后繼續(xù)在25 ℃、40 ℃、60 ℃空氣浴中養(yǎng)生4 h，進(jìn)行不同試驗(yàn)條件下的拉拔試驗(yàn)，拉拔速率為1 mm/min，以拉拔強(qiáng)度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，相同試驗(yàn)溫度條件下，隨著增黏樹(shù)脂摻量增大，拉拔強(qiáng)度增加。在25 ℃、40 ℃、60 ℃試驗(yàn)溫度下，增黏樹(shù)脂摻量由0%增大至18%時(shí)，拉拔強(qiáng)度分別增加了2.0倍、2.4倍、3.1倍，增黏樹(shù)脂摻量由 6%增大至18%時(shí)，拉拔強(qiáng)度分別增加了75%、85%、144%，增黏樹(shù)脂摻量由15%增大至18%時(shí)，拉拔強(qiáng)度分別增加了4%、8%、11%。25 ℃、40 ℃、60 ℃試驗(yàn)溫度下增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青的拉拔強(qiáng)度為SBR改性乳化瀝青的2.42倍、2.86倍、2.90倍，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青有優(yōu)異的黏結(jié)強(qiáng)度，使用增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青作為路面結(jié)構(gòu)的黏層，更有利于提高層間黏結(jié)，尤其是在60 ℃高溫條件下，12%～18%增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青的拉拔強(qiáng)度仍然可以達(dá)到0.5 MPa，表現(xiàn)出了極好的耐候性。

表4 拉拔試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Pull test results

2.1.4 改性機(jī)理

采用熒光顯微鏡試驗(yàn)分析增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青的改性機(jī)理，見(jiàn)圖1。

圖1 增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青殘留物微觀結(jié)構(gòu)
Fig.1 Microstructure of tackifying resin modified emulsified asphalt residue

由圖1可知，圖像中黑色部分為基質(zhì)瀝青，亮斑部分為增黏樹(shù)脂，在6%增黏樹(shù)脂摻量下，增黏樹(shù)脂溶解后零星分布于基質(zhì)瀝青中，在增黏樹(shù)脂摻量達(dá)到15%后，增黏樹(shù)脂與基質(zhì)瀝青發(fā)生脫氫反應(yīng)、氧化反應(yīng)，增黏樹(shù)脂中的雙鍵因酸堿催化而重排。增黏樹(shù)脂顆粒分布密集，隨著樹(shù)脂摻量的增加，顆粒分布越密集樹(shù)脂在瀝青體系中聚集形成海島結(jié)構(gòu)[3-5]，從而形成新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，膠體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z型，瀝青硬度增大，加之增黏樹(shù)脂自身有較高的軟化點(diǎn)，導(dǎo)致增黏樹(shù)脂改性瀝青粘度和硬度增大，增黏樹(shù)脂與瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)有助于改善瀝青的黏結(jié)強(qiáng)度，從而表現(xiàn)出軟化點(diǎn)升高、恩格拉粘度增大、穩(wěn)定性提高。

2.2 增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料性能

2.2.1 早期抗磨耗性能

圖2 磨耗試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Wear test results

在拌和用水量4%、乳化瀝青用量4%和水泥用量1.5%條件下成型標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件(用量均為集料質(zhì)量百分比，下文混合料試驗(yàn)部分均采用此配比)，在相對(duì)濕度80%、25 ℃環(huán)境箱內(nèi)養(yǎng)生6 h來(lái)模擬早期養(yǎng)生條件，按照J(rèn)TG E20—2011《試驗(yàn)規(guī)程》T0752—2011磨耗試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)乳化瀝青冷再生混合料的抗磨耗性能，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知，增黏樹(shù)脂摻量對(duì)乳化瀝青冷再生混合料早期磨耗質(zhì)量損失影響顯著，隨著增黏樹(shù)脂摻量增大，乳化瀝青冷再生混合料的磨耗質(zhì)量損失先顯著減小后平緩降低，在0%～15%增黏樹(shù)脂摻量范圍內(nèi)，增大增黏樹(shù)脂后磨耗質(zhì)量損失降低趨勢(shì)最明顯，增黏樹(shù)脂摻量由0%增大至12%，磨耗質(zhì)量損失率由7.34%降低至2.8%，當(dāng)增黏樹(shù)脂摻量大于等于12%時(shí)，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料的磨耗質(zhì)量損失率小于SBR改性乳化瀝青，可見(jiàn)使用增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青能夠提高冷再生混合料的早期強(qiáng)度，這對(duì)加快施工進(jìn)度和減少乳化瀝青冷再生層車轍、松散等早期病害意義顯著。

2.2.2 力學(xué)強(qiáng)度

采用單軸貫入剪切試驗(yàn)、劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)評(píng)價(jià)增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料的力學(xué)性能，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料力學(xué)性能Table 5 Mechanical properties of tackifying resin modified emulsified asphalt cold recycled mixture

由表5可知，隨著增黏樹(shù)脂摻量增大，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料的貫入剪切強(qiáng)度、粘聚力C、劈裂強(qiáng)度和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度均有顯著提高，相比普通乳化瀝青冷再生混合料(不摻加增黏樹(shù)脂)，摻加6%、9%、12%、15%、18%增黏樹(shù)脂后，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料的貫入剪切強(qiáng)度增大了30.6%、46.7%、78.5%、85%、92.5%，粘聚力C增大了35.2%、59.3%、82.5%、101.2%、118.7%，劈裂強(qiáng)度增大了8.3%、20.8%、35.2%、46.9%、49.1%，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度增大了19.5%、28.6%、50.2%、54.5%、57.7%，可以發(fā)現(xiàn)在增黏樹(shù)脂摻量達(dá)到12%～15%后，繼續(xù)提高增黏樹(shù)脂摻量后乳化瀝青冷再生混合料的力學(xué)性能提高幅度不大。其原因是，提高增黏樹(shù)脂摻量，增黏樹(shù)脂改性瀝青顆粒數(shù)量增大，有助于提高冷再生混合料的黏結(jié)強(qiáng)度和乳化瀝青的柔韌性，但在增黏樹(shù)脂摻量為12%～15%時(shí)，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青的水油結(jié)構(gòu)已趨于飽和、均勻狀態(tài)，在增黏樹(shù)脂摻量增大至18%時(shí)，過(guò)多的增黏樹(shù)脂顆粒聚集，從而打破了增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青的結(jié)構(gòu)平衡，因此對(duì)力學(xué)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)降低。

2.2.3 路用性能

增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青混合料的高低溫性能和水穩(wěn)定性試驗(yàn)方法參照J(rèn)TG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料路用性能試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Test results of road performance of tackifying resin modified emulsified asphalt cold recycled mixture

由表6試驗(yàn)結(jié)果可知，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料的車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到了5 000 times/mm以上，并且動(dòng)穩(wěn)定度隨著增黏樹(shù)脂摻量增大而增大，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性。低溫彎曲應(yīng)變隨增黏樹(shù)脂摻量增大呈先增大后減小趨勢(shì)，并且在增黏樹(shù)脂摻量為12%時(shí)達(dá)到峰值，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料的低溫彎曲應(yīng)變遠(yuǎn)大于普通乳化瀝青冷再生混合料，但是小于SBR改性乳化瀝青冷再生混合料。摻加6%～15%增黏樹(shù)脂后，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料的凍融劈裂強(qiáng)度比和浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度均大于90%，在12%～15%增黏樹(shù)脂摻量下，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料的凍融劈裂強(qiáng)度比和馬歇爾殘留穩(wěn)定度可以達(dá)到或接近100%，具有優(yōu)異的水穩(wěn)定性。可以發(fā)現(xiàn)，摻加增黏樹(shù)脂后，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料各項(xiàng)路用性能相比普通乳化瀝青冷再生混合料均勻顯著改善，在水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性方面,增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料比SBR改性乳化瀝青冷再生混合料優(yōu)勢(shì)更明顯。

2.2.4 疲勞性能

乳化瀝青冷再生混合料作為路面結(jié)構(gòu)的主要承重層，其疲勞性能對(duì)路面結(jié)構(gòu)的耐久性能有顯著影響。采用間接拉伸疲勞試驗(yàn)評(píng)價(jià)增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料的疲勞性能，控制應(yīng)力水平為0.1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料疲勞性能試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Fatigue performance of tackifying resin modified emulsified asphalt cold recycled mixture

由表7試驗(yàn)結(jié)果可知，摻加增黏樹(shù)脂可以大幅度提高乳化瀝青冷再生混合料的疲勞壽命，相比普通乳化瀝青冷再生混合料(不摻加增黏樹(shù)脂)，摻加6%、9%、12%、15%、18%增黏樹(shù)脂后，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料疲勞壽命提高了30.8%、43.2%、55.7%、65%、68.3%，在摻加12%、15%、18%增黏樹(shù)脂后，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料相比SBR改性乳化瀝青冷再生混合料疲勞壽命提高了7.4%、13.9%、16.1%，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青表現(xiàn)出了優(yōu)異的抗疲勞性能。用于乳化瀝青的增黏樹(shù)脂適宜摻量為12%～15%。

3 結(jié) 論

(1)摻加增黏樹(shù)脂能顯著提高瀝青的高低溫性能，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青與集料的粘附性良好，同時(shí)軟化點(diǎn)高于SBR改性乳化瀝青、低溫性能基本能達(dá)到SBR改性乳化瀝青的水平，但是增黏樹(shù)脂摻量達(dá)到18%后，改性乳化瀝青1.18 mm篩上剩余量和貯存穩(wěn)定性衰減。

(2)隨著增黏樹(shù)脂摻量增大，蠕變勁度模量呈先減小后增大趨勢(shì)，蠕變斜率呈先增大后減小趨勢(shì)，蠕變斜率越大，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青殘留物在老化前后的相位角δ隨增黏樹(shù)脂摻量增大而減小，抗車轍因子G*/sinδ隨增黏樹(shù)脂摻量增大而增大，在9%～12%增黏樹(shù)脂摻量時(shí)改性瀝青具有較小的勁度模量和較大的蠕變斜率，在增黏樹(shù)脂摻量達(dá)到12%～15%時(shí)，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青殘留物的高溫PG分級(jí)達(dá)到了82 ℃，具有優(yōu)異的高溫抗車轍性能。

(3)摻加增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青能夠顯著改善冷再生混合料的早期抗磨耗性能、路用性能和抗疲勞性能，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青冷再生混合料的車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到了5 000 times/mm以上，凍融劈裂強(qiáng)度比和馬歇爾殘留穩(wěn)定度可以達(dá)到或接近100%，具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青表現(xiàn)出了優(yōu)異的抗疲勞性能。

(4)綜合考慮增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青性能及增黏樹(shù)脂改性乳化瀝青混合料路用性能、抗磨耗性能與抗疲勞耐久性能，用于乳化瀝青的增黏樹(shù)脂摻量宜為12%～15%。