冷拌冷鋪瀝青混合料長期路用性能研究

摘? 要：冷拌冷鋪瀝青混合料作為一種新型瀝青混合料，具有節能、環保、施工效果顯著等特點，相比熱拌瀝青混合料，其長期路用性能更加優異。本文以乳化型冷拌冷鋪瀝青混合料長期路用性能為研究對象，針對其抗老化性能、抗水損壞性能和抗化學腐蝕性能進行了分析與探討，以期為冷拌冷鋪瀝青混合料的推廣與應用提供參考和借鑒。

關鍵詞：冷拌冷鋪;路用性能;抗老化性能

中圖分類號：TU535? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2020）12-0000-00

1冷拌冷鋪瀝青混合料抗老化性能分析

冷拌冷鋪瀝青混合料在外界環境的長期作用下，很容易出現瀝青老化現象，其中影響最為嚴重的因素為紫外光照、溫度。在上述兩種因素作用下，將會大大降低瀝青和集料之間的粘結性，致使混合料路用性能下降，最終縮短工程使用年限。為此，本文針對光老化、熱氧老化等問題對冷拌冷鋪瀝青混合料馬歇爾強度的影響進行了分析[1]。具體如下：

1.1光老化的分析

太陽光輻射是導致冷拌冷鋪瀝青混合料光老化的主要因素，在紫外光長期作用下，瀝青將越來越脆，這將會降低瀝青的各項性能指數。為了更好地驗證光對冷拌冷鋪瀝青混合料的老化影響，本文采用了馬歇爾試驗法進行冷拌冷鋪瀝青混合料馬歇爾強度的測定，并與熱拌瀝青混合料進行比較分析，具體結果如表1所示。

由此可見，光老化之后，無論是熱拌瀝青混合料，還是冷拌冷鋪瀝青混合料，其馬歇爾強度都會隨著時間的增加而大幅下降，直至趨于穩定。其根源在于光老化作用下，將會促使瀝青脆化，進而影響瀝青的粘結性能。伴隨時間的延長，瀝青混合料的馬歇爾強度將逐步趨向穩定。相比之下，冷拌冷鋪瀝青混合料的馬歇爾強度下降幅度較小[2]。

1.2熱氧老化的分析

溫度是影響冷拌冷鋪瀝青混合料瀝青老化的直接原因之一，為了更好地分析溫度對混合料長期路用性能的影響，本文同樣以熱拌瀝青和冷拌冷鋪瀝青混合料進行熱氧老化后的瀝青混合料性能分析，通過馬歇爾試驗所得結果如表2所示。

由此可見，在熱氧老化0～70d之間，冷拌冷鋪瀝青混合料的穩定度在0～21d時出現了上升趨勢，隨后又隨之下降。在老化初期，冷拌冷鋪瀝青混合料殘留水分不斷蒸發。由于瀝青混合料內自由水的不斷下降，這會大幅增加瀝青與礦料的粘附性能，提高瀝青混合料的強度。然而，伴隨老化時間的持續延長，瀝青逐步發生氧化反應，瀝青輕組分揮發速度加快，強度隨之降低。通過數據分析可知，無論是熱拌瀝青混合料，亦或是冷拌冷鋪瀝青混合料，其瀝青混合料在熱氧老化條件下隨著老化時間的不斷增加，其強度變化趨勢具有一致性[3]。

2冷拌冷鋪瀝青混合料抗水損害性能分析

乳化型冷拌冷鋪瀝青混合料在長期使用過程中極易產生坑洞、松散等情況，很大原因在于此類材料的抗水損能力不足。為此，在長期路用性能研究中，抗水損害性能至關重要。本文以凍融循環試驗和浸水車轍試驗進行分析與探討。

2.1凍融循環試驗

為進行冷拌冷鋪瀝青混合料靜水損害性能評價，本文采用多次凍融循環試驗進行探討。伴隨凍融循環天數的不斷增加，熱拌和冷拌冷鋪瀝青混合料的劈裂強度都呈現出下降趨勢。在第10次凍融循環時，冷拌冷鋪瀝青混合料的劈裂強度基本不復存在，但是熱拌瀝青混合料的劈裂強度仍有所存留，基本上可達到40%左右。究其原因在于，凍融循環作用下，隨著凍融次數的不斷增加，進入混合料內的水越來越多，水壓力越來越大，進而大大增加了混合料內的空隙率，迫使其劈裂強度下降。由于養護過程中冷拌冷鋪瀝青混合料內水分在持續蒸發，因此，其空隙量更大，且較為分散，導致冷拌冷鋪瀝青混合料受凍融循環次數的影響作用更大。

在反復凍融過程中，冷拌冷鋪瀝青混合料內空隙不斷增加，內部損壞越來越大。因此，做好冷拌冷鋪瀝青混合料空隙率研究至關重要，可以充分了解冷拌冷鋪瀝青混合料凍融劈裂強度變化規律[4]。

2.2浸水車轍試驗

目前，常用的浸水車轍試驗主要包括3種，具體如下：

第一種：在60℃烘箱內放置試件，并進行6h保溫處理。隨后向60℃水箱內放入試件，以此進行車轍試驗。

第二種：在60℃水槽內放入試件，并進行48h浸泡處理。隨后向60℃水箱內放入試件，以此進行車轍試驗。

第三種：在15℃水槽內放入試件，并進行2h浸水處理。隨后向40℃水槽內放入試件，并進行4h浸泡處理，以此進行車轍試驗。

為全面了解冷拌冷鋪瀝青混合料的浸水車轍試驗效果，本文采用了上述三種試驗方法，并和熱拌瀝青混合料試驗結果進行比較分析。

通過試驗可知，不同浸水車轍試驗條件下，兩種瀝青混合料的變化趨勢具有一致性，位移量都呈變大趨勢。在同一浸水條件下，冷拌冷鋪瀝青混合料隨著溫度的提升，其瀝青粘度將隨之降低，更易產生剪切形變現象。但是相比熱拌瀝青混合料，冷拌冷鋪瀝青混合料的位移量相對較小，由此說明在動水影響下，冷拌冷鋪瀝青混合料的抗水損性能更顯著。

3冷拌冷鋪瀝青混合料抗化學腐蝕性能分析

融雪劑是危害瀝青混合料性能的因素之一，冬季天氣寒冷，降雪時，為保證路面行車安全，不得不采用融雪劑清理路面積雪，一般情況下，其多采用富含堿性物質的融雪劑，這種情況下將會導致瀝青混合料被堿腐蝕。為此，做好冷拌冷鋪瀝青混合料抗化學腐蝕性能研究很有必要。

醋酸鉀類、氯鹽類是兩種常用的融雪劑材料，其中氯鹽類應用最多。為了了解不同融雪劑對冷拌冷鋪瀝青混合料抗化學腐蝕性能的影響情況，本文同樣以熱拌瀝青混合料和冷拌冷鋪瀝青混合料為例，選取NaCl融雪劑類型進行對比分析。

將兩種試件浸泡到NaCl溶液內，每隔5d進行一次檢測，檢測35d共8次，熱拌瀝青混合料浸泡天數為0時，穩定度為16.45kN，無損傷;浸泡天數為35d時，穩定度為14.02kN，損傷度為14.77%。冷拌冷鋪瀝青混合料浸泡天數為0時，穩定度為15.6kN，無損傷;浸泡天數為35d時，穩定度為9.26kN，損傷度為40.64%。由此說明，在浸泡NaCl溶液后，冷拌冷鋪瀝青混合料的損傷度更大。

通過凍融劈裂強度比變化分析，熱拌瀝青混合料浸泡天數為0時，凍融劈裂強度比為90.28%，無損傷;浸泡天數為35d時，凍融劈裂強度比為81.81%，損傷度為9.38%。冷拌冷鋪瀝青混合料浸泡天數為0d時，凍融劈裂強度比為89.70%，無損傷;浸泡天數為35d時，凍融劈裂強度比為81.25%，損傷度為9.42%。由此說明，通過浸泡NaCl溶液后，兩類不同瀝青混合料的水穩定性均有所下降，且下降幅度基本相同，且都可滿足規范規定。

4結語

綜上所述，隨著社會經濟的迅速發展，我國公路建設規模持續擴大。瀝青路面是高等級公路最常見的一種路面結構形式，其在傳統瀝青路面材料使用中，多以熱拌瀝青混合料為主，經過長期實踐發現，熱拌瀝青混合料的應用，將會帶來許多問題，尤其是污染環境、老化現象嚴重等最為突出。為了解決這一難題，冷拌冷鋪瀝青混合料應運而生。冷拌冷鋪瀝青混合料，簡稱CMA，是指在不加熱瀝青、礦料的情況完成拌和、攤鋪等一系列施工工序，養生施工后，可以達到與熱拌瀝青混合料力學性能相同的一種高性能瀝青混合料。本文以冷拌冷鋪瀝青混合料為研究對象，對其長期路用性能展開了論述，以期更好地掌握混合料的使用性能，提高應用效果。

參考文獻

[1]徐世法，黃玉穎，蔡碩果，等.冷拌冷鋪瀝青混合料技術進展[J].筑路機械與施工機械化， 2018，35（2）：34-36.

[2]李思童，何志敏，蔡碩果，等.乳化型冷拌冷鋪瀝青混合料室內加速模擬養生條件[J].筑路機械與施工機械化，2018，35（2）：37-42.

[3]曹麗萍，王興隆，譚憶秋.乳化瀝青冷再生混合料初期性能評價[J].石油瀝青，2017（1）：6-11.

[4]季節，劉祿厚，索智.水性環氧樹脂改性乳化瀝青混合料性能[J].北京工業大學學報，2018，44（4）：568-576.

收稿日期：2020-11-06

作者簡介：姜帥（1987—），男，河南許昌人，本科，工程師，研究方向：交通。