放置時長對乳化瀝青冷再生混合料性能影響研究

張紫紅

（西安交通工程學院，陜西 西安 710054）

乳化瀝青冷再生技術是一種成本低、效益高的瀝青路面養護、維修、升級方式，可以用于提高道路等級、降低修建費用、重復利用現有材料、節省新材料、保護環境和消除如車轍、擁包、裂縫、松散等舊路病害[1,2]。冷再生技術中常用的乳化瀝青類型為慢裂中凝型[3]，慢裂的特點使得混合料具有良好的拌和性能，中凝的特點能夠保證擊實過程中不會立即破乳，使得混合料具有良好的擊實性[4]。文章采用目前常用的慢裂中凝乳化瀝青制備冷再生混合料，通過室內試驗研究放置時間對混合料物理性能的影響。

1 試驗原材料及配合比設計

1.1 試驗原材料

（1）乳化瀝青。文章采用慢裂中凝型乳化瀝青。其組成見表1，技術要求見表2。（2）瀝青面層銑刨料（RAP）。舊集料的技術要求見表3。（3）水泥。在冷再生配合比設計中加入2%的普通硅酸鹽水泥P.042.5。（4）水。制作乳化瀝青及冷再生用水均為實驗室自來水。（5）新集料。RAP舊料的粒徑組成不滿足工程級配的要求，試驗中加入部分石屑調整再生混合料的級配組成。

表1 乳化瀝青生產組成 單位：g

1.2 冷再生混合料配合比設計

（1）合成級配組成設計。綜合考慮礦料級配情況與乳化瀝青冷再生混合料的級配要求，研究中選用一種接近中粒式級配范圍中值的級配作為試驗混合料的設計級配。級配曲線圖見圖1。

（2）確定最佳含水量。乳化瀝青用量為4%，分別對外加水為3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%的混合料進行擊實試驗，結果見圖2。結果顯示，該乳化瀝青冷再生混合料最大干密度為2.168g/cm3，最佳用水量為5.02%，考慮乳化瀝青含水量后得出混合料最佳含水量為6.4%。

（3）確定最佳乳化瀝青用量。在最佳含水量一致的前提下，拌和4%、4.5%、5%、5.5%、6%共5種不同乳化瀝青用量的再生混合料，按照馬歇爾擊實方法成型5種再生混合料試件并進行劈裂試驗，結果見圖3。結果顯示，最佳乳化瀝青用量為4.96%，考慮乳化瀝青含水量確定對應的拌合用水量為4.66%。

表2 廠拌冷再生用乳化瀝青技術要求

表3 舊集料的技術要求 單位：%

圖1 混合料級配曲線圖

2 冷再生混合料的性能研究

冷再生混合料的空隙率對其性能有顯著影響，對其空隙率進行檢測具有重要意義[5]。常用檢測空隙率的方法有水中重法和蠟封法。與蠟封法相比，水中重法操作簡單易行，但是測得的空隙率誤差較大。為此，通過兩種試驗方法測得空隙率。

圖2 混合料擊實曲線圖

圖3 混合料劈裂強度

試驗方案：按照上述配合比拌和混合料，將拌和的混合料分為3組，別放置2h、4h及6h后成型試件，然后分別按照蠟封法和水中重法測量3組試件空隙率，并對以上3組試件進行馬歇爾劈裂強度試驗。

2.1 空隙率

廠拌乳化瀝青混合料從拌和到現場有一定的運輸距離，拌和后放置到攤鋪前的時間會影響路用性能。不同放置時間的試件空隙率見圖4。由圖4可知，蠟封法所測空隙率值略大于水中重法。混合料拌和后放置2～4h，兩種方法檢測的空隙率均增大。混合料拌和后放置4～6h，兩種方法檢測的空隙率均有小幅度降低。且放置6h后的空隙率大于放置2h后的空隙率；放置2～6h，空隙率均滿足乳化瀝青冷再生混合料設計技術要求。

2.2 劈裂強度

按規范要求對3組試件分別進行馬歇爾劈裂強度試驗，結果見圖5。

由圖5可知，混合料拌和后放置2～4h，干濕劈裂強度均呈現遞減趨勢；放置4～6h，干濕劈裂強度仍呈遞減趨勢，且二者降低速度比2～4h階段加快；放置6h后再生混合料干濕劈裂強度為分別為0.41MPa、0.40MPa，干濕強度比為97.56%，滿足乳化瀝青冷再生技術規范要求（≥0.4MPa，≥75%）。

圖4 不同放置時間的試件空隙率

圖5 不同放置時間的試件劈裂強度

3 結論

（1）蠟封法所測空隙率值略大于水中重法；隨拌和后放置時間的延長，兩種方法測得的乳化瀝青冷再生混合料空隙率先增加，后小幅度降低；放置6h內，空隙率均滿足乳化瀝青冷再生技術規范的限值要求。

（2）干濕劈裂強度隨再生混合料放置時長的增加呈降低趨勢，放置6h內干濕強度和強度比均滿足乳化瀝青冷再生技術規范的限值要求。

（3）再生混合料放置4h后，干濕劈裂強度降低速度呈加快趨勢，為保證混合料的攤鋪性和強度再生混合料應在4h內使用。