尹紅燕

摘要：水性環(huán)氧乳化瀝青冷再生技術(shù)是作用于道路修建以及翻修工程的環(huán)保型道路應(yīng)用技術(shù)，其使用性能往往受多種方面影響，為探究其性能影響因素現(xiàn)對(duì)冷再生技術(shù)進(jìn)行探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)以及學(xué)術(shù)證明，水性環(huán)氧乳化瀝青能夠從混合料的強(qiáng)度、水穩(wěn)定性、高低溫性能全面提高水性環(huán)氧乳化瀝青的應(yīng)用價(jià)值，并且在使用廢棄料的情況下也能夠達(dá)到道路維護(hù)瀝青所規(guī)定的的基本標(biāo)準(zhǔn)，可廣泛用于路面的維護(hù)和改建。

關(guān)鍵詞：水性環(huán)氧乳化瀝青;冷再生混合料;性能評(píng)估

公路建設(shè)的迅速發(fā)展，促使高速路線的不斷延伸，早期所修建的公路目前已多數(shù)進(jìn)入翻修期，需要使用瀝青的路面也逐年增多。若在此期間大量廢棄瀝青混合料，則會(huì)嚴(yán)重浪費(fèi)資源，同時(shí)瀝青的有害物質(zhì)會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)，合理再利用是解決瀝青修繕的科學(xué)渠道。冷再生技術(shù)是相對(duì)新型的瀝青再利用方式，對(duì)比常規(guī)施工，其資源消耗可大大減少，同時(shí)可解決大部分經(jīng)濟(jì)支出，但由于技術(shù)的不完善，舊材料在回收率相對(duì)較低，且質(zhì)量也無(wú)法完全符合路面翻修標(biāo)準(zhǔn)，因此需要逐步完善路面冷再生技術(shù)的應(yīng)用。但僅采用乳化劑或水泥的方式無(wú)法有效改善舊瀝青再利用的質(zhì)量問(wèn)題，現(xiàn)針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分析，為制備具有環(huán)保性、合理配比的水性環(huán)氧乳化瀝青冷再生混合料進(jìn)行研究。

1 混合料配比

1.1 原材料

在原材料的選用方式中，通?？蛇x取全舊料配比或多舊料配比的混合料調(diào)配，其舊料配比通常為80%和100%，而乳化瀝青所使用的新料通常選擇為公稱粒徑10mm～30mm的石灰?guī)r，乳化瀝青可選用8005+w5的瀝青。有關(guān)研究經(jīng)過(guò)分析指出混合料中若摻雜比例為15%水性環(huán)氧樹(shù)脂，則瀝青混合料的抗裂強(qiáng)度會(huì)達(dá)到最高水平，同時(shí)各項(xiàng)抗壓指數(shù)以及強(qiáng)度測(cè)試也能夠達(dá)到峰值，因此在制備瀝青混合料時(shí)，水性環(huán)氧樹(shù)脂的用量需控制為15%[1]。

1.2 乳化瀝青和水用量

瀝青制備需要根據(jù)級(jí)配中各項(xiàng)材料比例的不同對(duì)混合料的用量進(jìn)行選取，同時(shí)需要調(diào)整水性環(huán)氧樹(shù)脂用量，通常在進(jìn)行攪拌的過(guò)程中需要加入對(duì)應(yīng)質(zhì)量的流體混合料，同時(shí)需要在保證流體混合料所用含量不變的情況下調(diào)整瀝青和水的摻入量，一般情況下，乳化瀝青的初始用量約為2.5%，根據(jù)攪拌情況可以0.5%進(jìn)行增加，此后一直遞增至最高4.5%。而水的用量通常需要根據(jù)流體的含量以及乳化瀝青用量數(shù)值的差值進(jìn)行使用。完成乳化瀝青和水的配比后進(jìn)行混合攪拌，并完成測(cè)試工作。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，鼓風(fēng)烘箱氣溫在設(shè)定為60℃，將試件投入其中放置2d，其質(zhì)量能夠顯著提升，通常可提升至路面標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。

一般情況下，在含有20%新料的水性環(huán)氧乳化瀝青的抗裂強(qiáng)度會(huì)顯著高于全舊料配比的水性環(huán)氧乳化瀝青，根據(jù)相關(guān)研究指出可能有以下兩方面原因：① 20%的新料夠在一定程度上增加舊料的內(nèi)摩擦角，進(jìn)而提升總體質(zhì)量;②乳化瀝青和新料往往具有高于舊料的粘附作用，強(qiáng)度顯著高于乳化瀝青和舊料的混合料[2]。

1.3 再生混合料選擇

瀝青混合料通?？赏ㄟ^(guò)公稱最大歷經(jīng)對(duì)其進(jìn)行區(qū)分，主要可分為細(xì)粒式A、細(xì)粒式B、中粒式以及粗粒式，同時(shí)可根據(jù)舊料配比的不同機(jī)芯不同配比舊料的選擇，標(biāo)準(zhǔn)式為80%和100%，并且兩種混合料的方式均屬于粗粒式混合。

2 乳化瀝青再生混合料的性能測(cè)試

2.1 抗劈裂實(shí)驗(yàn)

作為瀝青路面設(shè)計(jì)重要的參考指標(biāo)，在確定水量以及瀝青的配比情況下需要按照路面規(guī)范要求進(jìn)行抗拉伸和抗劈裂強(qiáng)度測(cè)試，通常情況下，瀝青的康劈裂強(qiáng)度會(huì)隨水性環(huán)氧樹(shù)脂用量的增加而產(chǎn)生變化，其抗劈裂強(qiáng)度依照樹(shù)脂用量的增大而減小，在15%時(shí)能夠達(dá)到最大值。同時(shí)保證乳化瀝青和水的用量。在基于此情況下80%舊料的混合料，其抗劈裂強(qiáng)度會(huì)顯著優(yōu)于舊料比例為100%的混合料。

2.2 抗壓回彈模量

瀝青混合料通常存在回彈模量，在進(jìn)行該性能測(cè)試前首先需要對(duì)目前瀝青路面的整體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探查，即底層拉應(yīng)力和路標(biāo)彎沉。去數(shù)據(jù)設(shè)定一般為底層拉應(yīng)力的溫度為20℃;路標(biāo)彎沉的溫度為15℃。有關(guān)實(shí)驗(yàn)指出，舊料的使用往往會(huì)抗壓回彈模量具有最直接的影響作用。因此在進(jìn)行抗壓回彈模量測(cè)試時(shí)需要根據(jù)瀝青混合料中舊料比例進(jìn)行不同的規(guī)格測(cè)定，從而保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以促進(jìn)路面翻修質(zhì)量的穩(wěn)定性。

另外在不同的溫度影響下，水性環(huán)氧乳化瀝青的回彈模量也會(huì)受到影響，以函數(shù)溫度和回彈模量進(jìn)行體現(xiàn)，一般情況下具有負(fù)相關(guān)性，基本情況是回彈模量會(huì)隨溫度的升高而逐漸減小，減小的速度也會(huì)隨溫度的增加而減緩，在溫度<40℃時(shí)，回彈模量最小，另外舊料比例為不同混合料對(duì)比中，低配比舊料混合料的回彈指數(shù)會(huì)高于全舊料的回彈指數(shù)，其函數(shù)溫度和回彈模量區(qū)縣的高度也存在一致。但在溫度>40℃時(shí)，具有新料的瀝青混合料和全舊料的瀝青混合料的回彈指數(shù)差距會(huì)隨溫度的提升逐漸減小，但根據(jù)相關(guān)的道路瀝青鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，兩種方式均能夠在規(guī)定指標(biāo)15℃和20℃的影響下存在近乎一致的回彈模量[3]。

2.3 凍融劈裂和浸水實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)室為測(cè)定乳化瀝青混合料的凍融循環(huán)，主要測(cè)定水損害前后的劈裂破壞強(qiáng)度，進(jìn)而對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性和浸水馬歇爾實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，大量摻入水性環(huán)氧樹(shù)脂，瀝青的凍融劈裂強(qiáng)度也會(huì)逐漸增大，瀝青混合料的水穩(wěn)定性能也會(huì)得到有效的提升。在浸水馬歇爾實(shí)驗(yàn)時(shí)，如需要保證實(shí)驗(yàn)的良好結(jié)果，用水的溫度需設(shè)定為40℃，根據(jù)研究結(jié)果可得到無(wú)論是以80%舊料配比的混合料還是以100%舊料配比的混合料，其浸水馬歇爾測(cè)試均能夠得到良好的結(jié)果，證實(shí)其水穩(wěn)定。在符合凍融劈裂實(shí)驗(yàn)和浸水馬歇爾測(cè)試的情況下，水性環(huán)氧乳化瀝青冷再生融合技術(shù)的性能已滿足公路瀝青鋪設(shè)的基本混合料使用標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 車撤穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)

該方式的主要目的是為測(cè)定瀝青的抗變形能力、抗高溫能力以及抗剪切能力，車撤使用300mm×300mm×50mm部件，溫度設(shè)定為60℃。根據(jù)研究結(jié)果可顯示水性環(huán)氧樹(shù)脂的增加會(huì)提升混合料的熱固性，進(jìn)而提高高溫抗車撤能力，并且隨環(huán)氧樹(shù)脂量的不斷增加，其穩(wěn)定性也會(huì)逐漸上升，進(jìn)而達(dá)到永久抗變形能力和抗剪切能力，在舊料配比80%和100%的乳化瀝青中，80%舊料配比中的20%可提升舊料的內(nèi)摩擦角，在兩者對(duì)比中舊料為80%混合料，其抗車撤能力也會(huì)高于全舊料的瀝青混合料[4]。

2.5 低溫抗裂

低溫抗裂的溫度設(shè)定通常為-10℃、加載速度為50mm/min，以測(cè)定在低溫下瀝青的抗裂能力。通常再生混合料的低溫抗裂性能會(huì)隨水性環(huán)氧樹(shù)脂用量的變化現(xiàn)增大后減小，分析原因可能是水性環(huán)氧樹(shù)脂改善了混合料的低溫抗性，加入樹(shù)脂過(guò)多會(huì)促使混合料剛性增大，韌性降低導(dǎo)致變性能力若。在舊料配比的不同性對(duì)比中也可發(fā)現(xiàn)，在使用同一水性環(huán)氧樹(shù)脂條件下，80%舊料配比的低溫抗裂程度與全舊料配比的低溫抗裂程度無(wú)明顯的差異性。

3 結(jié)論

水性環(huán)氧乳化瀝青通常與舊料具有較強(qiáng)的粘結(jié)性，能夠提升其穩(wěn)定性，冷再生混合料可檢具環(huán)氧樹(shù)脂的粘性和強(qiáng)度，使其具有更高的穩(wěn)定性和抗回彈能力等，另外可根據(jù)廢舊料配比的不同對(duì)性能進(jìn)行進(jìn)一步強(qiáng)化。水性環(huán)氧數(shù)值的用量在15%時(shí)，即使使用100%的廢舊料也能夠達(dá)到基本的瀝青公立鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳開(kāi)明.公路養(yǎng)護(hù)中水性環(huán)氧乳化瀝青冷補(bǔ)料的應(yīng)用[J].四川建材，2019，45（5）：194-195.

[2]葛廣.公路養(yǎng)護(hù)中水性環(huán)氧樹(shù)脂改性乳化瀝青施工工藝[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2019，（26）：81，83.

[3]郭東紅，蔡麗娜.水性環(huán)氧改性乳化瀝青在瀝青路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].山西交通科技，2017，（1）：31-33.

[4]張慶，郝培文，白正宇.水性環(huán)氧樹(shù)脂改性乳化瀝青性能表征及機(jī)理研究[J].公路工程，2016，41（2）：109-112.

[5]程淑艷. 高速公路大修工程的乳化瀝青冷再生技術(shù)運(yùn)用[J]. 交通世界， 2018， 481（31）：70-71.

[6]張生林.廠拌乳化瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊， 2019， 27（5）：67.

[7]王真.乳化瀝青冷再生核心是質(zhì)量控制[J].中國(guó)公路， 2019， 541（09）：44-47.