王博洋

（天津市交通科學(xué)研究院，天津 300074）

0 引言

添加乳化瀝青的過(guò)程，屬于對(duì)再生瀝青混合料進(jìn)行添加劑的摻雜，比如乳化瀝青、水泥等，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)路用性能的改善?，F(xiàn)階段中很多國(guó)家對(duì)于瀝青路面資源節(jié)約和有益于環(huán)境型養(yǎng)護(hù)抱有很高的期望，同時(shí)冷再生混合料本身的耐久性和力學(xué)性能成為其不被使用主要制約因素之一。因此，對(duì)于水性環(huán)氧的乳化瀝青冷再生混合料的應(yīng)用受到了更多的重視[1]。

1 冷再生混合料配合比設(shè)計(jì)

對(duì)冷再生混合料進(jìn)行分析之前，首先要對(duì)其進(jìn)行配合比的設(shè)計(jì)。在本文當(dāng)中，使用到的主要原材料為規(guī)格在0～19mm范圍內(nèi)的廢舊料，采用自制乳化瀝青的固含量為62%，自制水性環(huán)氧樹(shù)脂的固含量50%。對(duì)于其級(jí)配的設(shè)計(jì)，將廢舊石料進(jìn)行分為兩組，每組分為三份來(lái)進(jìn)行篩選，對(duì)其進(jìn)行稱重計(jì)量且對(duì)每一份進(jìn)行級(jí)配比例計(jì)算，最終的篩分結(jié)果如表1所示。

表1 圖像匹配結(jié)果分析

表1 廢舊石料篩分結(jié)果

2 冷再生混合料成型條件

本文主要參考《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTGF41-2008）當(dāng)中的馬歇爾方法[7]。對(duì)實(shí)驗(yàn)試件的每一面都進(jìn)行擊打50次，將其放置在鼓風(fēng)烘箱當(dāng)中，保持溫度為60℃，在40個(gè)小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)不脫模的養(yǎng)生，之后對(duì)每一個(gè)面擊打25次，脫模后進(jìn)行冷卻12個(gè)小時(shí)，再對(duì)其密度和穩(wěn)定度和流值進(jìn)行測(cè)量。測(cè)定最佳含水量時(shí)，利用無(wú)水性的環(huán)氧樹(shù)脂來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，其油石比為5%，選取5個(gè)含水量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，分為為3%、4%、5%、6%和7%。進(jìn)行再生料馬歇爾試驗(yàn)試件的制作，以此來(lái)對(duì)混合料拌之后所產(chǎn)生的最佳含水量進(jìn)行分析研究。其中的拌和總水量和含水量相一致，包含了外加水和乳化瀝青內(nèi)部所含水分。含水量在逐漸增加的過(guò)程當(dāng)中，其混合料當(dāng)中的干密度也隨之呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，其中，數(shù)值比例為4%的狀態(tài)下，其最大的干密度達(dá)到了數(shù)據(jù)峰值，即混合料的拌和最佳的含水量接近4%。

3 最佳油石比例的確定分析

在對(duì)油石比進(jìn)行最佳狀態(tài)確定分析的過(guò)程當(dāng)中，需要測(cè)定不同油石比下的干穩(wěn)定度和濕穩(wěn)定度。濕穩(wěn)定度主要代表惡劣天氣條件下的路面服役性能，采取干穩(wěn)定度的養(yǎng)護(hù)基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行浸水養(yǎng)護(hù)24h，即得到濕穩(wěn)定度的狀態(tài)。在本文當(dāng)中用瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度來(lái)作為油石比的基本函數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，可以看出油石比在不斷增加的狀態(tài)下，其馬歇爾干穩(wěn)定度和濕穩(wěn)定度都存在一個(gè)峰值范圍，在浸水之后的馬歇爾穩(wěn)定度呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，但是總體的變化趨勢(shì)方面沒(méi)有發(fā)生改變，其中存在最大值，這種情況下的最大穩(wěn)定度所對(duì)應(yīng)的油石比為4%，即最佳油石比[2]。

4 劈裂實(shí)驗(yàn)、馬歇爾穩(wěn)定度實(shí)驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、車轍動(dòng)穩(wěn)定度

劈裂實(shí)驗(yàn)可以對(duì)瀝青路面的劈裂強(qiáng)度進(jìn)行分析，屬于其重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。需要在一定的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)其劈裂抗拉強(qiáng)度、干濕劈裂強(qiáng)度比進(jìn)行分析，其最終的結(jié)果如表2所示。根據(jù)其測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在4種類型的乳液當(dāng)中，水性環(huán)氧樹(shù)脂添加量增加其劈裂的強(qiáng)度也呈現(xiàn)出先增大后減小的狀態(tài)，在15%時(shí)可以達(dá)到最大；在干濕劈裂的強(qiáng)度方面增長(zhǎng)方式相對(duì)較大，并且其抗水損害的性能方面也在不斷的增強(qiáng)。

表2 劈裂實(shí)驗(yàn)結(jié)果

馬歇爾穩(wěn)定度實(shí)驗(yàn)，可以對(duì)混合料當(dāng)中的抗水損害性能做評(píng)價(jià)。在本文，主要是對(duì)兩組馬歇爾試件進(jìn)行放置到60℃的恒溫水浴當(dāng)中，保持三十分鐘到四十分鐘，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)馬歇爾溫度以及浸水馬歇爾穩(wěn)定程度進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，得到的最終測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所示。4種類型的乳液的水性環(huán)氧樹(shù)脂添加量和馬歇爾的穩(wěn)定程度呈現(xiàn)出正比的關(guān)系，原因是由于水性環(huán)氧的含量在增大的情況下，其本身的熱固屬性就會(huì)對(duì)應(yīng)的增強(qiáng)，其塑性的變形狀態(tài)就會(huì)對(duì)應(yīng)的變小。在體系固化程度相對(duì)較高的狀態(tài)下，抵抗能力就會(huì)越強(qiáng)，其本身的殘留穩(wěn)定度也就相對(duì)較高[3]。

表3 浸水馬歇爾實(shí)驗(yàn)結(jié)果

凍融劈裂試驗(yàn)，在凍融劈裂實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，需要對(duì)混合料進(jìn)行凍融循環(huán)，以此來(lái)進(jìn)行水損害前后所產(chǎn)生的劈裂破壞強(qiáng)度比進(jìn)行分析，從而對(duì)瀝青混合料本身具備的水穩(wěn)定性進(jìn)行分析和研究。實(shí)驗(yàn)中，水性環(huán)氧樹(shù)脂的添加量和其凍融劈裂的強(qiáng)度呈現(xiàn)出正比的關(guān)系，即為同步增大，對(duì)其混合料的水穩(wěn)定性能也產(chǎn)生提升作用[4-6]。

最后，在車轍動(dòng)穩(wěn)定度測(cè)定的過(guò)程當(dāng)中，其冷再生混合料本身具備高溫抗車轍能力，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)混合料的高溫穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)定，在本文當(dāng)中主要利用300mm×300mm× 50mm規(guī)格的試件來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在60℃溫度的狀態(tài)下，對(duì)其穩(wěn)定度進(jìn)行分析。經(jīng)過(guò)測(cè)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)其水性環(huán)氧樹(shù)脂的添加對(duì)于混合料的熱固屬性可以起到有效的提升作用，提升其高溫扛車轍能力。

5 結(jié)語(yǔ)

水性環(huán)氧的乳化瀝青性能提升的過(guò)程當(dāng)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)冷再生混合料的性能起到一個(gè)提升的作用，使得冷再生混合料當(dāng)中的強(qiáng)度和其他性能實(shí)現(xiàn)有效的提升，增強(qiáng)其抗高溫以及變形能力。