布鵬，王永俊，高家貴，陳鈺，柏耘，張林艷，陳飛

(1.云南大學(xué) 建筑與規(guī)劃學(xué)院，云南 昆明 650000；2.昭通昭樂高速公路投資開發(fā)有限公司，云南 昭通 657000；3.云南省交通投資建設(shè)集團(tuán)有限公司昆明東管理處，云南 昆明 650100；4.昭通市交通建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督局，云南 昭通 657000)

常溫瀝青混合料是將級配礦料、常溫可流動的膠結(jié)料、外摻劑等按照一定比例，在0～40 ℃的溫度下生產(chǎn)、施工的環(huán)境友好型綠色道路鋪筑材料，是“碳達(dá)峰、碳中和”的有效解決措施。相較于在170,120 ℃左右生產(chǎn)的熱拌、溫拌瀝青混合料而言，具有節(jié)能環(huán)保、施工便捷等優(yōu)勢；但受制于材料性能不足或造價(jià)高昂，目前應(yīng)用相對較少。

在檢索大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)材料組成、強(qiáng)度形成機(jī)理及特點(diǎn)，對常溫瀝青混合料進(jìn)行系統(tǒng)分類，并分別闡述各類混合料的性能影響因素及研究進(jìn)展等；最終結(jié)合各類混合料的特點(diǎn)提出建議，以期促進(jìn)常溫瀝青混合料在路面鋪筑和養(yǎng)護(hù)的發(fā)展應(yīng)用。

1 水基型常溫瀝青混合料

水基型常溫瀝青混合料指的是以水作為分散介質(zhì)來降低瀝青粘度，并添加外摻劑進(jìn)行物理改性的常溫瀝青混合料，主要包括以泡沫瀝青為膠結(jié)料的泡沫型常溫瀝青混合料、以乳化瀝青或改性乳化瀝青為膠結(jié)料的乳化型常溫瀝青混合料。

1.1 強(qiáng)度形成機(jī)理及性能影響因素

泡沫瀝青是將熱瀝青、水壓、氣壓三相物質(zhì)在發(fā)泡裝置中混合后，在瀝青膜表面張力和內(nèi)部蒸汽壓力的共同作用下形成氣泡，瀝青表面積會增加，粘度暫時降低，能夠在常溫下流動。乳化瀝青是將熱瀝青通過乳化裝置分散于乳化劑-穩(wěn)定劑的水中，形成均勻穩(wěn)定、常溫可流動的乳狀液。泡沫型和乳化型常溫瀝青混合料的強(qiáng)度均是通過水分蒸發(fā)、瀝青與集料的黏附性增強(qiáng)、集料之間的嵌擠作用共同形成。

瀝青的發(fā)泡效果及穩(wěn)定性對泡沫瀝青混合料的性能具有顯著影響，而影響發(fā)泡的因素主要有瀝青的種類和溫度、發(fā)泡用水量和水溫[1]，通常將膨脹率作為發(fā)泡效果的評價(jià)指標(biāo)、將半衰期作為發(fā)泡穩(wěn)定性的評價(jià)指標(biāo)。對于標(biāo)號相同、油源和發(fā)泡水溫不同的瀝青，發(fā)泡效果不一樣，其混合料高溫性能也會有較大差別，瀝青的60 ℃動力黏度越小的瀝青，發(fā)泡效果越好[2]；發(fā)泡用水量和發(fā)泡水溫的提高會導(dǎo)致膨脹率增大，半衰期減小。一般認(rèn)為膨脹率和半衰期都較好時，可達(dá)到最佳發(fā)泡效果，但膨脹率和半衰期具有矛盾性，二者往往不能同時達(dá)到最優(yōu)，難以判斷最佳發(fā)泡效果的發(fā)泡參數(shù)。因此，泡沫瀝青的發(fā)泡效果和穩(wěn)定性一直是阻礙其應(yīng)用的難點(diǎn)。由于泡沫瀝青的泡沫持續(xù)時間有限，需要在其制備后盡快使用，其混合料強(qiáng)度低，水穩(wěn)定性差，常用于冷再生及高等級公路的溫拌瀝青混合料等方面。

乳化型常溫瀝青混合料的早期強(qiáng)度低，強(qiáng)度增長緩慢，究其原因，主要受到原材料、破乳時間、改性方式和乳化工藝等影響。乳化劑的種類和摻量在控制破乳時間方面起著非常重要的作用，由于破乳機(jī)理的不同，相較于陰離子、非離子型乳化瀝青，陽離子乳化瀝青破乳速度快，與不同pH值的石料黏附性好。但筆者認(rèn)為，乳化型常溫瀝青混合料既要有一定的存儲性，鋪筑到路面后又要快速粘結(jié)成型，需具有慢裂快凝的特點(diǎn)，而使用單一乳化劑往往不能達(dá)成目的，需復(fù)配乳化劑。同時，乳化劑摻量越多，破乳時間越長，最佳摻量需根據(jù)其種類來決定。此外，Jain S等[3]指出，瀝青用飲用水乳化，可保證其乳化效果。乳化瀝青在破乳前，瀝青微滴被乳化液包裹，黏度較低，具有一定的儲存性，但由于水分含量較泡沫型多，排出和蒸發(fā)較慢，與礦料黏附力差，導(dǎo)致乳化型常溫瀝青混合料初期強(qiáng)度低且增長緩慢、水穩(wěn)定性及耐久性較差，主要應(yīng)用在利于破乳的溫暖和干燥地區(qū)的冷再生、坑槽修補(bǔ)以及輕交通的道路面層和基層上。

1.2 性能研究

泡沫型常溫瀝青混合料性能影響因素眾多，其中，水分會降低瀝青與集料的黏附性，導(dǎo)致二者之間的黏結(jié)力降低，水穩(wěn)定性較差。相較于普通熱拌瀝青混合料，泡沫型溫拌瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性下降約60%左右[4]，但由于拌合溫度的降低，瀝青老化程度低，可獲得較大的最大彎拉應(yīng)變，勁度模量減小，耐疲勞性能較好[5]。為改善泡沫型常溫瀝青混合料的水穩(wěn)定性及高溫穩(wěn)定性，通常采用①控制拌合用水量保證混合料碾壓密實(shí)的和易性;②添加充足的細(xì)料摻量促進(jìn)初始強(qiáng)度的形成;③增加擊實(shí)次數(shù)(150次以內(nèi))[6];④注意施工后的養(yǎng)生提高強(qiáng)度形成速度;⑤添加一定量的水泥等活性填料來增強(qiáng)泡沫瀝青與集料的黏結(jié)性;⑥用改性瀝青發(fā)泡等手段。但需注意水泥摻量在1.0%～2.0%較適宜，不然會增加混合料的脆性及變形。綜上所述，泡沫瀝青的發(fā)泡過程質(zhì)量難以控制，且現(xiàn)在的泡沫瀝青大多用于溫拌技術(shù)，針對常溫拌合的泡沫瀝青研究相對較少。因此，瀝青發(fā)泡最佳參數(shù)的精準(zhǔn)以及控制過程的簡單化、開發(fā)復(fù)合增強(qiáng)型瀝青發(fā)泡劑、改性瀝青的發(fā)泡效果研究、以及如何在常溫拌合的同時保證混合料性能是以后泡沫瀝青發(fā)展的方向。

大量研究表明，乳化型常溫瀝青混合料較之于普通熱拌瀝青混合料水穩(wěn)定性、強(qiáng)度較差，為提升混合料的性能和強(qiáng)度，采取如下措施：①對乳化瀝青進(jìn)行改性，常見的改性劑主要包括橡膠類(如SBR、橡膠粉等)、熱塑性彈性體類(如SBS)等，相比于普通乳化瀝青混合料，單摻SBR可明顯改善力學(xué)性能及低溫性能，但高溫和粘結(jié)性能較差；橡膠粉改性乳化瀝青既可獲得較好的儲存穩(wěn)定性、低溫抗裂性、耐久性，又可減少廢舊橡膠的污染問題；而單摻SBS改性乳化瀝青可獲得優(yōu)良的高溫和耐久性，但儲存穩(wěn)定性較差[7]。②在混合料中加入水泥、纖維等。水泥會與乳化瀝青中的游離水發(fā)生水化反應(yīng)，加入混合料中后，提高了混合料的初始強(qiáng)度、水穩(wěn)定性[8]；纖維摻入到混合料中后，能提供較大的抗應(yīng)變能力，有效抵抗疲勞開裂[9]。但高摻量的水泥對混合料的低溫抗裂性能不利，且水泥生產(chǎn)過程消耗大量能源和污染環(huán)境，價(jià)格也較昂貴，經(jīng)綜合考慮，通常水泥摻量在3%以內(nèi)[10]。綜上所述，針對乳化型常溫瀝青混合料早期強(qiáng)度弱、固化時間長、水穩(wěn)定性差的缺陷，可以通過復(fù)配慢裂快凝型乳化劑、控制水的潔凈程度、加入外摻材料、復(fù)合改性乳化瀝青等措施來改善。然而水泥作為一種非綠色材料，環(huán)保型性差；因此可將廢料和副產(chǎn)品材料(如硅灰、粉煤灰等)、廢棄纖維、廢舊橡膠等用于乳化型常溫瀝青混合料的性能提升，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

2 溶劑型常溫瀝青混合料

2.1 強(qiáng)度形成機(jī)理及性能影響因素

溶劑型瀝青是以煤油、柴油、苯、橡膠油等溶劑對瀝青中起黏結(jié)作用的組分進(jìn)行選擇性溶解，瀝青黏度得以降低，獲得常溫可流動的稀釋瀝青。具有一定的儲存性的溶劑型常溫瀝青混合料就是以稀釋瀝青為膠結(jié)料，它鋪筑到路面后，瀝青內(nèi)部的溶劑在自然環(huán)境和車載作用下?lián)]發(fā)后，瀝青與集料之間的粘結(jié)力和集料之間的嵌擠力逐漸增強(qiáng)。溶劑型常溫瀝青混合料的強(qiáng)度主要靠溶劑揮發(fā)后的瀝青黏附作用及集料嵌擠作用來形成，瀝青黏度、稀釋劑種類、摻量、改性材料等對混合料性能有較大影響[11]。為確保施工和易性及施工完成后瀝青與集料有足夠的黏結(jié)力，基質(zhì)瀝青黏度要適當(dāng)，溶劑揮發(fā)后的殘留瀝青粘度要足夠大。對于稀釋劑而言，要滿足稀釋劑與其它材料有良好的相容性，可形成均勻體系，且揮發(fā)要適當(dāng)，保證儲存階段的施工和易性及養(yǎng)護(hù)階段快速形成強(qiáng)度。此種混合料適用于局部病害處理及交通不便的偏遠(yuǎn)地區(qū)。

2.2 性能研究

傳統(tǒng)的柴油、汽油等溶劑存在揮發(fā)性差、初始強(qiáng)度低、強(qiáng)度增長緩慢、環(huán)境污染等問題[12]，一些研究者尋求新型環(huán)保型溶劑來制備該混合料。SMC常溫改性劑是近年來興起的一種含酰胺鍵的表面活性劑，它以提取自廢舊塑料、廢舊橡膠的油液狀高聚物彈性體為主要成分，把它摻入基質(zhì)瀝青后，瀝青質(zhì)分子的表面張力和自由能減小，瀝青的黏度降低。強(qiáng)度形成同樣是通過溶劑揮發(fā)、殘留的SMC與瀝青共混物黏附集料。相關(guān)研究指出[13]，SMC改性劑的摻量越多，混合料的施工溫度越低，但混合料的強(qiáng)度、高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性也會逐漸降低，對于AC-13級配，摻量在6%～10%時體積指標(biāo)和強(qiáng)度最佳，對于AC-20級配，SMC摻量在6%～8%適宜，故不能追求混合料施工溫度的降低而忽視性能的劣化，應(yīng)根據(jù)級配及施工環(huán)境來選擇可獲得最佳強(qiáng)度及性能的SMC摻量。馬全紅團(tuán)隊(duì)[11]以重油來代替?zhèn)鹘y(tǒng)溶劑，提高了常溫瀝青混合料的馬歇爾強(qiáng)度，但重油含量過多則會影響混合料的施工和易性。Dong等[14]用松節(jié)油作為瀝青稀釋劑，并采用膨潤土-水泥作為礦物填料來提高集料與瀝青的黏附性，制備的混合料強(qiáng)度高，水穩(wěn)定性和耐磨性得到提升。Wang等[15]以較為環(huán)保的礦物酒精為溶劑制備稀釋瀝青，提升了混合料強(qiáng)度和高低溫穩(wěn)定性。Xu等[16]采用簡單處理后的餐廚廢油與柴油混合作為稀釋劑，制備出滿足使用要求的溶劑型常溫瀝青混合料。孟文專等[17]以柴油、大豆油、自制冷補(bǔ)劑制備常溫瀝青混合料混合料用于路面養(yǎng)護(hù)，混合料使用性能良好，拌合方便。此外，級配設(shè)計(jì)也對混合料性能產(chǎn)生較大影響，當(dāng)采用密級配時，混合料中溶劑揮發(fā)較慢，變形能力較強(qiáng)，可有效抵抗開裂，但開放交通較慢；當(dāng)采用開級配或半開級配作為溶劑型常溫瀝青混合料的設(shè)計(jì)級配時，空隙率較高，溶劑揮發(fā)快，可快速開放交通。

總之，溶劑型常溫瀝青混合料的溶劑優(yōu)選對混合料性能至關(guān)重要，而傳統(tǒng)礦物油是不可再生資源，會造成土壤和環(huán)境污染；某些碳?xì)浠衔镞€會危害工人身體健康，故尋找一種對瀝青具有良好相容性、適宜的蒸發(fā)速率、少毒或無毒性、對環(huán)境無污染的溶劑，開發(fā)具有高初始強(qiáng)度和高粘結(jié)性的混合料成為今后的研究重點(diǎn)；此外，SMC瀝青混合料實(shí)現(xiàn)常溫拌合是以性能衰減為代價(jià)且缺乏抗老化性能的研究，在常溫拌合時，可輔以其它改性劑改善性能；最后，工程師應(yīng)根據(jù)施工環(huán)境和季節(jié)綜合考量開放交通時間以及混合料強(qiáng)度，合理進(jìn)行溶劑型常溫瀝青混合料的級配設(shè)計(jì)。

3 反應(yīng)型常溫瀝青混合料

反應(yīng)型常溫瀝青混合料指的是既可以實(shí)現(xiàn)常溫拌合、施工的工藝，材料組分之間又可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。按照材料組成及強(qiáng)度形成機(jī)理，可將市面上常見的反應(yīng)型常溫瀝青混合料分為環(huán)氧樹脂類、聚氨酯類、反應(yīng)液體類，但基于篇幅原因，研究相對較少的反應(yīng)液體類常溫瀝青混合料在此就不過多贅述。其中，由于分散瀝青介質(zhì)的不同，又可將環(huán)氧樹脂類分為用環(huán)氧樹脂改性稀釋瀝青作為膠結(jié)料的常溫環(huán)氧瀝青混合料，以及用水性環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青作為膠結(jié)料的水性環(huán)氧乳化瀝青混合料。

3.1 環(huán)氧樹脂類常溫瀝青混合料

3.1.1 強(qiáng)度形成機(jī)理及性能影響因素 常溫環(huán)氧瀝青混合料的強(qiáng)度形成是通過環(huán)氧樹脂與固化劑在常溫下發(fā)生固化反應(yīng)，形成不溶不熔的三維網(wǎng)狀固態(tài)化合物，且反應(yīng)釋放的熱量會加快混合料中溶劑的揮發(fā)，從而加快混合料的成型。水性環(huán)氧瀝青混合料既有常溫環(huán)氧瀝青混合料的優(yōu)良性能，又避免了有機(jī)溶劑在環(huán)氧樹脂中的使用，有效降低環(huán)境污染，還具有一定的儲存能力。該混合料強(qiáng)度包括水分蒸發(fā)、瀝青破乳、環(huán)氧樹脂與固化劑發(fā)生固化反應(yīng)[18]。

常溫環(huán)氧瀝青混合料的樹脂和瀝青由于物理、化學(xué)性質(zhì)不同、以及瀝青稀釋溶劑與其余材料之間的差異、制備工藝等均會影響各組分之間的相容性；除此之外，環(huán)氧瀝青是否增韌改性、固化劑種類和摻量等會對混合料的容留時間和性能產(chǎn)生顯著影響。故該類混合料需關(guān)注的核心問題為材料相容性、容留時間、固化劑的選擇以及增韌改性等方面。此類混合料的膠結(jié)料是由多個組分進(jìn)行復(fù)雜的反應(yīng)生成，固化快，一般需現(xiàn)場拌合使用，適用于路面坑槽修補(bǔ)、鋼橋面鋪裝、輕型交通路面鋪筑。

水性環(huán)氧乳化瀝青是近幾年來路面工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一[19]，但材料組成成分較為復(fù)雜，若環(huán)氧樹脂、固化劑、乳化瀝青在水相中相容性不好，將會影響混合料的性能；此外，混合料性能還受到固化劑用量和添加劑等因素的影響。乳化瀝青中含有大量水分，揮發(fā)速度較慢，耐久性不好，可應(yīng)用于瀝青路面微表處、冷再生、坑槽修補(bǔ)等[20]。

3.1.2 性能研究 熱固性的環(huán)氧瀝青具有高強(qiáng)、溫度穩(wěn)定性高、抗疲勞性能好等優(yōu)點(diǎn)，但相容性較差的環(huán)氧瀝青微粒分散不均，會出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象；且受制于材料自身特性，環(huán)氧瀝青韌性不足，混合料易開裂。為改善常溫環(huán)氧瀝青混合物各組分的相容性，研究者們主要從添加相容劑[21-22]、在制備和生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制工藝等方面考慮[23]。針對環(huán)氧瀝青柔韌性不足的缺陷，已逐漸發(fā)展了多種增韌技術(shù)，但針對常溫環(huán)氧瀝青的增韌改性措施還較為單一，張毅[24]和李款等[25]分別采用超支化修飾納米改性劑粒子和添加增韌劑對環(huán)氧樹脂進(jìn)行增韌改性，提高了低溫性能。針對常溫環(huán)氧瀝青需滿足一定的容留時間和鋪筑后快速固化的特性，現(xiàn)有研究通常采用以常溫固化劑為主體，復(fù)配固化劑體系來協(xié)同固化[21]。筆者認(rèn)為，作為主體的常溫固化劑應(yīng)選擇具有“柔性鏈段”增韌特性、低黏、無毒、價(jià)廉的憎水性固化劑，最大程度上提高環(huán)氧瀝青的經(jīng)濟(jì)性和使用性能。綜上所述，常溫環(huán)氧瀝青混合料由于多種因素導(dǎo)致環(huán)氧樹脂和瀝青相容性較差、柔韌性不好等影響其性能，可從環(huán)氧樹脂基體的增韌基礎(chǔ)上出發(fā)，借鑒熱拌環(huán)氧瀝青混合料的增韌手段，結(jié)合多種增韌方式對其進(jìn)行本質(zhì)上改善。此外，基質(zhì)瀝青的活性改性、瀝青與環(huán)氧樹脂的相容性研究、制備工藝簡單化、開發(fā)低黏活性增韌劑、以及常溫下的固化劑協(xié)同體系將可能是廣大科研工作者未來研究的重點(diǎn)。

研究表明[26]，用水性環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青，可使得強(qiáng)度、高溫性能顯著提升，相較于乳化瀝青常溫混合料，10%水性環(huán)氧摻量的混合料馬歇爾強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度分別提高了2.6倍和2.7倍[27]，滿足熱拌瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)，但摻量過高時候，低溫穩(wěn)定性有大幅衰減，且疲勞性能較差。目前針對該混合料的研究主要集中于摻量和路用性能方面，針對相容性以及材料韌性不足等方面研究較少。實(shí)際上，原材料種類、水性環(huán)氧樹脂的摻量等均會影響水性環(huán)氧乳化瀝青的相容性。一方面，常衛(wèi)平[28]和王佳煒[29]都認(rèn)為陰離子乳化瀝青相較于陽離子乳化瀝青與水性環(huán)氧樹脂的相容性較好；梁娟[30]與Gu Y等[31]認(rèn)為水性環(huán)氧摻量會影響水性環(huán)氧瀝青的相容性，當(dāng)水性環(huán)氧樹脂的摻量在30%以內(nèi)時，相容性會隨著摻量增加而改善。谷雨等[32]指出，為了獲得良好的相容性，固化劑的固化時間應(yīng)盡可能地與破乳時間一致，這對固化劑的選擇提出了更高的要求。另一方面，為彌補(bǔ)水性環(huán)氧乳化瀝青固化物同樣存在韌性不足的缺陷，常用SBS、SBR等改性劑對水性環(huán)氧乳化瀝青進(jìn)行改性[33]。陳俊宇[34]研究指出，適量的水性環(huán)氧樹脂摻量，可改善SBS改性乳化瀝青的高低溫性能。何永泰[35]和F Liu等[36]認(rèn)為適宜的水性環(huán)氧樹脂摻量能提高SBR改性乳化瀝青的強(qiáng)度，但對水性環(huán)氧摻量的多少并不統(tǒng)一。綜上所述，不同的水性環(huán)氧樹脂體系，環(huán)氧樹脂摻量不一樣，但對于高摻量會使得混合料柔韌性降低具有共同的認(rèn)識，一般摻量為10%～40%；且由于陰離子乳化瀝青破乳較慢，與酸性集料黏附性不好，建議以陽離子乳化瀝青為原材料，開發(fā)水性環(huán)氧乳化瀝青，但需注意陽離子乳化瀝青與水性環(huán)氧樹脂的相容性不好，還需輔以其它增容方式；另外，乳化劑與水性環(huán)氧樹脂及固化劑的配伍性、水性環(huán)氧樹脂的增韌改性、新型憎水性固化劑的開發(fā)、水性環(huán)氧乳化瀝青混合料的疲勞性能改善的研究也至關(guān)重要。

3.2 聚氨酯類常溫瀝青混合料

3.2.1 強(qiáng)度形成機(jī)理及性能影響因素 聚氨酯(Polyurethane,PU)是一種具有高韌、耐磨、耐老化等塑料和橡膠雙重優(yōu)點(diǎn)的高分子化合物，而聚氨酯預(yù)聚體是先由多元醇、異氰酸酯在一定條件下制得。將單組份聚氨酯預(yù)聚體摻入到稀釋瀝青中，和礦料拌合后，隨著稀釋劑的揮發(fā)，聚氨酯中游離的異氰酸酯基團(tuán)、瀝青體系中的活潑氫組分、空氣中的濕氣會發(fā)生固化反應(yīng)形成脲鍵結(jié)構(gòu)，最后交聯(lián)固化形成強(qiáng)度。聚氨酯常溫瀝青混合料與常溫環(huán)氧瀝青混合料不同之處在于，后者需要固化劑才能引發(fā)反應(yīng)，而前者的固化劑是空氣中的濕氣，可降低固化劑的研發(fā)成本。

聚氨酯常溫瀝青混合料由于具有濕固化特性以及含有稀釋溶劑，在儲存時，應(yīng)避免暴露在炎熱環(huán)境中及注意密封保存；在使用時，注意把握壓實(shí)時機(jī)[37]，在固化初期壓實(shí)，混合料會由于后續(xù)固化反應(yīng)生成的CO2造成路面膨脹現(xiàn)象；在固化后期壓實(shí)，混合料固化程度較高，導(dǎo)致壓實(shí)困難，且壓實(shí)特性會隨著溫度、濕度、催化劑等發(fā)生改變，有人提出可用貫入深度代替密實(shí)能量指數(shù)來確定最佳壓實(shí)時機(jī)[38]。除了壓實(shí)時機(jī)外，原材料種類、摻量[39]、養(yǎng)護(hù)條件等均會影響聚氨酯常溫瀝青混合料的性能。陳淼等[40]指出，不同的原料、催化劑、擴(kuò)鏈劑、溫度等均會影響聚氨酯預(yù)聚體的性能。此種混合料主要應(yīng)用于路面坑槽修補(bǔ)及大孔隙路面。

3.2.2 性能研究 聚氨酯嵌段共聚物的軟鏈段可使得其獲得較好的力學(xué)性能，硬鏈段賦予其良好的高溫性能，聚氨酯混合料的貫入強(qiáng)度和動穩(wěn)定度分別是SBS改性瀝青混合料的8.5倍和5.24倍，且聚氨酯的低溫柔韌性也較好。異氰酸酯比例越大，聚氨酯混合料的抗松散性能、低溫抗裂性、抗滑性、耐磨性越佳，但其脆性也會增加，而水穩(wěn)定性較差[41]。針對大孔隙聚氨酯混合料水穩(wěn)定性不足的缺陷，李昀澤[42]提出添加1%的聚合碳化二亞胺來抑制聚氨酯的水解，以及添加2%的硅烷偶聯(lián)劑KH550來提高聚氨酯與石料界面之間的粘附性，從而改善混合料水穩(wěn)定性。舒睿[43]采用水泥來提升聚氨酯改性瀝青混合料的抗水損害性能。楊雪[44]用15%的巖瀝青來改善聚氨酯瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性。 曾巍[45]、陳平[46]二人針對自研的聚氨酯常溫瀝青混合料的稀釋劑摻量、聚氨酯摻量做了研究，得出稀釋劑摻量多，施工和易性好，但粘結(jié)強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度弱；聚氨酯摻量越多，混合物的強(qiáng)度越高，但施工和易性降低。應(yīng)選擇適宜的稀釋劑和聚氨酯摻量，平衡二者關(guān)系施工和易性及強(qiáng)度關(guān)系。綜上所述，目前研究者對聚氨酯常溫瀝青混合料的研究僅集中于材料制備，摻量研究等方面。建議針對聚氨酯與稀釋瀝青進(jìn)行微觀層面上的相容性研究，且使用低毒、低氣味、揮發(fā)性低的異氰酸酯和環(huán)保型溶劑制備混合物；通過復(fù)合改性或添加其它外摻劑來提升固化速度，增強(qiáng)水穩(wěn)定性；以不同的聚氨酯與稀釋劑摻量、大氣溫濕度情況來預(yù)測最佳壓實(shí)時機(jī)，用于指導(dǎo)施工。

4 對比分析

隨著“綠水青山就是金山銀山”理念的深入人心，研發(fā)綠色道路建筑材料已成為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、可持續(xù)發(fā)展型新時代交通的必由之路。開發(fā)和應(yīng)用低能耗、少污染的常溫瀝青混合料“綠色施工”建養(yǎng)技術(shù)，將有力地推動我國道路工程領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。但目前國內(nèi)對常溫瀝青混合料缺乏系統(tǒng)的認(rèn)識，為直觀地對三類常溫瀝青混合料進(jìn)行對比分析，現(xiàn)將常見的各種常溫瀝青混合料在最佳瀝青用量下的性能與JTG F40—2004中規(guī)定的改性瀝青熱拌混合料。李思童等[47]關(guān)于SBS熱拌瀝青混合料的研究做出比較，見表1；并將各類混合料的特點(diǎn)及性能主要的影響因素總結(jié)見表2。

表1 常見的常溫瀝青混合料、熱拌瀝青混合料性能對比Table 1 The performance comparison of common ambient temperature asphalt mixes and hot mix asphalt mixes

表2 各常溫瀝青混合料特點(diǎn)對比Table 2 The comparison of asphalt mixes characteristics at ambient temperature

綜上所述，水基型常溫瀝青混合料以水作為瀝青的分散介質(zhì)，雖解決了常溫下的拌合工藝問題，但水分會影響瀝青與集料之間的粘結(jié)性，造成強(qiáng)度較低、水穩(wěn)定性較差，需要對瀝青進(jìn)行改性；且乳化型常溫瀝青混合料中的水分比泡沫型的含量多、對施工季節(jié)、施工環(huán)境等都有更高的要求，而泡沫型的發(fā)泡效果和穩(wěn)定性難控制，水穩(wěn)定性較差。溶劑型常溫瀝青混合料以有機(jī)溶劑作為瀝青分散介質(zhì)來降低黏度，同樣存在強(qiáng)度較低，性能較差，且傳統(tǒng)溶劑揮發(fā)會影響環(huán)境，而SMC溫拌劑是以性能衰減來換取拌合溫度的降低。反應(yīng)型常溫瀝青混合料既解決了常溫拌合工藝問題，又彌補(bǔ)了水基型和溶劑型常溫瀝青混合料的性能不足，但常溫環(huán)氧瀝青混合料材料較多、制作工藝復(fù)雜，需解決相容性、柔韌性差的問題；水性環(huán)氧乳化瀝青混合料同樣存在材料組成復(fù)雜的問題，且混合料性能影響因素較多，質(zhì)量不好控制；聚氨酯常溫瀝青混合料相比于以上兩種混合料可降低固化劑成本，但存在固化成型速度較慢、壓實(shí)時機(jī)難以把握，且需解決水穩(wěn)定性差的缺陷。故工程師需針對不同的使用環(huán)境、車載狀況，從材料性能，成本，施工風(fēng)險(xiǎn)等方面綜合考慮設(shè)計(jì)常溫瀝青混合料。

5 展望

常溫瀝青拌合技術(shù)的核心理念是資源節(jié)約、綠色低碳，為加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系及貫徹交通運(yùn)輸部“綠色交通”的指導(dǎo)思想，本文提出如下三點(diǎn)建議。

(1)水基型和溶劑型常溫瀝青混合料的性能與熱拌瀝青混合料相比，存在明顯不足，不適合重載交通路面的鋪筑。但具有一定可儲存性，且農(nóng)村道路交通量較??；建議這兩種常溫瀝青混合料除養(yǎng)護(hù)及冷再生外，還可將其運(yùn)用于農(nóng)村公路鋪筑。既能助力鄉(xiāng)村振興，又能推動我國道路工程領(lǐng)域綠色、高效發(fā)展。而反應(yīng)型常溫混合料性能相對優(yōu)異，成本較高，可將其用于長大隧道、鋼橋面等鋪筑場合。

(2)針對水基型常溫瀝青混合料的性能改善，建議從材料本身性質(zhì)出發(fā)，摻加高分子聚合物材料、廢棄纖維、廢料及副產(chǎn)品材料等；溶劑型常溫瀝青混合料采用傳統(tǒng)溶劑時，環(huán)境污染較大，混合料性能較差，建議采用松節(jié)油、餐廚費(fèi)油等與瀝青相容性好、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益好的溶劑，以及開發(fā)不易流失、對環(huán)境無污染的綠色新型溶劑；另外，建議針對反應(yīng)型常溫瀝青混合料的制備工藝簡單化、相容性、增韌性改善等方面方面做深入研究，使常溫拌合技術(shù)逐步替代熱拌、溫拌技術(shù)，推動交通運(yùn)輸行業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型。

(3)常溫瀝青混合料的設(shè)計(jì)方法、評價(jià)體系研究較少，尚未得到統(tǒng)一和完善。為了進(jìn)一步促進(jìn)常溫瀝青混合料的發(fā)展應(yīng)用，亟需建立相關(guān)試驗(yàn)規(guī)程。建議以各類常溫瀝青混合料的強(qiáng)度形成機(jī)理為核心，從適用范圍、適用條件出發(fā)，提出原材料選擇、混合料的評價(jià)方法、評價(jià)指標(biāo)、配合比設(shè)計(jì)、養(yǎng)生方法等方面，并形成規(guī)范文件，用以指導(dǎo)施工。