分析乳化瀝青冷再生混合料永久變形特性

毛天慶

(貴州省交通科學研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550000)

路面結構對于乳化瀝青冷再生混合料應用時，考慮到自身性能特點，其在路面結構中應用的層面都較低。人們在對乳化瀝青冷再生混合料進行應用期間，不斷對其永久性變形特性進行深入研究，目的就是保證對其應用的合理性，提高公路工程的最終質量，從而為人們提供一個良好的交通環境。

1 乳化瀝青

瀝青是由化學復雜的高分子構成的混合物，其具有獨特的流行。瀝青因為具有較好的抗老化性、粘結性、防水性，因此，被廣泛應用到道路工程建設中。采用瀝青建設的路面具有良好的彈性，通過對其進行應用，可以提高車輛在路面上行駛的速度和舒適度，并且能夠降低車輛行駛過程中的能耗量。

乳化瀝青指的是對瀝青進行加熱，從而使瀝青處于液體狀態，然后利用機械進行適當攪拌，以細小的微粒分散于含有乳化劑及其助劑的水溶液中形成的水包油型乳液。

2 設計乳化瀝青冷再生混合料

2.1 水泥使用量

依據《公路瀝青路面再生技術規范》中的相關規定，最終確定基層中對于水泥的實際應用量為1.5%，實際作業期間，必須控制好水泥的用量，不得過多也不得過少，避免影響乳化瀝青的最終性能。

2.2 含水量

最佳拌含水量為3.7%。

2.3 乳化瀝青量

以最佳含水量為實際用水量進行乳化瀝青冷再生混合料拌拌合，實際拌合期間，對于馬歇爾試件的制定分別采用的乳化瀝青量分別為3.0%、3.4%、3.8%、4.2%、4.6%、5.0%。先對試件的兩面進行擊實，擊實次數應當控制在45～55次之間，然后將試件放置到鼓風烘干箱中帶模養生，養生的時長為2 d，在該過程應將鼓風烘箱的溫度調至到60 ℃，完成相應的養生后，為了確保試件質量，完成養生后，要對試件雙面敲擊28次，敲擊結束后，才算正式完成對試件的制備。完成試件制備后，對試件的干、濕劈裂強度、孔隙率內容進行測試，最終確定乳化瀝青的最佳用量為4.2%。

采用最佳用水量，最佳乳化瀝青用量進行混合拌合，最終制作成試件，對制作成試件進行檢測，最終通過測試，確定測試試件的孔隙率為9.83%，干劈裂強度達到了0.89 MPa，干濕劈裂強度比到了94.3%，完全滿足相應的規范要求。

3 影響混合料高溫性能的各項因素分析

3.1 水泥摻量帶來的影響

對試件發生的變形量進行分析可以發現，隨著水泥摻量的加大，乳化瀝青冷再生混合料初始壓密變形、加載末變形，以及卸載末變形都降低，這一情況表明，水泥對于乳化瀝青冷再生混合料前期應用期間，提高其抵抗車轍的能力具有一定作用；當將乳化瀝青冷再生混合料中的中水泥摻量有0.5%增加到1.5%時，發生的加載末變形和卸載末變形的降低速率同卸載水泥摻量由1.5%增加到2.5%相比更高，這一現象表明，在乳化瀝青冷再生混合料中，隨著水泥摻量得到增多，其對于變形性能的改善效果將會不斷變弱，對造成該現象的原因進行分析，可能是由于水泥摻量增多后，由于混合料中的液體有限，這會對水泥發生的水化反應造成限制，部分水泥并未充分水化。同時，乳化瀝青冷再生混合料中存在大量的不同類型的外摻劑，這些外摻劑會發生相互影響，因此，對于各項外摻劑的確定，應當在對各項因素進行充分考慮的基礎上加以確定。

對試件的殘留變形率和蠕變勁度模量隨著水泥摻量的變化進行分析可以發現，隨著水泥摻量的增多，乳化瀝青冷再生混合料殘留變形百分率將會逐漸變低，這一情況表明水泥對于乳化瀝青冷再生混合料彈性性能的恢復能夠起到一定的作用；隨著水泥摻量的增多，混合料的模量也將會逐漸變大，并且水泥摻入也會導致混合料的具體性能發生較大變化，最為顯著的變化就是其將會變脆、變硬。

3.2 乳化瀝青用量的影響

隨著乳化瀝青混合料等增多，混合料的變形會發生明顯增大現象，并且在乳化量的應用量從3.8%增加到5.5%時，混合料發生變形等速率最大。這一現象表明在冷再生混合料在應用過程中的抗變形能力會隨著乳化瀝青具體用量大增多而變低，在乳化瀝青的實際應用量超過了4.2%時，冷再生混合料抵抗變形能力的將會快速變弱，可見，在對混合料拌合時要對乳化瀝青的具體用量進行控制，用量過大會對混合材料在實際應用中的高溫性能造成不良影響。

乳化瀝青冷再生混合料殘留變形比隨著乳化瀝青用量的增加先減小后變大，這一情況表明存在一個可以使殘留變形率處于最低最佳乳化瀝青用量。而試件蠕變勁度模量的會隨著乳化瀝青實際應用量的增多而降低。

4 乳化瀝青冷再生混合料性能分析總結

(1)在進行乳化瀝青冷再生混合料制作時，可以依據實際情況向混合料中加入適量的水泥，同時在應用具體應用過程中早期抵抗車轍性能的能力得到提高，需要注意的是，隨著摻量的增多，受混合物中液體量的影響，水泥無法完全進行水化反應，這將會導致水泥改善混合料的永久性變形等效果被逐漸弱化。乳化瀝青冷再生混合料中會加入不同類型的外摻劑，實際添加數量會對制作的混合料在實際應用過程中的性能造成影響，因此，在設計混合料時，為了保證設計的混合料的性能能夠滿足應用需求，要對影響性能的各項因素進行全面考慮。水泥摻入還能夠提高混合料的彈性性能恢復，使混合料在應用期間的勁度模量都能夠得到進一步提升。

(2)乳化瀝青的用量由有4.2%增加到5.5%時，冷再生瀝青混合料的變形會出現明顯增大，這表明當乳化瀝青的實際用量超過了4.2%時，混合料在應用期間對于變形情況的發生的抵抗能力將會快速降低，其性能將會受到嚴重影響，難以滿足人們的應用需求。同時，通過分析可以確定有一個能夠使混合料殘留處于最佳的乳化瀝青用量，在實際混合料制備過程中，要通過實驗的方式找到該數值，然后通過對該數值進行應用，完成乳化瀝青冷再生混合料的制備。

(3)乳化瀝青冷再生混合料在具體應用時，其永久性變形會受到水泥的影響。但是，在對其進行具體應用時，從分考慮混合料施工期間的抗裂性、和易性、經濟性等各項因素的綜合影響，要對水泥的實際應用量進行適當控制，其具體應用量不宜過大，應當將控制在一個相對合理的范圍內；對于乳化瀝青的實際應用量，應當依據配合比設計優化，最終對實際應用量進行確定。從以往工程施工經驗來看，在日后工程建設中，對乳化瀝青的具體應用量，最好采用等于或略小于最佳乳化量用量，這一方面能夠保證最終建設的公路工程的質量能夠滿足應用需求，另一方面也可取得不錯的經濟效益，可謂一舉兩得。

5 結束語

隨著我國交通行業的快速發展，人們加強了對公路工程建設中采用的施工技術，以及應用的材料的研究。乳化瀝青再冷混合料是現代公路工程中常用的一種材料，通過對其的合理應用，能夠提高公路工程的性能，提高工程建設的經濟效益。但是，從公路工程建設情況來看，如果采用的乳化瀝青再冷混合料自身存在問題，將會對公路工程建設造成不良影響，因此，必須對影響其性能的各項因素進行合理分析，保證最終采用的材料性能的合理性。