冷再生水性環氧樹脂改性乳化瀝青混合料性能

（河南省大道路業有限公司，河南 鄭州 450000）

我國高等級公路建設，大都是采用半剛性基層瀝青路面，且半剛性基層強度高、厚度大，瀝青面層厚度較薄，為典型的“強基薄面”結構。根據我國道路設計規范的規定，瀝青混凝土路面設計壽命一般為15年，但是在現實使用中，路面很難達到15年的使用壽命，大部分都在10～12年，甚至壽命更短就要面臨著大修或者改建。而大修或者改建，需要對原瀝青路面進行銑刨處理，銑刨處理后的瀝青面層銑刨料通常情況下會舍棄，造成極大的資源浪費。

冷再生技術可以有效地解決這些問題，與傳統的施工方法相比，具有良好的經濟性和環保性。目前，銑刨料冷再生可用于瀝青路面的基層和底基層，但因其性能達不到要求，不能用于瀝青面層攤鋪，而水性環氧樹脂與改性乳化瀝青復配改性后，拌和出的冷再生混合料能夠達到瀝青路面上面層的要求。本文重點考察了冷再生水性環氧樹脂改性乳化瀝青混合料的各項技術性能，同時與熱拌瀝青混合料做比對，分析其路用性能。

一、配合比設計

（一）原材料

銑刨料，規格0～16mm，取自許平南高速養護大修工程；改性乳化瀝青固含量為63%，自制生產；水性環氧樹脂固含量為50%，自制生產；固化劑與促進劑均為自制生產；采用天瑞水泥廠生產用42.5普通硅酸鹽水泥；選用石灰巖礦粉；摻加用0～3石灰巖細集料。

表1.改性乳化瀝青技術指標

（二）配合比設計

因銑刨舊料級配不合現行規范要求，需要摻配一定比例的石灰巖細集料來調整級配，使其滿足規范要求。對銑刨料進行篩分，其篩分結果見表2所示，從表2可以看出2.36以下通過率較低，需要摻加一定級配的0～3石灰巖細集料調整級配，調整后的級配見表3和圖1所示。調整后的級配符合現行公路瀝青路面設計規范的規定。

表2.銑刨料篩分結果

表3.冷再生水性環氧樹脂改性乳化瀝青混合料級配組成

圖1.冷再生水性環氧樹脂改性乳化瀝青混合料級配組成

（三）制件方法和養生條件

制件需參考馬歇爾試驗方法，采用一次雙面擊實成型的實驗方法，試件成型后放在40℃鼓風烘箱中養生，4h后具備脫模條件，之后脫模完成繼續養生，養生至恒重后，測試不同規格試件的性能。

（四）確定最佳流體含量

馬歇爾試件總流體含量主要有前期加潤濕水、乳液中水、水性環氧樹脂所含水等組成，選用無水性環氧樹脂摻量，油石比為4.8%，分別選取加水量為2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%制備冷再生混合料馬歇爾試件，進行流體含量—干密度試驗的測試，確定固定級配條件下冷再生混合料的最佳流體含量為7%。

（五）最佳油石比

在前期試驗中已經確定在固定級配條件下冷再生混合料的最佳流體含量為7%，在固定的流體含量基礎上分別變化油石比為2%、3%、4%、5%、6%、7%成型馬歇爾試件，按照確定的制件方法成型試件，測試馬歇爾穩定度，確定固定級配條件下對應的最佳油石比為4%。

二、冷再生改性乳化瀝青混合料路用性能試驗

利用確定的最佳油石比和最佳流體含量，成型不同類型的試件，考察不同水性環氧樹脂摻量對冷再生改性乳化瀝青混合料路用性能的影響。養生條件均為在40℃恒溫烘箱中養生至恒重，確保水性環氧樹脂固化完全之后測試其各項力學性能指標。

（一）馬歇爾試驗

分別測定冷再生改性乳化瀝青混合料馬歇爾穩定度和浸水馬歇爾穩定度。數據結果顯示，隨著水性環氧樹脂摻量的增加，混合料試件的馬歇爾強度增加，且在摻量為10%時，其強度增長了46%左右，且一直在增大，這是因為環氧屬熱固性材料，強度較高，塑性變形能力較小，且其強度隨著水性環氧樹脂摻量的提高會越來越高，殘留穩定度也越高。

（二）劈裂試驗和凍融劈裂試驗

劈裂強度做為瀝青路面結構設計中一項重要的參數，其用于評價瀝青混合料低溫抗裂性能。本試驗采用已經確定的最佳流體含量和最佳油石比成型試件，按照規范制作和養生，在一定的條件下測定試驗結果，如表4及圖2所示：

表4.劈裂試驗試驗結果

圖2.劈裂試驗試驗結果

數據顯示，試樣劈裂強度隨著水性環氧樹脂摻量的提高，劈裂強度呈現先增大后減小的趨勢，且在水性環氧樹脂摻量為10%時達到最大。

（三）車轍試驗

測定冷再生改性乳化瀝青混合料的高溫穩定性，結果如表5所示：

表5.車轍試驗試驗結果

圖3.車轍試驗試驗結果

數據顯示，由于水性環氧樹脂強度高，隨著其摻量的增加，車轍試驗動穩定度一直在增加，混合料的高溫穩定性越來越好，高溫抗變形能力也逐漸增強。

三、結語

水性環氧樹脂改性乳化瀝青能夠改善與冷再生混合料的粘結性能，改善界面粘接力，提高整個混合料體系的強度和剛度，改善混合料的高溫穩定性、抗車轍能力。當水性環氧樹脂摻量為5%～10%時，所制備的試樣可以達到現行設計規范中關于瀝青路面面層的設計指標要求，可以應用于瀝青路面面層的大、中修和改建。