探討水性環氧乳化瀝青冷再生混合料技術性能

尹紅燕

摘要：水性環氧乳化瀝青冷再生技術是作用于道路修建以及翻修工程的環保型道路應用技術，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對冷再生技術進行探究，通過實驗以及學術證明，水性環氧乳化瀝青能夠從混合料的強度、水穩定性、高低溫性能全面提高水性環氧乳化瀝青的應用價值，并且在使用廢棄料的情況下也能夠達到道路維護瀝青所規定的的基本標準，可廣泛用于路面的維護和改建。

關鍵詞：水性環氧乳化瀝青;冷再生混合料;性能評估

公路建設的迅速發展，促使高速路線的不斷延伸，早期所修建的公路目前已多數進入翻修期，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，則會嚴重浪費資源，同時瀝青的有害物質會破壞生態系統，合理再利用是解決瀝青修繕的科學渠道。冷再生技術是相對新型的瀝青再利用方式，對比常規施工，其資源消耗可大大減少，同時可解決大部分經濟支出，但由于技術的不完善，舊材料在回收率相對較低，且質量也無法完全符合路面翻修標準，因此需要逐步完善路面冷再生技術的應用。但僅采用乳化劑或水泥的方式無法有效改善舊瀝青再利用的質量問題，現針對該問題進行分析，為制備具有環保性、合理配比的水性環氧乳化瀝青冷再生混合料進行研究。

1 混合料配比

1.1 原材料

在原材料的選用方式中，通常可選取全舊料配比或多舊料配比的混合料調配，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的石灰巖，乳化瀝青可選用8005+w5的瀝青。有關研究經過分析指出混合料中若摻雜比例為15%水性環氧樹脂，則瀝青混合料的抗裂強度會達到最高水平，同時各項抗壓指數以及強度測試也能夠達到峰值，因此在制備瀝青混合料時，水性環氧樹脂的用量需控制為15%[1]。

1.2 乳化瀝青和水用量

瀝青制備需要根據級配中各項材料比例的不同對混合料的用量進行選取，同時需要調整水性環氧樹脂用量，通常在進行攪拌的過程中需要加入對應質量的流體混合料，同時需要在保證流體混合料所用含量不變的情況下調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%，根據攪拌情況可以0.5%進行增加，此后一直遞增至最高4.5%。而水的用量通常需要根據流體的含量以及乳化瀝青用量數值的差值進行使用。完成乳化瀝青和水的配比后進行混合攪拌，并完成測試工作。有關研究發現，鼓風烘箱氣溫在設定為60℃，將試件投入其中放置2d，其質量能夠顯著提升，通常可提升至路面標準強度。

一般情況下，在含有20%新料的水性環氧乳化瀝青的抗裂強度會顯著高于全舊料配比的水性環氧乳化瀝青，根據相關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摩擦角，進而提升總體質量;②乳化瀝青和新料往往具有高于舊料的粘附作用，強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

瀝青混合料通常可通過公稱最大歷經對其進行區分，主要可分為細粒式A、細粒式B、中粒式以及粗粒式，同時可根據舊料配比的不同機芯不同配比舊料的選擇，標準式為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試

2.1 抗劈裂實驗

作為瀝青路面設計重要的參考指標，在確定水量以及瀝青的配比情況下需要按照路面規范要求進行抗拉伸和抗劈裂強度測試，通常情況下，瀝青的康劈裂強度會隨水性環氧樹脂用量的增加而產生變化，其抗劈裂強度依照樹脂用量的增大而減小，在15%時能夠達到最大值。同時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，其抗劈裂強度會顯著優于舊料比例為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，在進行該性能測試前首先需要對目前瀝青路面的整體質量標準進行探查，即底層拉應力和路標彎沉。去數據設定一般為底層拉應力的溫度為20℃;路標彎沉的溫度為15℃。有關實驗指出，舊料的使用往往會抗壓回彈模量具有最直接的影響作用。因此在進行抗壓回彈模量測試時需要根據瀝青混合料中舊料比例進行不同的規格測定，從而保證數據的準確性，以促進路面翻修質量的穩定性。

另外在不同的溫度影響下，水性環氧乳化瀝青的回彈模量也會受到影響，以函數溫度和回彈模量進行體現，一般情況下具有負相關性，基本情況是回彈模量會隨溫度的升高而逐漸減小，減小的速度也會隨溫度的增加而減緩，在溫度<40℃時，回彈模量最小，另外舊料比例為不同混合料對比中，低配比舊料混合料的回彈指數會高于全舊料的回彈指數，其函數溫度和回彈模量區縣的高度也存在一致。但在溫度>40℃時，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差距會隨溫度的提升逐漸減小，但根據相關的道路瀝青鋪設標準，兩種方式均能夠在規定指標15℃和20℃的影響下存在近乎一致的回彈模量[3]。

2.3 凍融劈裂和浸水實驗

該實驗室為測定乳化瀝青混合料的凍融循環，主要測定水損害前后的劈裂破壞強度，進而對瀝青混合料的水穩定性和浸水馬歇爾實驗進行評估。通過研究發現，大量摻入水性環氧樹脂，瀝青的凍融劈裂強度也會逐漸增大，瀝青混合料的水穩定性能也會得到有效的提升。在浸水馬歇爾實驗時，如需要保證實驗的良好結果，用水的溫度需設定為40℃，根據研究結果可得到無論是以80%舊料配比的混合料還是以100%舊料配比的混合料，其浸水馬歇爾測試均能夠得到良好的結果，證實其水穩定。在符合凍融劈裂實驗和浸水馬歇爾測試的情況下，水性環氧乳化瀝青冷再生融合技術的性能已滿足公路瀝青鋪設的基本混合料使用標準。

2.4 車撤穩定實驗

該方式的主要目的是為測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，溫度設定為60℃。根據研究結果可顯示水性環氧樹脂的增加會提升混合料的熱固性，進而提高高溫抗車撤能力，并且隨環氧樹脂量的不斷增加，其穩定性也會逐漸上升，進而達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%可提升舊料的內摩擦角，在兩者對比中舊料為80%混合料，其抗車撤能力也會高于全舊料的瀝青混合料[4]。

2.5 低溫抗裂

低溫抗裂的溫度設定通常為-10℃、加載速度為50mm/min，以測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隨水性環氧樹脂用量的變化現增大后減小，分析原因可能是水性環氧樹脂改善了混合料的低溫抗性，加入樹脂過多會促使混合料剛性增大，韌性降低導致變性能力若。在舊料配比的不同性對比中也可發現，在使用同一水性環氧樹脂條件下，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明顯的差異性。

3 結論

水性環氧乳化瀝青通常與舊料具有較強的粘結性，能夠提升其穩定性，冷再生混合料可檢具環氧樹脂的粘性和強度，使其具有更高的穩定性和抗回彈能力等，另外可根據廢舊料配比的不同對性能進行進一步強化。水性環氧數值的用量在15%時，即使使用100%的廢舊料也能夠達到基本的瀝青公立鋪設標準。

參考文獻

[1]吳開明.公路養護中水性環氧乳化瀝青冷補料的應用[J].四川建材，2019，45（5）：194-195.

[2]葛廣.公路養護中水性環氧樹脂改性乳化瀝青施工工藝[J].中國戰略新興產業，2019，（26）：81，83.

[3]郭東紅，蔡麗娜.水性環氧改性乳化瀝青在瀝青路面養護中的應用研究進展[J].山西交通科技，2017，（1）：31-33.

[4]張慶，郝培文，白正宇.水性環氧樹脂改性乳化瀝青性能表征及機理研究[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運用[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的應用[J].科技經濟導刊， 2019， 27（5）：67.

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