水性環氧乳化瀝青對冷再生混合料的性能影響分析

王博洋

（天津市交通科學研究院，天津 300074）

0 引言

添加乳化瀝青的過程，屬于對再生瀝青混合料進行添加劑的摻雜，比如乳化瀝青、水泥等，以此來實現對路用性能的改善。現階段中很多國家對于瀝青路面資源節約和有益于環境型養護抱有很高的期望，同時冷再生混合料本身的耐久性和力學性能成為其不被使用主要制約因素之一。因此，對于水性環氧的乳化瀝青冷再生混合料的應用受到了更多的重視[1]。

1 冷再生混合料配合比設計

對冷再生混合料進行分析之前，首先要對其進行配合比的設計。在本文當中，使用到的主要原材料為規格在0～19mm范圍內的廢舊料，采用自制乳化瀝青的固含量為62%，自制水性環氧樹脂的固含量50%。對于其級配的設計，將廢舊石料進行分為兩組，每組分為三份來進行篩選，對其進行稱重計量且對每一份進行級配比例計算，最終的篩分結果如表1所示。

表1 圖像匹配結果分析

表1 廢舊石料篩分結果

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規范》（JTGF41-2008）當中的馬歇爾方法[7]。對實驗試件的每一面都進行擊打50次，將其放置在鼓風烘箱當中，保持溫度為60℃，在40個小時內實現不脫模的養生，之后對每一個面擊打25次，脫模后進行冷卻12個小時，再對其密度和穩定度和流值進行測量。測定最佳含水量時，利用無水性的環氧樹脂來進行試驗，其油石比為5%，選取5個含水量標準進行分析，分為為3%、4%、5%、6%和7%。進行再生料馬歇爾試驗試件的制作，以此來對混合料拌之后所產生的最佳含水量進行分析研究。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部所含水分。含水量在逐漸增加的過程當中，其混合料當中的干密度也隨之呈現負相關，其中，數值比例為4%的狀態下，其最大的干密度達到了數據峰值，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

在對油石比進行最佳狀態確定分析的過程當中，需要測定不同油石比下的干穩定度和濕穩定度。濕穩定度主要代表惡劣天氣條件下的路面服役性能，采取干穩定度的養護基礎上對其進行浸水養護24h，即得到濕穩定度的狀態。在本文當中用瀝青混合料的馬歇爾穩定度來作為油石比的基本函數進行計算分析，可以看出油石比在不斷增加的狀態下，其馬歇爾干穩定度和濕穩定度都存在一個峰值范圍，在浸水之后的馬歇爾穩定度呈現出下降趨勢，但是總體的變化趨勢方面沒有發生改變，其中存在最大值，這種情況下的最大穩定度所對應的油石比為4%，即最佳油石比[2]。

4 劈裂實驗、馬歇爾穩定度實驗、凍融劈裂試驗、車轍動穩定度

劈裂實驗可以對瀝青路面的劈裂強度進行分析，屬于其重要的設計參數。需要在一定的條件下實現對其劈裂抗拉強度、干濕劈裂強度比進行分析，其最終的結果如表2所示。根據其測試數據進行分析，在4種類型的乳液當中，水性環氧樹脂添加量增加其劈裂的強度也呈現出先增大后減小的狀態，在15%時可以達到最大；在干濕劈裂的強度方面增長方式相對較大，并且其抗水損害的性能方面也在不斷的增強。

表2 劈裂實驗結果

馬歇爾穩定度實驗，可以對混合料當中的抗水損害性能做評價。在本文，主要是對兩組馬歇爾試件進行放置到60℃的恒溫水浴當中，保持三十分鐘到四十分鐘，從而實現對馬歇爾溫度以及浸水馬歇爾穩定程度進行測驗，得到的最終測驗數據如表3所示。4種類型的乳液的水性環氧樹脂添加量和馬歇爾的穩定程度呈現出正比的關系，原因是由于水性環氧的含量在增大的情況下，其本身的熱固屬性就會對應的增強，其塑性的變形狀態就會對應的變小。在體系固化程度相對較高的狀態下，抵抗能力就會越強，其本身的殘留穩定度也就相對較高[3]。

表3 浸水馬歇爾實驗結果

凍融劈裂試驗，在凍融劈裂實驗當中，需要對混合料進行凍融循環，以此來進行水損害前后所產生的劈裂破壞強度比進行分析，從而對瀝青混合料本身具備的水穩定性進行分析和研究。實驗中，水性環氧樹脂的添加量和其凍融劈裂的強度呈現出正比的關系，即為同步增大，對其混合料的水穩定性能也產生提升作用[4-6]。

最后，在車轍動穩定度測定的過程當中，其冷再生混合料本身具備高溫抗車轍能力，因此可以實現對混合料的高溫穩定性進行測定，在本文當中主要利用300mm×300mm× 50mm規格的試件來進行實驗，在60℃溫度的狀態下，對其穩定度進行分析。經過測驗可以發現其水性環氧樹脂的添加對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 結語

水性環氧的乳化瀝青性能提升的過程當中，可以實現對冷再生混合料的性能起到一個提升的作用，使得冷再生混合料當中的強度和其他性能實現有效的提升，增強其抗高溫以及變形能力。