分析乳化沥青冷再生混合料永久变形特性

毛天庆

(贵州省交通科学研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550000)

路面结构对于乳化沥青冷再生混合料应用时，考虑到自身性能特点，其在路面结构中应用的层面都较低。人们在对乳化沥青冷再生混合料进行应用期间，不断对其永久性变形特性进行深入研究，目的就是保证对其应用的合理性，提高公路工程的最终质量，从而为人们提供一个良好的交通环境。

1 乳化沥青

沥青是由化学复杂的高分子构成的混合物，其具有独特的流行。沥青因为具有较好的抗老化性、粘结性、防水性，因此，被广泛应用到道路工程建设中。采用沥青建设的路面具有良好的弹性，通过对其进行应用，可以提高车辆在路面上行驶的速度和舒适度，并且能够降低车辆行驶过程中的能耗量。

乳化沥青指的是对沥青进行加热，从而使沥青处于液体状态，然后利用机械进行适当搅拌，以细小的微粒分散于含有乳化剂及其助剂的水溶液中形成的水包油型乳液。

2 设计乳化沥青冷再生混合料

2.1 水泥使用量

依据《公路沥青路面再生技术规范》中的相关规定，最终确定基层中对于水泥的实际应用量为1.5%，实际作业期间，必须控制好水泥的用量，不得过多也不得过少，避免影响乳化沥青的最终性能。

2.2 含水量

最佳拌含水量为3.7%。

2.3 乳化沥青量

以最佳含水量为实际用水量进行乳化沥青冷再生混合料拌拌合，实际拌合期间，对于马歇尔试件的制定分别采用的乳化沥青量分别为3.0%、3.4%、3.8%、4.2%、4.6%、5.0%。先对试件的两面进行击实，击实次数应当控制在45～55次之间，然后将试件放置到鼓风烘干箱中带模养生，养生的时长为2 d，在该过程应将鼓风烘箱的温度调至到60 ℃，完成相应的养生后，为了确保试件质量，完成养生后，要对试件双面敲击28次，敲击结束后，才算正式完成对试件的制备。完成试件制备后，对试件的干、湿劈裂强度、孔隙率内容进行测试，最终确定乳化沥青的最佳用量为4.2%。

采用最佳用水量，最佳乳化沥青用量进行混合拌合，最终制作成试件，对制作成试件进行检测，最终通过测试，确定测试试件的孔隙率为9.83%，干劈裂强度达到了0.89 MPa，干湿劈裂强度比到了94.3%，完全满足相应的规范要求。

3 影响混合料高温性能的各项因素分析

3.1 水泥掺量带来的影响

对试件发生的变形量进行分析可以发现，随着水泥掺量的加大，乳化沥青冷再生混合料初始压密变形、加载末变形，以及卸载末变形都降低，这一情况表明，水泥对于乳化沥青冷再生混合料前期应用期间，提高其抵抗车辙的能力具有一定作用；当将乳化沥青冷再生混合料中的中水泥掺量有0.5%增加到1.5%时，发生的加载末变形和卸载末变形的降低速率同卸载水泥掺量由1.5%增加到2.5%相比更高，这一现象表明，在乳化沥青冷再生混合料中，随着水泥掺量得到增多，其对于变形性能的改善效果将会不断变弱，对造成该现象的原因进行分析，可能是由于水泥掺量增多后，由于混合料中的液体有限，这会对水泥发生的水化反应造成限制，部分水泥并未充分水化。同时，乳化沥青冷再生混合料中存在大量的不同类型的外掺剂，这些外掺剂会发生相互影响，因此，对于各项外掺剂的确定，应当在对各项因素进行充分考虑的基础上加以确定。

对试件的残留变形率和蠕变劲度模量随着水泥掺量的变化进行分析可以发现，随着水泥掺量的增多，乳化沥青冷再生混合料残留变形百分率将会逐渐变低，这一情况表明水泥对于乳化沥青冷再生混合料弹性性能的恢复能够起到一定的作用；随着水泥掺量的增多，混合料的模量也将会逐渐变大，并且水泥掺入也会导致混合料的具体性能发生较大变化，最为显著的变化就是其将会变脆、变硬。

3.2 乳化沥青用量的影响

随着乳化沥青混合料等增多，混合料的变形会发生明显增大现象，并且在乳化量的应用量从3.8%增加到5.5%时，混合料发生变形等速率最大。这一现象表明在冷再生混合料在应用过程中的抗变形能力会随着乳化沥青具体用量大增多而变低，在乳化沥青的实际应用量超过了4.2%时，冷再生混合料抵抗变形能力的将会快速变弱，可见，在对混合料拌合时要对乳化沥青的具体用量进行控制，用量过大会对混合材料在实际应用中的高温性能造成不良影响。

乳化沥青冷再生混合料残留变形比随着乳化沥青用量的增加先减小后变大，这一情况表明存在一个可以使残留变形率处于最低最佳乳化沥青用量。而试件蠕变劲度模量的会随着乳化沥青实际应用量的增多而降低。

4 乳化沥青冷再生混合料性能分析总结

(1)在进行乳化沥青冷再生混合料制作时，可以依据实际情况向混合料中加入适量的水泥，同时在应用具体应用过程中早期抵抗车辙性能的能力得到提高，需要注意的是，随着掺量的增多，受混合物中液体量的影响，水泥无法完全进行水化反应，这将会导致水泥改善混合料的永久性变形等效果被逐渐弱化。乳化沥青冷再生混合料中会加入不同类型的外掺剂，实际添加数量会对制作的混合料在实际应用过程中的性能造成影响，因此，在设计混合料时，为了保证设计的混合料的性能能够满足应用需求，要对影响性能的各项因素进行全面考虑。水泥掺入还能够提高混合料的弹性性能恢复，使混合料在应用期间的劲度模量都能够得到进一步提升。

(2)乳化沥青的用量由有4.2%增加到5.5%时，冷再生沥青混合料的变形会出现明显增大，这表明当乳化沥青的实际用量超过了4.2%时，混合料在应用期间对于变形情况的发生的抵抗能力将会快速降低，其性能将会受到严重影响，难以满足人们的应用需求。同时，通过分析可以确定有一个能够使混合料残留处于最佳的乳化沥青用量，在实际混合料制备过程中，要通过实验的方式找到该数值，然后通过对该数值进行应用，完成乳化沥青冷再生混合料的制备。

(3)乳化沥青冷再生混合料在具体应用时，其永久性变形会受到水泥的影响。但是，在对其进行具体应用时，从分考虑混合料施工期间的抗裂性、和易性、经济性等各项因素的综合影响，要对水泥的实际应用量进行适当控制，其具体应用量不宜过大，应当将控制在一个相对合理的范围内；对于乳化沥青的实际应用量，应当依据配合比设计优化，最终对实际应用量进行确定。从以往工程施工经验来看，在日后工程建设中，对乳化沥青的具体应用量，最好采用等于或略小于最佳乳化量用量，这一方面能够保证最终建设的公路工程的质量能够满足应用需求，另一方面也可取得不错的经济效益，可谓一举两得。

5 结束语

随着我国交通行业的快速发展，人们加强了对公路工程建设中采用的施工技术，以及应用的材料的研究。乳化沥青再冷混合料是现代公路工程中常用的一种材料，通过对其的合理应用，能够提高公路工程的性能，提高工程建设的经济效益。但是，从公路工程建设情况来看，如果采用的乳化沥青再冷混合料自身存在问题，将会对公路工程建设造成不良影响，因此，必须对影响其性能的各项因素进行合理分析，保证最终采用的材料性能的合理性。