探讨水性环氧乳化沥青冷再生混合料技术性能

尹红燕

摘要：水性环氧乳化沥青冷再生技术是作用于道路修建以及翻修工程的环保型道路应用技术，其使用性能往往受多种方面影响，为探究其性能影响因素现对冷再生技术进行探究，通过实验以及学术证明，水性环氧乳化沥青能够从混合料的强度、水稳定性、高低温性能全面提高水性环氧乳化沥青的应用价值，并且在使用废弃料的情况下也能够达到道路维护沥青所规定的的基本标准，可广泛用于路面的维护和改建。

关键词：水性环氧乳化沥青;冷再生混合料;性能评估

公路建设的迅速发展，促使高速路线的不断延伸，早期所修建的公路目前已多數进入翻修期，需要使用沥青的路面也逐年增多。若在此期间大量废弃沥青混合料，则会严重浪费资源，同时沥青的有害物质会破坏生态系统，合理再利用是解决沥青修缮的科学渠道。冷再生技术是相对新型的沥青再利用方式，对比常规施工，其资源消耗可大大减少，同时可解决大部分经济支出，但由于技术的不完善，旧材料在回收率相对较低，且质量也无法完全符合路面翻修标准，因此需要逐步完善路面冷再生技术的应用。但仅采用乳化剂或水泥的方式无法有效改善旧沥青再利用的质量问题，现针对该问题进行分析，为制备具有环保性、合理配比的水性环氧乳化沥青冷再生混合料进行研究。

1 混合料配比

1.1 原材料

在原材料的选用方式中，通常可选取全旧料配比或多旧料配比的混合料调配，其旧料配比通常为80%和100%，而乳化沥青所使用的新料通常选择为公称粒径10mm～30mm的石灰岩，乳化沥青可选用8005+w5的沥青。有关研究经过分析指出混合料中若掺杂比例为15%水性环氧树脂，则沥青混合料的抗裂强度会达到最高水平，同时各项抗压指数以及强度测试也能够达到峰值，因此在制备沥青混合料时，水性环氧树脂的用量需控制为15%[1]。

1.2 乳化沥青和水用量

沥青制备需要根据级配中各项材料比例的不同对混合料的用量进行选取，同时需要调整水性环氧树脂用量，通常在进行搅拌的过程中需要加入对应质量的流体混合料，同时需要在保证流体混合料所用含量不变的情况下调整沥青和水的掺入量，一般情况下，乳化沥青的初始用量约为2.5%，根据搅拌情况可以0.5%进行增加，此后一直递增至最高4.5%。而水的用量通常需要根据流体的含量以及乳化沥青用量数值的差值进行使用。完成乳化沥青和水的配比后进行混合搅拌，并完成测试工作。有关研究发现，鼓风烘箱气温在设定为60℃，将试件投入其中放置2d，其质量能够显著提升，通常可提升至路面标准强度。

一般情况下，在含有20%新料的水性环氧乳化沥青的抗裂强度会显著高于全旧料配比的水性环氧乳化沥青，根据相关研究指出可能有以下两方面原因：① 20%的新料够在一定程度上增加旧料的内摩擦角，进而提升总体质量;②乳化沥青和新料往往具有高于旧料的粘附作用，强度显著高于乳化沥青和旧料的混合料[2]。

1.3 再生混合料选择

沥青混合料通常可通过公称最大历经对其进行区分，主要可分为细粒式A、细粒式B、中粒式以及粗粒式，同时可根据旧料配比的不同机芯不同配比旧料的选择，标准式为80%和100%，并且两种混合料的方式均属于粗粒式混合。

2 乳化沥青再生混合料的性能测试

2.1 抗劈裂实验

作为沥青路面设计重要的参考指标，在确定水量以及沥青的配比情况下需要按照路面规范要求进行抗拉伸和抗劈裂强度测试，通常情况下，沥青的康劈裂强度会随水性环氧树脂用量的增加而产生变化，其抗劈裂强度依照树脂用量的增大而减小，在15%时能够达到最大值。同时保证乳化沥青和水的用量。在基于此情况下80%旧料的混合料，其抗劈裂强度会显著优于旧料比例为100%的混合料。

2.2 抗压回弹模量

沥青混合料通常存在回弹模量，在进行该性能测试前首先需要对目前沥青路面的整体质量标准进行探查，即底层拉应力和路标弯沉。去数据设定一般为底层拉应力的温度为20℃;路标弯沉的温度为15℃。有关实验指出，旧料的使用往往会抗压回弹模量具有最直接的影响作用。因此在进行抗压回弹模量测试时需要根据沥青混合料中旧料比例进行不同的规格测定，从而保证数据的准确性，以促进路面翻修质量的稳定性。

另外在不同的温度影响下，水性环氧乳化沥青的回弹模量也会受到影响，以函数温度和回弹模量进行体现，一般情况下具有负相关性，基本情况是回弹模量会随温度的升高而逐渐减小，减小的速度也会随温度的增加而减缓，在温度<40℃时，回弹模量最小，另外旧料比例为不同混合料对比中，低配比旧料混合料的回弹指数会高于全旧料的回弹指数，其函数温度和回弹模量区县的高度也存在一致。但在温度>40℃时，具有新料的沥青混合料和全旧料的沥青混合料的回弹指数差距会随温度的提升逐渐减小，但根据相关的道路沥青铺设标准，两种方式均能够在规定指标15℃和20℃的影响下存在近乎一致的回弹模量[3]。

2.3 冻融劈裂和浸水实验

该实验室为测定乳化沥青混合料的冻融循环，主要测定水损害前后的劈裂破坏强度，进而对沥青混合料的水稳定性和浸水马歇尔实验进行评估。通过研究发现，大量掺入水性环氧树脂，沥青的冻融劈裂强度也会逐渐增大，沥青混合料的水稳定性能也会得到有效的提升。在浸水马歇尔实验时，如需要保证实验的良好结果，用水的温度需设定为40℃，根据研究结果可得到无论是以80%旧料配比的混合料还是以100%旧料配比的混合料，其浸水马歇尔测试均能够得到良好的结果，证实其水稳定。在符合冻融劈裂实验和浸水马歇尔测试的情况下，水性环氧乳化沥青冷再生融合技术的性能已满足公路沥青铺设的基本混合料使用标准。

2.4 车撤稳定实验

该方式的主要目的是为测定沥青的抗变形能力、抗高温能力以及抗剪切能力，车撤使用300mm×300mm×50mm部件，温度设定为60℃。根据研究结果可显示水性环氧树脂的增加会提升混合料的热固性，进而提高高温抗车撤能力，并且随环氧树脂量的不断增加，其稳定性也会逐渐上升，进而达到永久抗变形能力和抗剪切能力，在旧料配比80%和100%的乳化沥青中，80%旧料配比中的20%可提升旧料的内摩擦角，在两者对比中旧料为80%混合料，其抗车撤能力也会高于全旧料的沥青混合料[4]。

2.5 低温抗裂

低温抗裂的温度设定通常为-10℃、加载速度为50mm/min，以测定在低温下沥青的抗裂能力。通常再生混合料的低温抗裂性能会随水性环氧树脂用量的变化现增大后减小，分析原因可能是水性环氧树脂改善了混合料的低温抗性，加入树脂过多会促使混合料刚性增大，韧性降低导致变性能力若。在旧料配比的不同性对比中也可发现，在使用同一水性环氧树脂条件下，80%旧料配比的低温抗裂程度与全旧料配比的低温抗裂程度无明显的差异性。

3 结论

水性环氧乳化沥青通常与旧料具有较强的粘结性，能够提升其稳定性，冷再生混合料可检具环氧树脂的粘性和强度，使其具有更高的稳定性和抗回弹能力等，另外可根据废旧料配比的不同对性能进行进一步强化。水性环氧数值的用量在15%时，即使使用100%的废旧料也能够达到基本的沥青公立铺设标准。

参考文献

[1]吴开明.公路养护中水性环氧乳化沥青冷补料的应用[J].四川建材，2019，45（5）：194-195.

[2]葛广.公路养护中水性环氧树脂改性乳化沥青施工工艺[J].中国战略新兴产业，2019，（26）：81，83.

[3]郭东红，蔡丽娜.水性环氧改性乳化沥青在沥青路面养护中的应用研究进展[J].山西交通科技，2017，（1）：31-33.

[4]张庆，郝培文，白正宇.水性环氧树脂改性乳化沥青性能表征及机理研究[J].公路工程，2016，41（2）：109-112.

[5]程淑艳. 高速公路大修工程的乳化沥青冷再生技术运用[J]. 交通世界， 2018， 481（31）：70-71.

[6]张生林.厂拌乳化沥青冷再生技术的应用[J].科技经济导刊， 2019， 27（5）：67.

[7]王真.乳化沥青冷再生核心是质量控制[J].中国公路， 2019， 541（09）：44-47.