冷补沥青混合料性能分析与评价研究

荣军

（泰安市公路事业发展中心第一工程部，山东 泰安271000）

0 引言

坑槽是沥青路面的常见病害，如果不及时修补会给道路造成严重的安全隐患。冷补沥青混合料是处理坑槽病害的有效方式。本次分别采用自主研发的冷补沥青混合料A、B、C 和某国产D 及进口E开展冷补沥青混合料的抗车辙性能、 力学性能和低温工作度性能试验评价。

1 试验方法及评价

1.1 车辙试验方法及评价

车辙试验用于模拟评价沥青混合料的高温稳定性能。

（1）根据冷补沥青混合料强度逐渐上升的特点，采用冷补沥青混合料车辙试件分阶段成型的方式进行， 以此来模拟冷补沥青混合料在路面上逐渐被车辆压密的过程。

（2）冷补沥青混合料的强度主要是靠其组成成分中稀释剂的挥发而逐渐上升的，而外界环境对冷补沥青混合料稀释剂的挥发速度影响很大，因此本实验模拟工程现场实际情况， 采用将成型好的冷补沥青混合料车辙试件放置于室外通风处的自然条件下方式进行养生。

（3）冷补沥青混合料通常在冬季或雨季使用，使用温度较热拌沥青混合料低，通常为-30～40 ℃，热拌沥青混合料车辙试验的60 ℃不适用于冷补沥青混合料，综合考虑本次车辙试验温度采用40 ℃。

具体试验方法： 将拌合好的冷补沥青混合料按照要求倒入试模中，在常温条件下（25 ℃）在轮碾上往返4 次，然后将试件置于室外通风处自然养生3 d，然后将车辙板试件置于110 ℃烘箱中6 h，而后在轮碾仪上往返8 次， 再将碾压后的试件置于室外通风处养生7 d，测定其稳定度，试验结果如表1 所示。

表1 冷补沥青混合料车辙试验结果

从表1 可知， 自主研发的冷补沥青混合料A、B、C 的抗车辙性能优于某国产冷补沥青混合料D以及进口冷补沥青混合料E 的抗车辙性能。

1.2 单轴静载蠕变试验方法及评价

根据冷补沥青混合料的特点， 单轴静载蠕变试验温度采用40 ℃， 按照表2 的试验方案分别进行自主研发的冷补沥青混合料A、B、C 和某国产冷补沥青混合料D 及进口冷补沥青混合料E 的单轴蠕变试验，试验结果如表3 所示。

表2 单轴静载蠕变试验方案

表3 单轴静载蠕变试验结果

从表3 可以得出，自主研发的冷补沥青混合料40 ℃的蠕变速率均低于某国产冷补料D 和进口冷补料E 的蠕变速率， 粘滞劲度模量均大于某国产冷补料D 和进口冷补料E 的粘滞劲度模量。

综合车辙试验和单轴蠕变试验结果可得， 自主研发的冷补沥青混合料的抗高温性能均优于某国产冷补沥青混合料D 和进口冷补料E 的抗高温性能。

1.3 劈裂强度试验方法及评价

劈裂试验是用于测定沥青混合料在规定温度和加载速率时劈裂破坏或处于弹性阶段的力学性质，亦可供沥青路面结构设计选择沥青混合料的力学参数及评价沥青混合料低温抗裂性能时使用。

将拌制好且放置两周时间的冷补沥青混合料，通过双面各击实75 次成型试件，将试件置于25 ℃室温中放置6 h。按照规范中沥青混合料劈裂试验（T 0716—2011）的方法与步骤进行试验，试验结果如表4 所示。

表4 劈裂试验结果

由表4 可知，自主研发的冷补沥青混合料的劈拉强度较某国产冷补沥青混合料D 和进口冷补沥青混合料E 的劈拉强度高，破坏拉伸应变较低。

1.4 抗压回弹模量试验方法及评价

抗压回弹模量也作为沥青混合料设计的重要参数， 静态模量通常采用单轴压缩试验进行测定，单轴压缩试验的试验温度一般为15 ℃和20 ℃，加载速率为2 mm/min， 对沥青混合料试件进行一次加载至破坏时的最大应力即为抗压强度。采用冷补沥青混合料试件是在最佳沥青用量条件下采用静压成型尺寸100 mm×100 mm 的圆柱体试件，按照规范[4]中的试验方法分别测定15 ℃和20 ℃时的抗压回弹模量，试验方案如表5 所示，试验结果如表6 所示。

由表6 可知，自主研发的冷补沥青混合料15 ℃和20 ℃的抗压强度均高于某国产冷补沥青混合料D 和进口冷补沥青混合料E 的抗压强度，15 ℃和20 ℃的抗压回弹模量均高于某国产冷补料D 和进口冷补料E 的抗压回弹模量； 同种冷补沥青混合料条件下，抗压强度和抗压回弹模量均随着温度的升高而降低。

1.5 低温工作度试验方法及评价

生产好的冷补沥青混合料需要将其用塑料袋密封保存，使用时打开包装使用，因此为保持材料具有良好的使用性能需保持正常的松散状态，为模拟冷补沥青混合料的实际工作情况，将制作好的冷补沥青混合料用塑料袋密封好，放进-10 ℃的冰箱中24 h，然后用铁铲拌合[5]，参照表7 的标准对冷补沥青混合料的工作度进行评定，试验结果如表8 所示。

表5 抗压回弹模量试验方案

表6 单轴压缩抗压回弹模量试验结果

表7 冷补沥青混合料低温工作度判定参考标准

表8 冷补沥青混合料低温工作度试验结果

表9 冷补沥青混合料性能技术要求

从表8 可以看出， 冷补沥青混合料的低温工作度较好，均达到4 级，有良好的低温工作性能。

2 冷补沥青混合料性能评价标准

根据大量的冷补沥青混合料试验结果，结合冷补沥青混合料的实际情况，提出冷补沥青混合料的性能技术要求，如表9 所示。

3 结论

（1）结合冷补沥青混合料的使用条件，提出采用40 ℃的车辙试验评价冷补沥青混合料的高温稳定性，车辙试验结果表明，自主研发的冷补沥青混合料的抗车辙性能优于某国产冷补料D 和进口冷补料E 的抗车辙性能。

（2）通过单轴静载蠕变试验对冷补沥青混合料的高温性能进行进一步验证，结果表明，自主研发的冷补沥青混合料具有优良的耐高温性能。

（3）对冷补沥青混合料进行劈裂强度试验和抗压回弹模量试验，为冷补沥青混合料设计参数的选取提供原始数据。

（4） 采用-10 ℃的低温工作度试验验证冷补沥青混合料在低温条件下的工作性能，试验结果表明，自主研发的冷补沥青混合料在-10 ℃条件下具有良好的低温工作性能。

（5）通过大量试验提出冷补沥青混合料的技术指标及要求。