冷再生水性環(huán)氧樹(shù)脂改性乳化瀝青混合料性能

（河南省大道路業(yè)有限公司，河南 鄭州 450000）

我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)，大都是采用半剛性基層瀝青路面，且半剛性基層強(qiáng)度高、厚度大，瀝青面層厚度較薄，為典型的“強(qiáng)基薄面”結(jié)構(gòu)。根據(jù)我國(guó)道路設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)壽命一般為15年，但是在現(xiàn)實(shí)使用中，路面很難達(dá)到15年的使用壽命，大部分都在10～12年，甚至壽命更短就要面臨著大修或者改建。而大修或者改建，需要對(duì)原瀝青路面進(jìn)行銑刨處理，銑刨處理后的瀝青面層銑刨料通常情況下會(huì)舍棄，造成極大的資源浪費(fèi)。

冷再生技術(shù)可以有效地解決這些問(wèn)題，與傳統(tǒng)的施工方法相比，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。目前，銑刨料冷再生可用于瀝青路面的基層和底基層，但因其性能達(dá)不到要求，不能用于瀝青面層攤鋪，而水性環(huán)氧樹(shù)脂與改性乳化瀝青復(fù)配改性后，拌和出的冷再生混合料能夠達(dá)到瀝青路面上面層的要求。本文重點(diǎn)考察了冷再生水性環(huán)氧樹(shù)脂改性乳化瀝青混合料的各項(xiàng)技術(shù)性能，同時(shí)與熱拌瀝青混合料做比對(duì)，分析其路用性能。

一、配合比設(shè)計(jì)

（一）原材料

銑刨料，規(guī)格0～16mm，取自許平南高速養(yǎng)護(hù)大修工程；改性乳化瀝青固含量為63%，自制生產(chǎn)；水性環(huán)氧樹(shù)脂固含量為50%，自制生產(chǎn)；固化劑與促進(jìn)劑均為自制生產(chǎn)；采用天瑞水泥廠生產(chǎn)用42.5普通硅酸鹽水泥；選用石灰?guī)r礦粉；摻加用0～3石灰?guī)r細(xì)集料。

表1.改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)

（二）配合比設(shè)計(jì)

因銑刨舊料級(jí)配不合現(xiàn)行規(guī)范要求，需要摻配一定比例的石灰?guī)r細(xì)集料來(lái)調(diào)整級(jí)配，使其滿(mǎn)足規(guī)范要求。對(duì)銑刨料進(jìn)行篩分，其篩分結(jié)果見(jiàn)表2所示，從表2可以看出2.36以下通過(guò)率較低，需要摻加一定級(jí)配的0～3石灰?guī)r細(xì)集料調(diào)整級(jí)配，調(diào)整后的級(jí)配見(jiàn)表3和圖1所示。調(diào)整后的級(jí)配符合現(xiàn)行公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。

表2.銑刨料篩分結(jié)果

表3.冷再生水性環(huán)氧樹(shù)脂改性乳化瀝青混合料級(jí)配組成

圖1.冷再生水性環(huán)氧樹(shù)脂改性乳化瀝青混合料級(jí)配組成

（三）制件方法和養(yǎng)生條件

制件需參考馬歇爾試驗(yàn)方法，采用一次雙面擊實(shí)成型的實(shí)驗(yàn)方法，試件成型后放在40℃鼓風(fēng)烘箱中養(yǎng)生，4h后具備脫模條件，之后脫模完成繼續(xù)養(yǎng)生，養(yǎng)生至恒重后，測(cè)試不同規(guī)格試件的性能。

（四）確定最佳流體含量

馬歇爾試件總流體含量主要有前期加潤(rùn)濕水、乳液中水、水性環(huán)氧樹(shù)脂所含水等組成，選用無(wú)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量，油石比為4.8%，分別選取加水量為2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%制備冷再生混合料馬歇爾試件，進(jìn)行流體含量—干密度試驗(yàn)的測(cè)試，確定固定級(jí)配條件下冷再生混合料的最佳流體含量為7%。

（五）最佳油石比

在前期試驗(yàn)中已經(jīng)確定在固定級(jí)配條件下冷再生混合料的最佳流體含量為7%，在固定的流體含量基礎(chǔ)上分別變化油石比為2%、3%、4%、5%、6%、7%成型馬歇爾試件，按照確定的制件方法成型試件，測(cè)試馬歇爾穩(wěn)定度，確定固定級(jí)配條件下對(duì)應(yīng)的最佳油石比為4%。

二、冷再生改性乳化瀝青混合料路用性能試驗(yàn)

利用確定的最佳油石比和最佳流體含量，成型不同類(lèi)型的試件，考察不同水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量對(duì)冷再生改性乳化瀝青混合料路用性能的影響。養(yǎng)生條件均為在40℃恒溫烘箱中養(yǎng)生至恒重，確保水性環(huán)氧樹(shù)脂固化完全之后測(cè)試其各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)。

（一）馬歇爾試驗(yàn)

分別測(cè)定冷再生改性乳化瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度和浸水馬歇爾穩(wěn)定度。數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加，混合料試件的馬歇爾強(qiáng)度增加，且在摻量為10%時(shí)，其強(qiáng)度增長(zhǎng)了46%左右，且一直在增大，這是因?yàn)榄h(huán)氧屬熱固性材料，強(qiáng)度較高，塑性變形能力較小，且其強(qiáng)度隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的提高會(huì)越來(lái)越高，殘留穩(wěn)定度也越高。

（二）劈裂試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)

劈裂強(qiáng)度做為瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的參數(shù)，其用于評(píng)價(jià)瀝青混合料低溫抗裂性能。本試驗(yàn)采用已經(jīng)確定的最佳流體含量和最佳油石比成型試件，按照規(guī)范制作和養(yǎng)生，在一定的條件下測(cè)定試驗(yàn)結(jié)果，如表4及圖2所示：

表4.劈裂試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果

圖2.劈裂試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果

數(shù)據(jù)顯示，試樣劈裂強(qiáng)度隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的提高，劈裂強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，且在水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為10%時(shí)達(dá)到最大。

（三）車(chē)轍試驗(yàn)

測(cè)定冷再生改性乳化瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，結(jié)果如表5所示：

表5.車(chē)轍試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果

圖3.車(chē)轍試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果

數(shù)據(jù)顯示，由于水性環(huán)氧樹(shù)脂強(qiáng)度高，隨著其摻量的增加，車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度一直在增加，混合料的高溫穩(wěn)定性越來(lái)越好，高溫抗變形能力也逐漸增強(qiáng)。

三、結(jié)語(yǔ)

水性環(huán)氧樹(shù)脂改性乳化瀝青能夠改善與冷再生混合料的粘結(jié)性能，改善界面粘接力，提高整個(gè)混合料體系的強(qiáng)度和剛度，改善混合料的高溫穩(wěn)定性、抗車(chē)轍能力。當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為5%～10%時(shí)，所制備的試樣可以達(dá)到現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于瀝青路面面層的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，可以應(yīng)用于瀝青路面面層的大、中修和改建。