冷拌冷鋪瀝青混合料長期路用性能研究

摘? 要：冷拌冷鋪瀝青混合料作為一種新型瀝青混合料，具有節(jié)能、環(huán)保、施工效果顯著等特點，相比熱拌瀝青混合料，其長期路用性能更加優(yōu)異。本文以乳化型冷拌冷鋪瀝青混合料長期路用性能為研究對象，針對其抗老化性能、抗水損壞性能和抗化學(xué)腐蝕性能進(jìn)行了分析與探討，以期為冷拌冷鋪瀝青混合料的推廣與應(yīng)用提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：冷拌冷鋪;路用性能;抗老化性能

中圖分類號：TU535? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2020）12-0000-00

1冷拌冷鋪瀝青混合料抗老化性能分析

冷拌冷鋪瀝青混合料在外界環(huán)境的長期作用下，很容易出現(xiàn)瀝青老化現(xiàn)象，其中影響最為嚴(yán)重的因素為紫外光照、溫度。在上述兩種因素作用下，將會大大降低瀝青和集料之間的粘結(jié)性，致使混合料路用性能下降，最終縮短工程使用年限。為此，本文針對光老化、熱氧老化等問題對冷拌冷鋪瀝青混合料馬歇爾強(qiáng)度的影響進(jìn)行了分析[1]。具體如下：

1.1光老化的分析

太陽光輻射是導(dǎo)致冷拌冷鋪瀝青混合料光老化的主要因素，在紫外光長期作用下，瀝青將越來越脆，這將會降低瀝青的各項性能指數(shù)。為了更好地驗證光對冷拌冷鋪瀝青混合料的老化影響，本文采用了馬歇爾試驗法進(jìn)行冷拌冷鋪瀝青混合料馬歇爾強(qiáng)度的測定，并與熱拌瀝青混合料進(jìn)行比較分析，具體結(jié)果如表1所示。

由此可見，光老化之后，無論是熱拌瀝青混合料，還是冷拌冷鋪瀝青混合料，其馬歇爾強(qiáng)度都會隨著時間的增加而大幅下降，直至趨于穩(wěn)定。其根源在于光老化作用下，將會促使瀝青脆化，進(jìn)而影響瀝青的粘結(jié)性能。伴隨時間的延長，瀝青混合料的馬歇爾強(qiáng)度將逐步趨向穩(wěn)定。相比之下，冷拌冷鋪瀝青混合料的馬歇爾強(qiáng)度下降幅度較小[2]。

1.2熱氧老化的分析

溫度是影響冷拌冷鋪瀝青混合料瀝青老化的直接原因之一，為了更好地分析溫度對混合料長期路用性能的影響，本文同樣以熱拌瀝青和冷拌冷鋪瀝青混合料進(jìn)行熱氧老化后的瀝青混合料性能分析，通過馬歇爾試驗所得結(jié)果如表2所示。

由此可見，在熱氧老化0～70d之間，冷拌冷鋪瀝青混合料的穩(wěn)定度在0～21d時出現(xiàn)了上升趨勢，隨后又隨之下降。在老化初期，冷拌冷鋪瀝青混合料殘留水分不斷蒸發(fā)。由于瀝青混合料內(nèi)自由水的不斷下降，這會大幅增加瀝青與礦料的粘附性能，提高瀝青混合料的強(qiáng)度。然而，伴隨老化時間的持續(xù)延長，瀝青逐步發(fā)生氧化反應(yīng)，瀝青輕組分揮發(fā)速度加快，強(qiáng)度隨之降低。通過數(shù)據(jù)分析可知，無論是熱拌瀝青混合料，亦或是冷拌冷鋪瀝青混合料，其瀝青混合料在熱氧老化條件下隨著老化時間的不斷增加，其強(qiáng)度變化趨勢具有一致性[3]。

2冷拌冷鋪瀝青混合料抗水損害性能分析

乳化型冷拌冷鋪瀝青混合料在長期使用過程中極易產(chǎn)生坑洞、松散等情況，很大原因在于此類材料的抗水損能力不足。為此，在長期路用性能研究中，抗水損害性能至關(guān)重要。本文以凍融循環(huán)試驗和浸水車轍試驗進(jìn)行分析與探討。

2.1凍融循環(huán)試驗

為進(jìn)行冷拌冷鋪瀝青混合料靜水損害性能評價，本文采用多次凍融循環(huán)試驗進(jìn)行探討。伴隨凍融循環(huán)天數(shù)的不斷增加，熱拌和冷拌冷鋪瀝青混合料的劈裂強(qiáng)度都呈現(xiàn)出下降趨勢。在第10次凍融循環(huán)時，冷拌冷鋪瀝青混合料的劈裂強(qiáng)度基本不復(fù)存在，但是熱拌瀝青混合料的劈裂強(qiáng)度仍有所存留，基本上可達(dá)到40%左右。究其原因在于，凍融循環(huán)作用下，隨著凍融次數(shù)的不斷增加，進(jìn)入混合料內(nèi)的水越來越多，水壓力越來越大，進(jìn)而大大增加了混合料內(nèi)的空隙率，迫使其劈裂強(qiáng)度下降。由于養(yǎng)護(hù)過程中冷拌冷鋪瀝青混合料內(nèi)水分在持續(xù)蒸發(fā)，因此，其空隙量更大，且較為分散，導(dǎo)致冷拌冷鋪瀝青混合料受凍融循環(huán)次數(shù)的影響作用更大。

在反復(fù)凍融過程中，冷拌冷鋪瀝青混合料內(nèi)空隙不斷增加，內(nèi)部損壞越來越大。因此，做好冷拌冷鋪瀝青混合料空隙率研究至關(guān)重要，可以充分了解冷拌冷鋪瀝青混合料凍融劈裂強(qiáng)度變化規(guī)律[4]。

2.2浸水車轍試驗

目前，常用的浸水車轍試驗主要包括3種，具體如下：

第一種：在60℃烘箱內(nèi)放置試件，并進(jìn)行6h保溫處理。隨后向60℃水箱內(nèi)放入試件，以此進(jìn)行車轍試驗。

第二種：在60℃水槽內(nèi)放入試件，并進(jìn)行48h浸泡處理。隨后向60℃水箱內(nèi)放入試件，以此進(jìn)行車轍試驗。

第三種：在15℃水槽內(nèi)放入試件，并進(jìn)行2h浸水處理。隨后向40℃水槽內(nèi)放入試件，并進(jìn)行4h浸泡處理，以此進(jìn)行車轍試驗。

為全面了解冷拌冷鋪瀝青混合料的浸水車轍試驗效果，本文采用了上述三種試驗方法，并和熱拌瀝青混合料試驗結(jié)果進(jìn)行比較分析。

通過試驗可知，不同浸水車轍試驗條件下，兩種瀝青混合料的變化趨勢具有一致性，位移量都呈變大趨勢。在同一浸水條件下，冷拌冷鋪瀝青混合料隨著溫度的提升，其瀝青粘度將隨之降低，更易產(chǎn)生剪切形變現(xiàn)象。但是相比熱拌瀝青混合料，冷拌冷鋪瀝青混合料的位移量相對較小，由此說明在動水影響下，冷拌冷鋪瀝青混合料的抗水損性能更顯著。

3冷拌冷鋪瀝青混合料抗化學(xué)腐蝕性能分析

融雪劑是危害瀝青混合料性能的因素之一，冬季天氣寒冷，降雪時，為保證路面行車安全，不得不采用融雪劑清理路面積雪，一般情況下，其多采用富含堿性物質(zhì)的融雪劑，這種情況下將會導(dǎo)致瀝青混合料被堿腐蝕。為此，做好冷拌冷鋪瀝青混合料抗化學(xué)腐蝕性能研究很有必要。

醋酸鉀類、氯鹽類是兩種常用的融雪劑材料，其中氯鹽類應(yīng)用最多。為了了解不同融雪劑對冷拌冷鋪瀝青混合料抗化學(xué)腐蝕性能的影響情況，本文同樣以熱拌瀝青混合料和冷拌冷鋪瀝青混合料為例，選取NaCl融雪劑類型進(jìn)行對比分析。

將兩種試件浸泡到NaCl溶液內(nèi)，每隔5d進(jìn)行一次檢測，檢測35d共8次，熱拌瀝青混合料浸泡天數(shù)為0時，穩(wěn)定度為16.45kN，無損傷;浸泡天數(shù)為35d時，穩(wěn)定度為14.02kN，損傷度為14.77%。冷拌冷鋪瀝青混合料浸泡天數(shù)為0時，穩(wěn)定度為15.6kN，無損傷;浸泡天數(shù)為35d時，穩(wěn)定度為9.26kN，損傷度為40.64%。由此說明，在浸泡NaCl溶液后，冷拌冷鋪瀝青混合料的損傷度更大。

通過凍融劈裂強(qiáng)度比變化分析，熱拌瀝青混合料浸泡天數(shù)為0時，凍融劈裂強(qiáng)度比為90.28%，無損傷;浸泡天數(shù)為35d時，凍融劈裂強(qiáng)度比為81.81%，損傷度為9.38%。冷拌冷鋪瀝青混合料浸泡天數(shù)為0d時，凍融劈裂強(qiáng)度比為89.70%，無損傷;浸泡天數(shù)為35d時，凍融劈裂強(qiáng)度比為81.25%，損傷度為9.42%。由此說明，通過浸泡NaCl溶液后，兩類不同瀝青混合料的水穩(wěn)定性均有所下降，且下降幅度基本相同，且都可滿足規(guī)范規(guī)定。

4結(jié)語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國公路建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。瀝青路面是高等級公路最常見的一種路面結(jié)構(gòu)形式，其在傳統(tǒng)瀝青路面材料使用中，多以熱拌瀝青混合料為主，經(jīng)過長期實踐發(fā)現(xiàn)，熱拌瀝青混合料的應(yīng)用，將會帶來許多問題，尤其是污染環(huán)境、老化現(xiàn)象嚴(yán)重等最為突出。為了解決這一難題，冷拌冷鋪瀝青混合料應(yīng)運而生。冷拌冷鋪瀝青混合料，簡稱CMA，是指在不加熱瀝青、礦料的情況完成拌和、攤鋪等一系列施工工序，養(yǎng)生施工后，可以達(dá)到與熱拌瀝青混合料力學(xué)性能相同的一種高性能瀝青混合料。本文以冷拌冷鋪瀝青混合料為研究對象，對其長期路用性能展開了論述，以期更好地掌握混合料的使用性能，提高應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

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[2]李思童，何志敏，蔡碩果，等.乳化型冷拌冷鋪瀝青混合料室內(nèi)加速模擬養(yǎng)生條件[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2018，35（2）：37-42.

[3]曹麗萍，王興隆，譚憶秋.乳化瀝青冷再生混合料初期性能評價[J].石油瀝青，2017（1）：6-11.

[4]季節(jié)，劉祿厚，索智.水性環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青混合料性能[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2018，44（4）：568-576.

收稿日期：2020-11-06

作者簡介：姜帥（1987—），男，河南許昌人，本科，工程師，研究方向：交通。