乳化沥青冷再生混合料基层路用性能研究

[摘要]本文对高速公路维修过程中产生的铣刨料回收，并采用乳化沥青进行稳定再生，对矿料级配、乳化沥青用量等技术指标进行研究和控制，对乳化沥青再生混合料用作路面基层的力学及物理性能进行试验研究，对乳化沥青冷再生技术推广应用有借鉴意义。

[关键词] 乳化沥青，冷再生、级配、劈裂强度、高温稳定性

中图分类号：TV442+.2文献标识码： A 文章编号：

我国于20世纪90年代陆续建成的高速公路大部分已进入维修期大量翻挖、铣刨的沥青混合料被废弃，既污染环境，又浪费资源。采用再生技术，加大可再生能源的开发，使得旧路面的材料得到重新利用，对降低建设成本、合理利用资源、保护生态环境以及促进我国公路建设都有着极其重大的意义。本文将重点讨论乳化沥青冷再生混合料的配合比设计和路用性能研究。以某高速公路维修工程路面铣刨废料为研究对象，采用乳化沥青中掺加少量水泥的冷再生新技术对原有沥青路面基层进行技术改造，其最大特点是能够保证再生混合料的生产质量，混合料级配、水泥用量以及拌和均匀程度等均可由再生拌和设备自行控制。

1.材料性能及配合比

1.1 原材料

1.1.1 旧路铣刨料

用于配合比设计的旧路铣刨料应具备较强的代表性，可客观反映铣刨后路面废弃材料的集料及沥青组成。旧料的分析与评价采用随机取样的方法，取得具有足够用量的铣刨料， 并低温烘干确定原材料含水量。采用抽提仪对铣刨料进行抽提，分析得出铣刨料级配及沥青含量， 筛分结果见表1。

表1 铣刨料筛分结果

筛分结果表明铣刨旧料细料含量较低， 0.075mm的通过量仅有0.1%， 为了增化沥青冷再生混合料的强度， 考虑在混合料中添加水泥和矿粉，比例为1.0%和5.0%。

1.1.2 水泥

水泥作为一种粘结料，添加到混合料中可以提高混合料的初期和后期强度。但其在乳化沥青再生混合料中的作用不仅局限在粘结作用，也对混合料的结构起到较大影响，并且用量一般少，可作为乳化沥青再生混合料的改性剂。

1.1.3 乳化沥青、水

本次采用的是阳离子慢裂快凝乳化沥青，其沥青含量为55.5%，含水率为44.5%，乳化沥青中加入美德维实伟克公司生产的乳化剂PC55和进口稳定剂，试验用水采用饮用自来水。

1.2 配合比设计

表2各材料设计级配组成

1.2.1 确定最大干密度、最佳流体含量

将5L乳化沥青和5L水混和搅拌均匀，进行冷再生的技术试验，以此来确定最佳流体含量。对不同流体含量的五种沥青面层铣刨料分别进行击实试验，确定试件干密度，根据试件干密度-流体含量关系曲线，回归分析得出了最大干密度与最佳流体含量，结果见图1和表3。可以确定冷再生混合料最大干密度对应的最佳流体含量（OFC）为8.4%。

图1不同流体含量下沥青铣刨旧料的干密度

表3 流体含量与沥青铣刨旧料的干密度试验结果

1.2.2 确定乳化沥青最佳用量

保持最佳流体含量（OFC）8.4%不变， 改变不同的乳化沥青用量（1.0%，1.5, %.2.0%，2.5%，3.0%）进行马歇尔试验， 分别测定空气中以及浸水24h养生后试件的劈裂强度， 以确定最佳乳化沥青用量。试验结果见表4及图2。

表4 最佳乳化沥青用量的确定

图2 干湿劈裂强度变化情况

由图2可知，乳化沥青的最佳用量为4.1%，即混合料中纯沥青用量为2.28%。因此以最佳乳化沥青用量对混合料性能进行力学性能检验。

2.混合料性能试验

孔隙率、回弹模量、抗压强度等指标表征了混合料的耐久性和力学性能，是混合料性能中比较重要的物理参数，因此本次分别在最佳乳化沥青用量下成型试件进行了相应的检测，结果见表5和表6。

表5孔隙率及劈裂强度试验结果

表6回弹模量试验结果

由试验结果可知，在最佳乳化沥青用量下，试验结果能满足规范中对再生混合料孔隙率的要求（一般孔隙率为9%～14%），且水稳定性较好；再生混合料回弹模量较高，力学性能较好。车辙试验表明，动稳定度较高，具有较好的抗高温变形的能力。

3．结束语

乳化沥青冷再生混合料作为高等级公路基层满足高速公路路用性能要求，而且具有良好的高温稳定性、水稳定性和力学性能，但具体工程应用时应对原材料级配、乳化沥青用量、水稳定性和高温稳定性等环节进行重点控制，保证混合料的性能稳定，以达到维修工程的良好效果。

参考文献

[1] JTG D50―2006， 公路沥青路面设计规范[S]。

[2] JTG F41―2008， 公路沥青路面再生技术规范[S]。

[3] 吴超凡， 曾梦澜， 赵明华， 钟梦武. 乳化沥青冷再生混合料路用性能试验研究[J]. 公路交通科技，2009， 26（7）： 27-32，37。