乳化沥青冷再生沥青混合料水稳定性影响因素分析

孙雪梅

(新疆筑路机械厂公路工程处，新疆 乌鲁木齐 830021)

沥青路面冷再生技术能实现旧路面材料的最大利用，不但节约资源、保护环境，而且能减少能源消耗，延长施工条件，改善工作条件［1，2］。沥青路面冷再生技术最早开始于美国，之后苏联、英国、德国等国家也展开了相关的研究工作，我国在20世纪80年代开始研究沥青路面冷再生技术，但进展缓慢［3－5］。与热拌沥青混合料相比，乳化沥青冷再生沥青混合料更容易受水的侵蚀，因此研究乳化沥青冷再生沥青混合料的水稳定性至关重要。本文通过试验研究了乳化沥青用量、水泥用量、旧混合料RAP 用量和水用量等因素对乳化沥青冷再生沥青混合料马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比的影响，评价了乳化沥青冷再生沥青混合料的水稳定性，为乳化沥青冷再生沥青混合料的大面积推广利用提供理论指导。

1 原材料

本文将旧沥青路面混合料经过特殊处理，新矿料选用石灰岩，其各项技术指标均满足规范要求。乳化沥青选用满裂快凝型改性乳化沥青，蒸发残留物含量为59%。水泥选用P.O42.5 水泥，各项指标均能满足规范要求。

2 试验结果及分析

2.1 乳化沥青用量对水稳定性的影响

保持其他因素不变，控制乳化沥青用量分别为1.0%、2.0%、3.0%、4.0%和5.0%，测定乳化沥青冷再生沥青混合料的马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比，研究乳化沥青用量对乳化沥青冷再生沥青混合料水稳定性的影响，试验结果见图1。

图1 乳化沥青用量对水稳定性的影响

从图1可以看出:随着乳化沥青用量的增多，残留稳定度和冻融劈裂强度比都呈现先增大后减小的趋势，当乳化沥青用量为3.0%时残留稳定度和冻融劈裂强度比最大，表明此时乳化沥青冷再生沥青混合料的水稳定性最好。这主要是因为，当乳化沥青用量小于3.0%时，乳化沥青破乳后不足以裹覆集料的表面，集料之间的粘结力降低，此时增大乳化沥青的用量可以明显改善冷再生沥青混合料的水稳定性;而当乳化沥青用量大于3.0%时，乳化沥青破乳后混合料中的自由沥青较多，沥青与矿粉形成的胶浆的粘度降低，粘聚力下降，造成冷再生沥青混合料水稳定性的下降。

2.2 水泥用量对水稳定性的影响

在乳化沥青冷再生沥青混合料中加入水泥能够促进乳化沥青的破乳，对提高沥青混合料前期强度至关重要。保持其它因素不变，测定不同水泥用量下乳化沥青冷再生沥青混合料的马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比，研究水泥用量对乳化沥青冷再生沥青混合料水稳定性的影响，试验结果见图2。

图2 水泥用量对水稳定性的影响

从图2可看出:水泥用量越大，残留稳定度和冻融劈裂强度比越大，表明乳化沥青冷再生沥青混合料的水温定性越好。这是因为，增大水泥用量，水泥水化放出的热量越多，使乳化沥青的破乳速度加快，粘结力增大，水稳定性提高。另外水泥水化生成的C—S —H 凝胶填充在乳化沥青冷再生沥青混合料的孔隙中，增大了混合料的密实度，改善了水稳定性。

2.3 RAP比例对水稳定性的影响

控制其他变量不变，研究RAP 比例对乳化沥青冷再生沥青混合料水稳定性的影响，试验结果如图3。

从图3可以看出:增大RAP 比例，会使残留稳定度和冻融劈裂强度比降低，乳化沥青冷再生沥青混合料水稳定性变差，但总体来说降低幅度不大，能满足使用要求。这是因为，增大RAP 的比例使混合料中自由沥青含量增多，沥青和矿料之间的粘结力降低，水稳定性变差。

2.4 水用量对水稳定性的影响

乳化沥青冷再生沥青混合料中水用量的多少直接关系着水泥水化作用的进行，对混合料的强度起重要作用。研究水用量与混合料水稳定性之间的关系，试验结果如图4。

图4 水用量对水稳定性的影响(待续)

从图4可以看出:残留稳定度和冻融劈裂强度比都随水用量的增多先增大后减小。这是因为当用水量较小时，一方面水泥的水化速度较慢，且一部分水泥不能完全水化，混合料的强度较低;另一方面混合料中乳化沥青破乳后与细集料粘结在一起，混合料整体的均匀性变差，容易产生离析，使水稳定性变差。此时增大水用量能够改善水稳定性。而当水用量太大时，乳化沥青破乳后，多余的水残留在沥青和集料的接触面上，使沥青和矿料间的粘结力变小，混合料孔隙率增大，水稳定性变差。

3 结论

1)乳化沥青用量并不是越多越好，存在一最佳乳化沥青用量使残留稳定度和冻融劈裂强度比达到最大值，冷再生混合料的水稳定性最佳。

2)增大水泥用量能够提高残留稳定度和冻融劈裂强度比，改善乳化沥青冷再生沥青混合料的水稳定性。

3)RAP 比例越大，残留稳定度和冻融劈裂强度比越小，表明乳化沥青冷再生沥青混合料的水稳定性越差。

4)残留稳定度和冻融劈裂强度比随用水量的增多先增大后减小，存在一最佳的水用量使乳化沥青冷再生沥青混合料的水稳定性达到最好。

［1］钟梦武，吴超凡，于永生，等.掺加水泥的乳化沥青冷再生沥青混合料设计方法研究［J］.公路，2008(1):195 －198.

［2］于永生.掺加水泥的乳化沥青冷再生沥青混合料设计方法与使用性能［D］.长沙:湖南大学，2008.

［3］吴旷怀，李燕枫，杨国梁，等.乳化沥青冷再生沥青混合料的研究［J］.暨南大学学报(自然科学版)，2008，29(3):281 －285.

［4］栋泽蛟，谭忆秋，曾丽萍.乳化沥青冷再生混合料的室内设计与性能评价研究［J］.公路交通科技，2006，26(2):43 －47.

［5］武 鹤，魏建军，苏 群，等.水稳砂砾沥青路面冷再生材料温缩和抗冻性能试验研究［J］.森林工程，2012，28(5):76 －78，98.