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水性环氧乳化沥青冷再生混淆料路用性能研究

宣布日期：

2025-04-28

摘要

为提高乳化沥青冷再生混淆料路用性能，制备70%RAP(废旧沥青路面接纳质料)掺量的水性环氧乳化沥青冷再生混淆料举行研究。通过击实试验及劈裂试验确定水性环氧乳化沥青冷再生混淆料的zui佳含水量和zui佳乳化沥青用量划分为4.0%、4.3%；接纳沥青混淆料车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验及四轮加载磨耗试验评价水性环氧乳化沥青冷再生混淆料的性能。试验效果批注：水性环氧乳化沥青冷再生混淆料具有更好的高温稳固性、水稳固性和耐久性；低温抗裂性略有降低，但仍知足规范要求；推荐水性环氧树脂掺量为10%。

要害词：水性环氧乳化沥青 | 冷再生混淆料 | 路用性能 | 耐久性

乳化沥青冷再外行艺是指将沥青混淆料接纳料破碎、筛分后，以一定的比例与新集料、乳化沥青及再生剂在常温下拌和、摊铺、碾压形成沥青路面结构层，使其恢复路面原有使用性能的一种施工工艺。相较于热再外行艺，冷再外行艺具有施工工艺简朴、污染物排放量小、本钱低、生产效率高等优点[1]，是一种新兴的资源使用方法。但通过大宗实践履历发明，乳化沥青冷再外行艺仍保存早期强度不高、耐久性差等问题[2]。

水性环氧乳化沥青借助水性环氧树脂对乳化沥青举行改性，固化破乳后形成以环氧树脂为网络骨架、沥青匀称穿插于骨架中的环氧改性沥青，具有环氧树脂高黏结力和乳化沥青施工便当的优点，普遍应用在蹊径养护工程中[3-4]�；诖�，本文选用水性环氧乳化沥青制备冷再生混淆料，通过室内试验测试路用性能，为其在公路工程中的应用涤讪理论基础。

原质料

水性环氧乳化沥青

乳化沥青手艺性能指标见表1。水性环氧树脂与固化剂均为实验室自制，配比为3∶2(质量比)，手艺性能指标见表2。

水性环氧乳化沥青冷再生混淆料路用性能研究

水性环氧乳化沥青冷再生混淆料路用性能研究

集料与水泥

RAP料取自济南市某蹊径翻修现场。凭证《公路工程沥青及沥青混淆料试验规程》(JTG E20-2011)抽提旧沥青，性能指标如表3所示。

水性环氧乳化沥青冷再生混淆料路用性能研究

由表3可知，原路面沥青已老化。新集料选用粒径规模为9.5mm~19mm的石灰岩。水泥为P·O42.5级通俗硅酸盐水泥。新集料与水泥性能均知足《公路沥青路面施工手艺规范》(JTG F40-2004)。

水

试验用水为外地饮用水

冷再生混淆料配合比设计

本研究中RAP料占比为70%，加入1%(占集料总质量的比例)的水泥提高冷再生混淆料早期强度[5]。凭证《公路沥青路面再外行艺规范》(JTG/T5521-2019)，接纳细粒式A乳化沥青冷再生合成级配，级配规模及合成级配见表4。

水性环氧乳化沥青冷再生混淆料路用性能研究

zui佳含水率简直定

凭证《公路土工试验规程》(JTG3430-2020)中T0131击实试验确定水性环氧乳化沥青冷再生混淆料的zui佳含水量。以乳化沥青用量为4.0%，设计含水量为3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%共7组冷再生混淆料，测定其干密度。差别含水率下冷再生混淆料干密度如图1所示。

水性环氧乳化沥青冷再生混淆料路用性能研究

由图1可以看出，随着含水率的增添，冷再生混淆料的干密度泛起先升高后降低的转变纪律。当含水率为4.0%，此时冷再生混淆料的干密度抵达zui大值，为2.305g/cm?。

zui佳乳化沥青用量简直定

凭证《公路工程沥青及沥青混淆料试验规程》(JTG E20-2011)中T0716沥青混淆料劈裂试验，以劈裂强度峰值的均值确定zui佳乳化沥青用量。以zui佳含水量为4.0%，设计水性环氧乳化沥青用量为3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%共5组冷再生混淆料。差别乳化沥青掺量下冷再生混淆料劈裂强度如图2所示。

水性环氧乳化沥青冷再生混淆料路用性能研究

由图2可知，劈裂强度随乳化沥青掺量的增添先增大后减小。且乳化沥青掺量为4.3%时，劈裂强度取得zui大值。当乳化沥青用量不大于4.3%时，随着乳化沥青用量的增添，破乳后的乳化沥青、水泥等组成黏结质料，填充集料间的逍遥，降低骨料间的滑移，从而改善乳化沥青冷再生混淆料的劈裂强度。当乳化沥青用量大于4.3%之后，随着乳化沥青用量的增添，冷再生混淆料内部依然保存大宗未破乳的乳化沥青，削弱了胶结料的黏结性，由此导致劈裂强度降低。

配合比设计效果

以zui佳含水量为4.0%和zui佳乳化沥青用量为4.3%，成型标准马歇尔试件，双面击实50次后105℃养生24h，再双面击实25次。凭证《公路沥青路面施工手艺规范》(JTG F40-2004)举行试验，冷再生混淆料配合比设计效果如表5所示。试验效果均知足规范要求。

水性环氧乳化沥青冷再生混淆料路用性能研究

冷再生混淆料路用性能

高温稳固性

对差别水性环氧树脂掺量下的冷再生混淆料举行车辙试验，以动稳固度评价其高温稳固性。试验温度设置为60℃，轮压为0.7MPa，试验效果如图3所示。

水性环氧乳化沥青冷再生混淆料路用性能研究

由图3可看出，水性环氧乳化沥青冷再生混淆料动稳固度随水性环氧树脂掺量的增添而增大，使得高温稳固性提升。这是由于随着水分的蒸发，水性环氧树脂在混淆料内部固化形成空间网状结构，且掺量越大，该结构强度就越大，在高温条件下冷再生混淆料对抗车辙能力就越强[6]。当水性环氧树脂掺量凌驾10%以后，冷再生混淆料高温稳固性提高幅度减小，这是由于混淆料内部的环氧树脂空间网状结构基本形成，继续加洪流性环氧树脂掺量对该结构强度的提高效果不显着。此时，冷再生混淆料动稳固度已凌驾5000次/mm，远超《蹊径用水性环氧树脂乳化沥青混淆料》(GB/T38990-2020)的要求。

低温抗裂性

对差别水性环氧树脂掺量下的冷再生混淆料举行低温弯曲试验，以zui大弯拉应变评价其低温性能。试件为标准车辙板切割试件，试件尺寸为250mm×30mm×35mm。设置试验温度为-10℃，加载速率为50mm/min，试验效果如图4所示。

水性环氧乳化沥青冷再生混淆料路用性能研究

由图4可以看出，随着水性环氧树脂掺量的增添，冷再生混淆料弯拉应变泛起减小的趋势，使得低温抗裂性降低。这是由于环氧树脂为3大热固性树脂之一，增添了混淆料的刚度[7]，导致混淆料脆性增大，在低温条件下，更易爆发脆性断裂。当水性环氧树脂掺量为20%时，相较于通俗乳化沥青冷再生混淆料，弯拉应变只下降13.4%，说明水性环氧树脂的掺入对冷再生混淆料低温抗裂性消极影响较小。

水性环氧乳化沥青冷再生混淆料路用性能研究

水稳固性

接纳沥青混淆料冻融劈裂试验评价水性环氧乳化沥青冷再生混淆料的水稳固性。接纳马歇尔击实法成型圆柱体试件，双面各击实50次。试验温度为25℃，加载速率为50mm/min，试验效果如表6、图5所示。

水性环氧乳化沥青冷再生混淆料路用性能研究

从图5可以看出，冷再生混淆料TSR随水性环氧树脂掺量增添而增添，使得水稳固性逐渐提高。这一方面是由于水性环氧树脂可提高集料间的黏附性，从而提高了冷再生混淆料对水的对抗能力；另一方面是由于水性环氧树脂固化后在混淆料内部形成交联网状结构，可提高冷再生混淆料的刚度，同时也具有一定的抗水损害能力。当水性环氧掺量为5%时，冷再生混淆料TSR已凌驾80%，切合《蹊径用水性环氧树脂乳化沥青混淆料》(GB/T38990-2020)要求。

耐久性

通过四轮加载磨耗试验，以每小时试件质量损失率，评价水性环氧乳化沥青冷再生混淆料的耐久性。以沥青混淆料车辙试验要领成型试件。试验轮载为0.7MPa，加载速率为3600次/h，试验效果如图6所示。

水性环氧乳化沥青冷再生混淆料路用性能研究

由图6可看出，在相同加载时间下，冷再生混淆料质量损失率随水性环氧树脂掺量的增添而逐渐减小，使得耐久性逐渐提升；且随着加载时间的增添，水性环氧乳化沥青冷再生混淆料质量损失率的斜率逐渐减小。当水性环氧树脂掺量凌驾10%时，质量损失率远低于通俗乳化沥青冷再生混淆料，此时水性环氧树脂在冷再生混淆料内部已形成骨架结构。综合思量，水性环氧乳化沥青冷再生混淆料的zui佳水性环氧树脂掺量为10%。

结语

(1)接纳自制水性环氧系统制备70%RAP掺量的水性环氧乳化沥青冷再生混淆料，通过击实试验确定zui佳含水量为4%，通过沥青混淆料劈裂试验确定zui佳乳化沥青用量为4.3%，zui佳配合比设计效果知足规范要求。

(2)水性环氧乳化沥青冷再生混淆料相较于通俗乳化沥青混淆料有着更好的路用性能，且随着水性环氧树脂掺量的增添，水性环氧乳化沥青冷再生混淆料高温稳固性、水稳固性、耐久性逐渐提高；低温抗裂性逐渐降低，但降幅不大。

(3)通过室内试验得出，水性环氧乳化沥青冷再生混淆料中水性环氧树脂zui佳掺量为10%。

参考文献：

[1]李强,许傲,陈浩,等.级配和水泥掺量对泡沫沥青冷再生混淆料路用性能的影响[J].铁道科学与工程学报,2021,18(2):402-407.

[2]李志刚,汪德才,李丽娟,等.填料含量对乳化沥青冷再生混淆料宏微观性能的影响[[J].公路,2020,65(11):27-32.

[3]何永泰,郑南翔,徐安.水性环氧树脂-SBR复合改性乳化沥青性能研究[J].公路,2021,66(3):27-34.

[4]侯芸,董元帅,樊云龙,等.基于微观角度水性环氧乳化沥青固化机理研究[J].公路,2020,65(9):245-250.

[5]丁新东,曹新明.乳化沥青和水泥掺量对冷再生混淆料性能的影响研究[J].硅酸盐转达,2020,39(2):459-465.

[6]王清洲,马小江,董利伟,等.冷拌冷铺水性环氧乳化沥青混淆料性能研究[J].热固性树脂,2019,34(6):31-35

[7]王盘盘,王双双,甄少华.水性环氧树脂改性乳化沥青混淆料的配比设计及性能研究[J].化工新型质料,2021,49(1):273-278.

全文完宣布于《公路》2022年4月第4期

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