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冷再生沥青混合料强度影响因素分析 王裕曦 刘懿莹 登封市公路工程处 郑州 452470 摘要：本文通过试验润湿水、水泥剂量、龄期等因素对冷再生沥青混合料强度的影响，为今后冷再生沥青混合料的工程应用提供了参考。 关键词：冷再生；沥青混合料；强度 1.润湿水对强度的影响 本文研究采用表1级配，水泥用量为2%，在最佳含水量下，采用振动击实法进一步分析润湿水对强度的影响。 表1 级配设计 筛孔尺寸 | 31.5 | 26.5 | 19.0 | 16.0 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 | 级配QA | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 97.5 | 85.0 | 72.0 | 48.0 | 33.0 | 22.0 | 16.0 | 11.5 | 8.0 | 6.0 | 级配QB | 100 | 97.3 | 90.7 | 84.2 | 74.8 | 61.7 | 39.9 | 25.1 | 17.3 | 10.6 | 6.8 | 4.6 | 3.8 | 级配QC | 100 | 100 | 90 | 80.0 | 70.0 | 60 | 29 | 15.0 | 10 | 6 | 4 | 2 | 0 | 级配QD | 100 | 98.0 | 93.0 | 88.1 | 81.1 | 71.2 | 49.7 | 33.0 | 23.4 | 14.8 | 9.8 | 6.9 | 5.7 |
7d抗压强度测试结果如表2所示。 表2 润湿水对强度的影响 编号 | 级配类型 | 含水量% | 沥青用量% | 7d抗压强度 Mpa | 备注 | 置信度95%下有无显著差异 | 1 | 级配QA | 4.0 | 2.0 | 1.0 | 加润湿水 | 无显著差异 | 1.0 | 不加入润湿水 | 2 | 级配QB | 3.5 | 3.0 | 1.2 | 加润湿水 | 无显著差异 | 1.2 | 不加入润湿水 | 3 | 级配QC | 4.0 | 2.0 | 1.1 | 加润湿水 | 无显著差异 | 1.1 | 不加入润湿水 | 4 | 级配QD | 4.9 | 3.0 | 1.2 | 加润湿水 | 无显著差异 | 1.1 | 不加入润湿水 |
通过上表可以看出，在乳化沥青拌和均匀程度的情况下，加入润湿水或不加入润湿水对成型试件的强度无影响。 2.水泥剂量对强度的影响 级配见表3所示，采用振动击实法进一步分析水泥对强度的影响。7d抗压强度测试结果如表4所示。 表3 级配设计 筛孔尺寸 | 31.5 | 26.5 | 19.0 | 16.0 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 | 级配SC | 100 | 100 | 89 | 82 | 77 | 67 | 49 | 35 | 27 | 22 | 15 | 10 | 7 |
表4 水泥剂量对强度的影响 试验结果 水泥含量(%) | 7d抗压强度 (Mpa) | 吸水量(g) | 2.5 | 3.7 代表值 3.2 Cv 7.86% | 4 | 3.5 | 4.7 代表值 4.5 Cv 3.01% | 3 | 4.5 | 5.9 代表值 5.4 Cv 5.08% | 3 |
可以看出，水泥剂量越高，冷再生混合料强度越高 3 龄期对强度的影响 3.1水泥再生中龄期对强度的影响 选用表5中三个级配，成型水泥冷再生混合料，分别测试7d抗压强度、90d抗压强度、90d劈裂强度和90d抗压回弹模量，测试结果如表6所示 表5 级配设计 筛孔尺寸 | 31.5 | 26.5 | 19.0 | 16.0 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 | 级配LSA | 100 | 100 | 95 | 85.3 | 75.7 | 66 | 34 | 28 | 22 | 20.5 | 19 | 11.3 | 3.5 | 级配LSB | 100 | 100 | 95 | 86 | 77 | 68 | 43 | 36.5 | 30 | 18.5 | 7 | 4.8 | 2.5 | 级配LSC | 100 | 100 | 95 | 89.3 | 83.7 | 78 | 55 | 40.5 | 26 | 19.5 | 13 | 8 | 3 |
表6龄期对水泥冷再生混合料强度的影响 试验结果 | 7d抗压强度 (Mpa) | 90d抗压强度 (Mpa) | 90d劈裂强度 (Mpa) | 90d抗压回弹模量(Mpa) | 吸水量 | 级配LSA | 4.1 代表值3.7 Cv 6.77% | 5.1 代表值 4.8 Cv 3.61% | 0.55 代表值 0.44 Cv 11.47% | 1737 | 7(7d) 63(90d) | 级配LSB | 3.6 代表值3.0 Cv 9.55% | 4.5 代表值 4.2 Cv 4.73% | 0.59 代表值 0.49 Cv 10.06% | 3707 | 23(7d) 24(90d) | 级配LSC | 4.1 代表值4.0 Cv 2.39% | 4.7 代表值 4.4 Cv 4.46% | 0.62 代表值 0.59 Cv 2.88% |
| 28(7d) 33(90d) |
测试结果表明，随着龄期的增加，水泥再生混合料强度增加，但增加趋势不大。 3.2乳化沥青再生中龄期对强度的影响 选用表7级配成型水泥冷再生混合料，乳化沥青再生中将试件放置在恒温恒湿的环境下(25℃,80%)，并将试件周围裹附保鲜膜，仅露出表面供水分散失。在此种条件分别放置7天和28天后进行抗压强度试验，并按照再生规范的方法，在60℃烘干48h再进行抗压强度试验。测试结果如表8所示 表7 级配设计 筛孔尺寸 | 31.5 | 26.5 | 19.0 | 16.0 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 | 级配LEA | 100 | 100 | 95.0 | 83.3 | 71.7 | 60.0 | 40.0 | 30.0 | 20.0 | 15.5 | 11.0 | 8.8 | 6.5 |
表8 龄期对乳化沥青冷再生混合料强度的影响 试验结果 | 7d抗压强度 (Mpa) | 28d抗压强度 (Mpa) | 2d烘干抗压强度 (Mpa) | 级配LEA | 0.5 代表值0.4 Cv 3.77% | 0.9 代表值 0.9 Cv 4.52% | 1.5 代表值 1.4 Cv 3.95% |
测试结果表明，仅靠乳化沥青再生的试件强度很低，随着龄期的增加，抗压强度增加，但放置28d天抗压强度仍未能达到2d烘干抗压强度，这也表明再生规范中以烘干强度作为强度合格与否的标准与实际情况相差很大。 3.3乳化沥青-水泥再生中龄期对强度的影响 选用表9中三个级配成型水泥冷再生混合料，分别测试7d抗压强度、90d抗压强度、90d劈裂强度，测试结果如表10所示。 表9 级配设计 筛孔尺寸 | 31.5 | 26.5 | 19.0 | 16.0 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 | 级配LESA | 100 | 100 | 98 | 93 | 87 | 75 | 56 | 41 | 30 | 21 | 15 | 11 | 7 | 级配LESB | 100 | 100 | 95 | 83.3 | 71.7 | 60 | 40 | 30 | 20 | 15.5 | 11 | 8.8 | 6.5 | 级配LESC | 100 | 100 | 95 | 88 | 80 | 70 | 39 | 23.5 | 18 | 13 | 8.5 | 5.5 | 2.5 |
表10 龄期对乳化沥青-水泥冷再生混合料强度的影响 试验结果 | 7d抗压强度 (Mpa) | 90d抗压强度 | 90d劈裂强度 | 吸水量 | 级配HA | 1.6 代表值 1.4 Cv 7.63% | 2.5 代表值2.2 Cv 6.2% | 0.26 代表值0.21 Cv 13.3% | (7d) 2(90d) | 级配HB | 1.7 代表值1.4 Cv 7.82% | 2.7 代表值2.5 Cv 5.0% | 0.31 代表值0.24 Cv 12.1% | 39(7d) 32(90d) | 级配HC | 1.5 代表值 1.3 Cv 7.71% |
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4结论 通过润湿水和乳化沥青固含量两方面的研究，可以基本确定乳化沥青冷再生最佳含水量，最大干密度的简化试验方法：（1）击实方法：确定乳化沥青稳定旧路面材料的最佳含水量，最大干密度采用振动击实的方法。（2）乳化沥青的添加方法：乳化沥青的固含量在30%~60%范围内时，能直接视为水添加入冷再生混合料中，简化冷再生混合料的拌和方式。
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