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残留水对冷拌料抗温度老化性能的影响 李晓萍 哈密市天星交通投资有限责任公司，新疆 哈密 839000 摘要：本文基于热拌沥青混合料加速老化方法进行冷拌乳化沥青混合料的长期老化性能影响的试验研究，但考虑到冷拌料在成型过程的特殊性，在烘箱135℃下短期老化4h会导致其难以成型，因此本文对于冷拌料的温度老化方法是选取成型后不同残留含水率下的冷拌料在不经过短期老化直接放入85℃烘箱中进行温度老化，以老化5d为一个周期进行后续性能评价试验。 关键词：残留水；冷拌料；温度老化 虽然长时间温度老化会导致水分流失，造成冷拌料初始含水率下降，但考虑到试验条件相同，因此本文通过控制养生条件，选取残留含水率≤12%，以2%为间隔，选取初始残留含水率在12%、10%、8%、6%、4%和2%下的冷拌料试件用于温度老化试验，仅研究初始残留水对于冷拌料的抗温度老化性能影响。 1 温度老化后冷拌料的马歇尔强度 本文选用12%、10%、8%、6%、4%和2%初始残留含水率下的冷拌料试件并测定其在温度老化后的马歇尔强度，与同级配、油石比下的热拌改性沥青混合料进行对比，在烘箱温度老化6周期后，得到的试验结果见表1。 表1温度老化后不同残留含水率下冷拌料的稳定度
从表1可以看出：1）在经过温度老化后，冷拌料的强度在老化时间的1-2周内处于上升阶段，随后开始下降，最后趋于稳定，但前后强度下降幅度不大，热拌料的强度随温度老化时间延长其变化具有一定的波动性，但整体趋势同冷拌料的相似。2）当冷拌料的残留水越少，其初始马歇尔稳定度越高，6%残留含水率下冷拌料的初始马歇尔强度已接近热拌料，2%残留含水率下冷拌料的初始马歇尔强度相比6%残留含水率下的提高了6.9%。3）热拌料的马歇尔稳定度在温度老化6周后提升了1.4%，当残留含水率在12%、10%、8%、6%、4%、和2%时，冷拌料的马歇尔强度在温度老化6周后分别下降了1.8%、1.6%、1.5%、1.4%、1.3%和1.2%。分析可知，6%残留含水率下冷拌料的强度受温度老化影响程度与热拌料相近。早期温度老化加速混合料内部的水分挥发，加强沥青与矿料的粘聚力，从而提高混合料强度，而当冷拌料残留的水分越少，冷拌料的强度在温度老化后上升幅度越小，但其初始稳定度值和老化后的稳定度值均较高；在温度老化的后期，由于沥青发生了老化，沥青流变等性能发生了衰减，降低了粘附性，导致冷拌料强度降低。 2温度老化后冷拌料的高温性能 本文选用12%、10%、8%、6%、4%和2%初始残留含水率下的冷拌料试件用于测定其在温度老化后的动稳定度，与同级配、油石比下的热拌改性沥青混合料进行对比，在烘箱温度老化6周期后，得到的车辙试验数据见下表2。 表2温度老化后不同残留含水率下冷拌料的动稳定度
分析表2可知：1）热拌料和冷拌料的动稳定度值均随着温度老化时间的延长而提高，在温度老化1-2周期内，其动稳定度值上升较快，2-6周内趋于平缓，当冷拌料的内部残留水越少，其初始动稳定度值越高，4%和2%残留含水率下冷拌料的初始动稳定度高于热拌改性沥青混合料。2）在温度老化6周后，不同残留含水率下冷拌料的高温性能受温度老化影响程度不同，热拌料的动稳定度上升了10.5%，12%残留含水率下冷拌料的动稳定度上升了12.5%，而当残留含水率在10%、8%、6%、4%、2%时，冷拌料的动稳定度分别上升了14.1%、16.1%、16.3%、16.9%和17.4%，可以看出在温度老化后，12%、10%、8%、6%、4%和2%残留含水率下冷拌料的动稳定度的增长幅度均要大于热拌改性沥青混合料，说明冷拌料高温性能优越。 3温度老化后冷拌料的低温性能 通过选用12%、10%、8%、6%、4%和2%初始残留含水率下的冷拌试件测定其在温度老化后的弯拉应变，与同级配、油石比下的热拌改性沥青混合料进行对比，在烘箱温度老化6周期后，得到的小梁弯曲试验结果见表3。 表3温度老化后不同残留含水率下冷拌料的弯拉应变
分析表3可知：1）在同一残留含水率下，热拌料和冷拌料的初始弯拉应变值均随着温度老化时间的增加而减少；且当内部残留水越少，冷拌料的初始弯拉应变和在温度老化后的弯拉应变值越高，2%残留含水率下冷拌料的初始弯拉应变值接近热拌料，温度老化后其弯拉应变值较热拌料的高。2）在温度老化6周后，12%残留含水率下冷拌料的弯拉应变值下降了39.3%，10%残留含水率下冷拌料的弯拉应变值下降了37.8%，8%残留含水率下冷拌料的弯拉应变值下降了36.9%，6%残留含水率下冷拌料的弯拉应变值下降了35.1%，4%残留含水率下冷拌料的弯拉应变值下降了34.3%，2%残留含水率下冷拌料的弯拉应变下降了33.9%，热拌料的弯拉应变值下降了35.1%。 可以看出，在温度老化方面，冷拌料内部残留的水对其低温性能影响较大，残留含水率越低，其低温性能受温度老化影响越小，6%残留含水率下冷拌料的低温性能受温度老化影响程度与热拌料的相近。 4 温度老化后冷拌料的水稳定性 本文选用12%、10%、8%、6%、4%和2%初始残留含水率下的冷拌料试件测定其在温度老化后的冻融劈裂强度比（TSR），与同级配、油石比下的热拌改性沥青混合料进行对比，在烘箱温度老化6周期内，得到的试验结果见表4。 表4温度老化后不同残留含水率下冷拌料的TSR
由表4可以看出：1）在温度老化6周期内，热拌料和冷拌料的TSR值均随着温度老化时间的延长而降低。2）在温度老化之前，当冷拌料的内部残留水越少，其初始TSR值和温度老化后的TSR值越高，4%和2%残留含水率下冷拌料的初始TSR值高于热拌料，但温度老化后的TSR值远小于热拌料。3）在温度老化6周后，热拌料的TSR值下降了29.5%，12%残留含水率下冷拌料的TSR值下降了59.6%，10%残留含水率下冷拌料的TSR值下降了57.7%，8%残留含水率下冷拌料的TSR值下降了56.4%，6%残留含水率下冷拌料的TSR值下降了54.6%，4%残留含水率下冷拌料的TSR值下降了53.9%，2%残留含水率下冷拌料的TSR值下降了53.3%。说明在温度老化条件下，内部残留水的降低对于冷拌料的水稳性能提升明显，其受温度老化影响越小，且热拌改性沥青混合料的水稳定性受温度老化影响程度要小于冷拌乳化沥青混合料，这是因为冷拌料早期的水分挥发留下的空隙，在冻融循环下造成混合料进一步损害，其水稳性能受温度老化影响更为严重。 5 结论 在温度老化条件下，冷拌料和热拌料的马歇尔稳定度均先上升后下降，最后趋于平稳，动稳定度值先快速上升后趋于平缓，低温性能和水稳性能均随之降低，冷拌料的上述性能随残留含水率的下降而提升，且当残留水越少，冷拌料的抗温度老化性能越好，其上述性能受温度老化影响越小，且当残留含水率在12%、10%、8%时，冷拌料的强度和低温性能受温度老化影响程度大于热拌料，当残留含水率在6%、4%、2%时，冷拌料的强度和低温性能受温度老化影响程度小于热拌料；所测残留含水率内冷拌料的水稳定性能受温度老化影响程度均小于热拌料，且高温性能优于热拌料。 参考文献 [1]李书飞.残留水对冷拌冷铺乳化沥青混合料性能影响研究[D].北京建筑大学,2020. [2]邓毓康.浅谈冷补沥青混合料在冬季市政道路养护中的应用[J].科技情报开发与经济,2010,20(15):214-216. [3]杨云涛.改善冷拌沥青混合料耐久性的方法[D].重庆交通大学,2016. [4]刘鹏.常温拌和沥青混合料性能评价与改善研究[D].北京建筑大学,2017. [5]王清洲,马小江,董利伟等.冷拌冷铺水性环氧乳化沥青混合料性能研究[J].热固性树脂,2019,34(06):31-35+44. [6]徐文,文正,张恺等.配合比设计参数对冷拌沥青混合料性能影响研究[J/OL].武汉理工大学学报(交通科学与工程版):1-8[2020-11-13]. [7]李菁若,侯艺桐,邓稳等.环氧掺量对水性环氧乳化沥青冷拌料性能的影响[J].化工新型材料,2020,48(04):226-230.  |
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