沥青混合料离析处治材料与工艺优化

胡建锋+陈学军+石德景+蒋应军

摘要：为了优化沥青混合料离析处治材料与工艺，研究了6种不同配比处治材料及3种处治工艺对不同离析程度的处治效果。结果表明：水性环氧乳化沥青处治离析试件后，防水性能大幅提高，2次涂刷对试件路用性能影响显著，第3次涂刷后增强不明显；当水性环氧树脂乳液掺量为30%～40%时，轻度离析试件涂刷1次、中度和重度离析试件涂刷2次后力学性能分别提高2%～5%、10%～12%、10%～13%，水稳定性能分别提高8%～13%、17%～21%、24%～31%，高温性能提高9%～14%、10%～14%、26%～30%。

关键词：道路工程；沥青混合料；离析；处治

中图分类号：U416.2文献标志码：B

Materials for Treatment of Asphalt Mixture Segregation and Process Optimization

HU Jianfeng1， CHEN Xuejun2， SHI Dejing3， JIANG Yingjun4

（1. Transportation Bureau of Wuyi County， Jinhua 321000， Zhejiang， China； 2. Highway Administration of

Yongkang City， Jinhua 321000， Zhejiang， China； 3. Highway Administration of Wuyi County，

Jinhua 321000， Zhejiang， China； 4. Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of

Ministry of Education， Changan University， Xian 710064， Shaanxi， China）

Abstract： In order to optimize the treatment of asphalt mixture segregation， the effects of six kinds of differently proportioned materials and three treatment techniques on the treatment of segregation were studied. The results show that by applying waterbased epoxy emulsion， the water resistance of the specimen is greatly improved， and the effect of the second brushing on the pavement performance of the specimen is notable， while the effect is not obvious after the third brushing. When the content of waterbased epoxy emulsion is 30%40%， after one time of brushing for mild segregation and two times for moderate and severe situations， mechanical property improves by 2%5%， 10%12% and 10%13% respectively， water stability improves by 8%13%， 17%21% and 24%31%， and high temperature performance improves by 9%14%， 10%14% and 26%30%.

Key words： road engineering； asphalt mixture； segregation； treatment

0引言

近年来，骨架密實沥青混合料因其优良的路用性能得到广泛应用[14]，但随之而来的是工程实践中出现的离析问题。离析影响路面使用寿命，严重时会导致路面寿命缩短一半甚至更多[57]。目前，国内外研究学者在防止或减少沥青路面离析方面提出许多行之有效地措施[813]：商博明等提出采用水泥乳浆灌注技术处治离析路面[14]；曾德亮研究了采用水性环氧树脂改性乳化沥青处治离析路面的防水抗渗性；Johnson D等研究了密封剂对沥青路面裂缝的处治效果；Harold L.C等探讨了沥青型密封剂、沥青封层、乳化沥青稀浆封层、沥青雾封层、煤焦油型密封剂等表面涂层的封水效果[1620]。但上述研究仅对封水、抗渗性能进行研究并提出了相应的措施，未对路面离析问题提出有效地处治方法。本文对沥青混合料封水、抗渗性能以及离析问题进行深入研究，并提出相应的处治措施。

1原材料及试验方案

1.1原材料选择

1.1.1沥青混合料

沥青采用SBS（IC）改性沥青；粗集料采用平利县水磨沟石料场的辉绿岩；细集料与矿粉采用平利县红岩沟石料场的石灰岩。经检测，原材料各项技术指标均符合规范要求。

1.1.2离析处治材料

离析处治材料主要由水性环氧树脂乳液、乳化沥青和水性固化剂组成。

水性环氧树脂乳液选用双酚环氧树脂E44，采用复配乳化剂技术和相反转法制备而成，技术性质见表1。

乳化沥青采用BE4型沥青乳化剂和SK90#沥青制备，技术性质见表2。

固化剂与水性环氧树脂乳液相容性好，且在水性固化剂中加入乳化沥青形成均匀、无沉淀、无破乳的混合液，固化剂技术性质见表3。endprint

1.2试验方案

1.2.1矿料级配

1.2.2离析处治材料

试验拟采用离析处治材料的各成分比例见表5。表中“ExRyHz”表示乳化沥青占x%、水性环氧树脂乳液占y%、固化剂占z%。

1.2.3处治工艺

试验拟采用6种离析处治材料、3种处治工艺。具体处治方案如下。

第1次涂刷时，离析处治材料涂刷量以即将流出而未流出试件为宜；涂刷1次后，当试件表面材料破乳、颜色变黑时，进行第2次涂刷，涂刷量以填充处治完第1次残留的区域为止；涂刷2次后，当试件表面材料破乳、颜色变黑时，进行第3次涂刷，涂刷量以填充处治完第2次残留的区域为止。

根据离析试件第1次和第2次的涂刷情况，研究发现：经过E100R0H0、E85R10H5和E70R20H10比例的处治材料涂刷后，离析试件在进行水稳定性试验时，离析处治材料软化严重，尤其是E100R0H0比例，非常粘手，若应用于实际工程，在夏季会出现黏轮胎

的比例稠度不断增加，流动性显著降低，经过第1次和第2次涂刷后试件的处治表面已被离析处治材料填充密实，故对于E25R50H25比例的处治材料，仅对重度离析的试件进行第3次涂刷；对E40R40H20比例的处治材料，仅对中度离析和重度离析的试件进行第3次涂刷；对E55R30H15比例的离析处治材料，对轻度、中度和重度离析的试件进行第3次涂刷。

2试验结果及分析

2.1水稳定性能

可知，随着涂刷次数增加，处治后中度、重度离析试件空隙率明显降低，涂刷3次后对离析试件空隙率影响不明显。相比乳化沥青，水性环氧乳化沥青封水效果更为显著。

（2）渗水系数。处治前与处治后试件渗水系数试验结果见表7。

由表7可知，采用乳化沥青处治时，涂刷1次后试件渗水系数显著降低，由涂刷前的2 182（中度离析）、6 000 mL·min-1（重度离析）分别降低到490、3 000 mL·min-1，但不能满足规范要求，再次涂刷对渗水系数无明显影响，仍不能满足规范要求；采用离析处治材料后，试件渗水系数显著降低，且随水性环氧树脂乳液增加，处治效果逐渐增强。中度离析时，水性环氧树脂乳液掺量为10%，涂刷2次后試件渗水系数为73 mL·min-1，即可满足规范要求；水性环氧树脂乳液掺量达40%时涂刷1次，试件渗水系数为89 mL·min-1，满足规范要求； 重度离析时，水性环氧树脂乳液掺量为40%，涂刷2次后试件不渗水；水性环氧树脂乳液掺量达50%时涂刷1次后试件渗水系数为41 mL·min-1，满足规范要求。

可知：未经处治的离析试件冻融劈裂抗拉强度比不能满足规范要求；处治后试件冻融劈裂抗拉强度比有不同程度的提高，经6种材料处治后轻度离析试件冻融劈裂抗拉强度比均可满足规范要求；采用乳化沥青处治时，涂刷1次后试件冻融劈裂抗拉强度比有所提高，由涂刷前的768%（轻度离析）、705%（中度离析）和632%（重度离析）分别提高到824%、752%和671%，再次涂刷对冻融劈裂抗拉强度无明显影响，中度、重度离析试件冻融劈裂抗拉强度比仍不能满足规范要求。随着水性环氧树脂乳液的增加，处治效果增强。中度离析时，水性环氧树脂乳液掺量达20%时，涂刷2次后中度离析试件冻融劈裂抗拉强度比为807%，可满足规范要求；水性环氧树脂乳液掺量达30%时涂刷1次后试件冻融劈裂抗拉强度比为812%，可满足规范要求。重度离析时，水性环氧树脂乳液掺量达40%时涂刷2次后试件冻融劈裂抗拉强度比为828%，可满足规范要求。

2.2力学性能

（1）马歇尔稳定度。处治前与处治后试件马歇尔稳定度试验结果见表9。

由表9可知：轻度、中度离析时，未经处治的试件马歇尔稳定度满足规范要求；乳化沥青处治后马歇尔稳定度最大可提高7%，但处治后的重度离析试件马歇尔稳定度仍不能满足规范要求；采用离析处治材料处治时，随着水性环氧树脂乳液的增加，处治效果增强；当水性环氧树脂乳液掺量达30%～40%时，处治后的马歇尔稳定度可提高25%～35%（中度离析）或40%～55%（重度离析）；第3次涂刷后增强效果不显著。

（2）劈裂抗拉强度。处治前与处治后试件的劈裂抗拉强度试验结果见表10。

由表10可知：乳化沥青对试件的劈裂抗拉强度几乎无影响；采用离析处治材料时，随着水性环氧树脂乳液的增加，处治效果增强；当水性环氧树脂乳液掺量达30%～40%时，处治后试件劈裂抗拉强度至少可提高10%；前2次涂刷对试件劈裂抗拉强度有显著增强，第3次涂刷后效果不明显。

可知：处治后试件抗剪强度有不同程度增加；采用乳化沥青处治时，涂刷1次后试件抗剪强度提高了2%～3%，再次涂刷试件抗剪强度提高了4%～6%，提升幅度不明显；采用离析处治材料处治时，随水性环氧树脂乳液的增加，处治效果增强；当水性环氧树脂乳液掺量达30%～40%时，经2次涂刷后离析试件的抗剪强度可提高25%左右，前2次涂刷对试件马歇尔稳定度有显著影响，第3次涂刷后增强效果不明显。

3结语

（1）处治材料与工艺对离析试件水稳定性能的影响结果表明：经乳化沥青处治后中度、重度离析试件渗水系数、水稳定性仍不能满足规范要求；而经水性环氧乳化沥青处治后中度、重度离析试件渗水系数、水稳定性可满足规范要求。

（2）处治材料与工艺对离析试件力学性能的影响结果表明：经乳化沥青处治后试件稳定度、劈裂抗拉强度和抗压强度无显著提高；经掺量为30%～40%的水性环氧乳化沥青处治后，稳定度可提高25%～35%（中度离析）或40%～55%（重度离析），劈裂抗拉强度可提高10%，抗压强度可提高10%～15%。

（3）处治材料与工艺对离析试件高温性能的影响结果表明：经乳化沥青处治后试件动稳定度、抗剪强度无显著提高；经掺量30%～40%水性环氧乳化沥青处治后，试件动稳定度可提高10%～30%（中度离析）或50%～70%（重度离析），抗剪强度可提高约25%。

参考文献：

[1]胡力群，牛刚.骨架密实结构水泥稳定碎石离析原因及改善措施[J].筑路机械与施工机械化，2005，22（12）：2729，33.

[2]唐娴，王社良，戴经梁.沥青混合料离析的评价模型与评价标准[J].交通运输工程学报，2010，10（2）：15.

[3]李强.沥青混合料离析成因及控制[J].山西建筑，2004，30（2）：5354.endprint