冷拌冷铺沥青混合料长期路用性能研究

摘  要：冷拌冷铺沥青混合料作为一种新型沥青混合料，具有节能、环保、施工效果显著等特点，相比热拌沥青混合料，其长期路用性能更加优异。本文以乳化型冷拌冷铺沥青混合料长期路用性能为研究对象，针对其抗老化性能、抗水损坏性能和抗化学腐蚀性能进行了分析与探讨，以期为冷拌冷铺沥青混合料的推广与应用提供参考和借鉴。

关键词：冷拌冷铺;路用性能;抗老化性能

中图分类号：TU535    文献标识码：A         文章编号：2096-6903（2020）12-0000-00

1冷拌冷铺沥青混合料抗老化性能分析

冷拌冷铺沥青混合料在外界环境的长期作用下，很容易出现沥青老化现象，其中影响最为严重的因素为紫外光照、温度。在上述两种因素作用下，将会大大降低沥青和集料之间的粘结性，致使混合料路用性能下降，最终缩短工程使用年限。为此，本文针对光老化、热氧老化等问题对冷拌冷铺沥青混合料马歇尔强度的影响进行了分析[1]。具体如下：

1.1光老化的分析

太阳光辐射是导致冷拌冷铺沥青混合料光老化的主要因素，在紫外光长期作用下，沥青将越来越脆，这将会降低沥青的各项性能指数。为了更好地验证光对冷拌冷铺沥青混合料的老化影响，本文采用了马歇尔试验法进行冷拌冷铺沥青混合料马歇尔强度的测定，并与热拌沥青混合料进行比较分析，具体结果如表1所示。

由此可见，光老化之后，无论是热拌沥青混合料，还是冷拌冷铺沥青混合料，其马歇尔强度都会随着时间的增加而大幅下降，直至趋于稳定。其根源在于光老化作用下，将会促使沥青脆化，进而影响沥青的粘结性能。伴随时间的延长，沥青混合料的马歇尔强度将逐步趋向稳定。相比之下，冷拌冷铺沥青混合料的马歇尔强度下降幅度较小[2]。

1.2热氧老化的分析

温度是影响冷拌冷铺沥青混合料沥青老化的直接原因之一，为了更好地分析温度对混合料长期路用性能的影响，本文同样以热拌沥青和冷拌冷铺沥青混合料进行热氧老化后的沥青混合料性能分析，通过马歇尔试验所得结果如表2所示。

由此可见，在热氧老化0～70d之间，冷拌冷铺沥青混合料的稳定度在0～21d时出现了上升趋势，随后又随之下降。在老化初期，冷拌冷铺沥青混合料残留水分不断蒸发。由于沥青混合料内自由水的不断下降，这会大幅增加沥青与矿料的粘附性能，提高沥青混合料的强度。然而，伴随老化时间的持续延长，沥青逐步发生氧化反应，沥青轻组分挥发速度加快，强度随之降低。通过数据分析可知，无论是热拌沥青混合料，亦或是冷拌冷铺沥青混合料，其沥青混合料在热氧老化条件下随着老化时间的不断增加，其强度变化趋势具有一致性[3]。

2冷拌冷铺沥青混合料抗水损害性能分析

乳化型冷拌冷铺沥青混合料在长期使用过程中极易产生坑洞、松散等情况，很大原因在于此类材料的抗水损能力不足。为此，在长期路用性能研究中，抗水损害性能至关重要。本文以冻融循环试验和浸水车辙试验进行分析与探讨。

2.1冻融循环试验

为进行冷拌冷铺沥青混合料静水损害性能评价，本文采用多次冻融循环试验进行探讨。伴随冻融循环天数的不断增加，热拌和冷拌冷铺沥青混合料的劈裂强度都呈现出下降趋势。在第10次冻融循环时，冷拌冷铺沥青混合料的劈裂强度基本不复存在，但是热拌沥青混合料的劈裂强度仍有所存留，基本上可达到40%左右。究其原因在于，冻融循环作用下，随着冻融次数的不断增加，进入混合料内的水越来越多，水压力越来越大，进而大大增加了混合料内的空隙率，迫使其劈裂强度下降。由于养护过程中冷拌冷铺沥青混合料内水分在持续蒸发，因此，其空隙量更大，且较为分散，导致冷拌冷铺沥青混合料受冻融循环次数的影响作用更大。

在反复冻融过程中，冷拌冷铺沥青混合料内空隙不断增加，内部损坏越来越大。因此，做好冷拌冷铺沥青混合料空隙率研究至关重要，可以充分了解冷拌冷铺沥青混合料冻融劈裂强度变化规律[4]。

2.2浸水车辙试验

目前，常用的浸水车辙试验主要包括3种，具体如下：

第一种：在60℃烘箱内放置试件，并进行6h保温处理。随后向60℃水箱内放入试件，以此进行车辙试验。

第二种：在60℃水槽内放入试件，并进行48h浸泡处理。随后向60℃水箱内放入试件，以此进行车辙试验。

第三种：在15℃水槽内放入试件，并进行2h浸水处理。随后向40℃水槽内放入试件，并进行4h浸泡处理，以此进行车辙试验。

为全面了解冷拌冷铺沥青混合料的浸水车辙试验效果，本文采用了上述三种试验方法，并和热拌沥青混合料试验结果进行比较分析。

通过试验可知，不同浸水车辙试验条件下，两种沥青混合料的变化趋势具有一致性，位移量都呈变大趋势。在同一浸水条件下，冷拌冷铺沥青混合料随着温度的提升，其沥青粘度将随之降低，更易产生剪切形变现象。但是相比热拌沥青混合料，冷拌冷铺沥青混合料的位移量相对较小，由此说明在动水影响下，冷拌冷铺沥青混合料的抗水损性能更显著。

3冷拌冷铺沥青混合料抗化学腐蚀性能分析

融雪剂是危害沥青混合料性能的因素之一，冬季天气寒冷，降雪时，为保证路面行车安全，不得不采用融雪剂清理路面积雪，一般情况下，其多采用富含碱性物质的融雪剂，这种情况下将会导致沥青混合料被碱腐蚀。为此，做好冷拌冷铺沥青混合料抗化学腐蚀性能研究很有必要。

醋酸钾类、氯盐类是两种常用的融雪剂材料，其中氯盐类应用最多。为了了解不同融雪剂对冷拌冷铺沥青混合料抗化学腐蚀性能的影响情况，本文同样以热拌沥青混合料和冷拌冷铺沥青混合料为例，选取NaCl融雪剂类型进行对比分析。

将两种试件浸泡到NaCl溶液内，每隔5d进行一次检测，检测35d共8次，热拌沥青混合料浸泡天数为0时，稳定度為16.45kN，无损伤;浸泡天数为35d时，稳定度为14.02kN，损伤度为14.77%。冷拌冷铺沥青混合料浸泡天数为0时，稳定度为15.6kN，无损伤;浸泡天数为35d时，稳定度为9.26kN，损伤度为40.64%。由此说明，在浸泡NaCl溶液后，冷拌冷铺沥青混合料的损伤度更大。

通过冻融劈裂强度比变化分析，热拌沥青混合料浸泡天数为0时，冻融劈裂强度比为90.28%，无损伤;浸泡天数为35d时，冻融劈裂强度比为81.81%，损伤度为9.38%。冷拌冷铺沥青混合料浸泡天数为0d时，冻融劈裂强度比为89.70%，无损伤;浸泡天数为35d时，冻融劈裂强度比为81.25%，损伤度为9.42%。由此说明，通过浸泡NaCl溶液后，两类不同沥青混合料的水稳定性均有所下降，且下降幅度基本相同，且都可满足规范规定。

4结语

综上所述，随着社会经济的迅速发展，我国公路建设规模持续扩大。沥青路面是高等级公路最常见的一种路面结构形式，其在传统沥青路面材料使用中，多以热拌沥青混合料为主，经过长期实践发现，热拌沥青混合料的应用，将会带来许多问题，尤其是污染环境、老化现象严重等最为突出。为了解决这一难题，冷拌冷铺沥青混合料应运而生。冷拌冷铺沥青混合料，简称CMA，是指在不加热沥青、矿料的情况完成拌和、摊铺等一系列施工工序，养生施工后，可以达到与热拌沥青混合料力学性能相同的一种高性能沥青混合料。本文以冷拌冷铺沥青混合料为研究对象，对其长期路用性能展开了论述，以期更好地掌握混合料的使用性能，提高应用效果。

参考文献

[1]徐世法，黄玉颖，蔡硕果，等.冷拌冷铺沥青混合料技术进展[J].筑路机械与施工机械化， 2018，35（2）：34-36.

[2]李思童，何志敏，蔡硕果，等.乳化型冷拌冷铺沥青混合料室内加速模拟养生条件[J].筑路机械与施工机械化，2018，35（2）：37-42.

[3]曹丽萍，王兴隆，谭忆秋.乳化沥青冷再生混合料初期性能评价[J].石油沥青，2017（1）：6-11.

[4]季节，刘禄厚，索智.水性环氧树脂改性乳化沥青混合料性能[J].北京工业大学学报，2018，44（4）：568-576.

收稿日期：2020-11-06

作者简介：姜帅（1987—），男，河南许昌人，本科，工程师，研究方向：交通。