sbr乳化型冷拌冷铺沥青混合料室内性能试验研究
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第 ４５卷 第 ４期 ２０１９年 １２月
湖南交通科技
ＨＵＮＡＮＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．４５ Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．，２０１９
文章编号：１００８?８４４Ｘ（２０１９）０４?００２２?０４
ＳＢＲ乳化型冷拌冷铺沥青混合料室内性能 试验研究
谢伟伟１，郑 全１，陈兆南２，何文政２
广应用具有重要的指导作用［９－１４］。
１ 配 合 比 设 计 方 法 适 用 性 分 析
目前，国内外关于乳化沥青混合料配合比设计 方法主要有：修正马歇尔设计方法、旋转压实方 法、修正的 Ｈｖｅｅｍ法以及无侧限抗压强度法。其 中，修正马歇尔设计方法是基于马歇尔试验方法， 但此方法容易导致乳化沥青尚未破乳粘结强度已形 成，稳定 度 不 能 够 表 示 混 合 料 剪 切 强 度；Ｓｕｐｅｒ ｐａｖｅ旋转压 实 设 计 方 法 应 用 较 少， 主 要 存 在 于 高 等级公路中，旋转压实设备比较昂贵，不适宜养护 工程项目；修正的 Ｈｖｅｅｍ法设备比较复杂，试验 结论主观性较强，此设计方法国内很少采用；无侧 限抗压强度法试验操作比较容易，但试验结果与实 际偏差较大。
２６５ １００
１９ ９７５
１６ ８８５
１３２ ７８７
表 １ 混合料合成级配
不同筛孔（ｍｍ）的通过率
９５
４７５
２３６
１１８
６８１
４４６
３０４
１９９
０６ １３３
０３ １０１
０１５ ８６
％
００７５ ５９
２３ 外加水量确定 为了更好地使乳化沥青与石料裹覆，增加乳化
沥青混合料的工作性，乳化沥青混合料拌和中需要 外掺一定水量。根据 《公路沥青路面再生技术规 范》 相关 要 求，采 用 土 工 击 实 试 验 方 法， 通 过 干 密度 －含水率曲线确定最佳含水率。另外，实际应 用中一般可通过经验判断外掺水量，如通过拌和裹 覆试验预判，或采用经验推荐用水量。
试验采用的粗、细集料均为普通的石灰岩，填 料为矿粉，经原材料室内试验检测，集料和矿粉各 项性能指标均符合技术要求。 ２．１．３ 水泥
水泥为 ３２５普通硅酸盐水泥，其初凝时间为 ９５ｍｉｎ。 ２２ 矿料级配设计
本文以高固含量 ＳＢＲ乳化型沥青混合料为研 究对象，结合级配结构组成特点，确定采用路用性 能较好的密级配 ＡＣ—２０。混合料级配如表 １所示。
（１宿迁市公路事业发展中心，江苏 宿迁 ２２３８００； ２江苏中路工程技术研究院有限公司，江苏 南京 ２１００００）
摘 要：为研究高固含量 ＳＢＲ乳化型沥青混合料的配合比设计方法及其路用性能，通过
对几种常见的设计方法适用性分析，优选适合冷拌冷铺的设计方法，并进行乳化沥青混合级
配设计与确定最佳用水量及油石比。结果表明：采用第 １遍双面 ５０次，１１０℃试模内养生 ２４ｈ，接着第 ２遍双面 ２５次，脱模后静置 ２４ｈ成型方式，配合比为 １＃∶２＃∶３＃∶４＃∶水泥 ＝
采用乳化沥青作为胶结料的冷拌沥青混合料， 与传统的热拌沥青混合料不同，不能按照传统的热 拌沥青混 合 料 设 计 方 法 进 行 混 合 料 设 计［６］。 乳 化 沥青必须经过从骨料的粘附到蒸干等过程才能完全 恢复沥青原有的粘结性能。混合料的强度是随着水 分的蒸发不断增长，而不是一次成型 。 ［７－８］ 因此， 开展冷拌冷铺乳化沥青混合料配合比设计方法及性 能试验研究，以确定最佳的成型方式、矿料级配、 用水量和油石比，验证乳化沥青混合料路用性能， 对冷拌冷铺乳化沥青混合料在干线公路工程中的推
收稿日期：２０１９?０７?１５ 作者简介：谢伟伟（１９８１—），男，工程师，主要从事公路工程养护。
４期
谢伟伟，等：ＳＢＲ乳化型冷拌冷铺沥青混合料室内性能试验研究
２３
２ 混 合 料 配 合 比 设 计 内 容
２１ 原材料 ２．１．１ ＳＢＲ乳化沥青
ＳＢＲ乳化沥青采用自主研发的高固含量改性乳 化沥青，其主要技术指标包括：破乳速度为慢裂； 筛上剩余量 （１１８ｍｍ筛） 为 ００２％；恩格拉粘 度 Ｅ２５为 ７５；蒸发残留物含 量 ６５８％、针 入 度 ７３（００１ｍｍ）、软化点 ５９５℃、延度 ２０ｃｍ等。 ２．１．２ 集料
试验过程中，初拟沥青试验油石比 ４３％，总 用水量依次增加 １％进行击实试验，击实试验最大 干密度 －含水率结果如图 １所示。
图 １ 击实试验结果
随着含水率的增加，干密度呈现先增大后减小 的变化趋势。基于土工试验的结果，进行拌和裹覆 试验，结果在外掺水量为 ０时，乳化沥青与集料的 裹覆效果仍然很好，几乎观察不到花白料，这说明 本次所用的慢裂乳化沥青拌和工作性较好。在综合 考虑土工击实试验和拌和裹覆试验结果的基础上， 确定本次试验的最佳含水率为 ４６％，对应的最佳 总用水量为 ６０％。外掺水量根据总用水量、集料 含水率和乳化沥青含水率进行计算确定。 ２４ 修正马歇尔２％∶１％，油石比为 ４５％，制备的高性能乳化沥青路用性能满足
沥青路面施工技术要求，为 ＳＢＲ乳化型沥青混合料推广应用提供参考。
关键词：ＳＢＲ乳化沥青混合料；冷拌冷铺；级配设计；最佳用水量；性能试验
中图分类号：Ｕ４１４
文献标志码：Ａ
０ 引 言
热拌沥青混合料是目前最主要的混合料类型， 但其存在施工温度高、污染严重、操作危险性大、 施工工期短等诸多不利因素，对公路的快速发展带 来很多制约［１－２］。随着大家对环境保护的重视，迫 切需要在道路建设与养护工程中提供一种低能耗、 少污染、成本低、施工方便的沥青混合料，满足混 合料拌和、运输、摊铺和压实施工要求。然而目前 乳化沥青混合料种类繁多，乳化沥青破乳速度和路 用性能等问题制约乳化沥青混合料大规模推广应 用［３－５］。
综上所述，当前众多公路建设与养护工程中采 用最多的是修正马歇尔试验方法，其设备简单、结 果直观可靠。本文依据修正马歇尔试验方法，结合 以往工程实践经验，对 ＳＢＲ乳化沥青混合料配合 比设计方法进行优化调整，开展相关性能试验研 究，为 ＳＢＲ乳化型冷拌冷铺沥青混合料在干线公 路养护工程中大规模推广应用提供理论依据。
湖南交通科技
ＨＵＮＡＮＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．４５ Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．，２０１９
文章编号：１００８?８４４Ｘ（２０１９）０４?００２２?０４
ＳＢＲ乳化型冷拌冷铺沥青混合料室内性能 试验研究
谢伟伟１，郑 全１，陈兆南２，何文政２
广应用具有重要的指导作用［９－１４］。
１ 配 合 比 设 计 方 法 适 用 性 分 析
目前，国内外关于乳化沥青混合料配合比设计 方法主要有：修正马歇尔设计方法、旋转压实方 法、修正的 Ｈｖｅｅｍ法以及无侧限抗压强度法。其 中，修正马歇尔设计方法是基于马歇尔试验方法， 但此方法容易导致乳化沥青尚未破乳粘结强度已形 成，稳定 度 不 能 够 表 示 混 合 料 剪 切 强 度；Ｓｕｐｅｒ ｐａｖｅ旋转压 实 设 计 方 法 应 用 较 少， 主 要 存 在 于 高 等级公路中，旋转压实设备比较昂贵，不适宜养护 工程项目；修正的 Ｈｖｅｅｍ法设备比较复杂，试验 结论主观性较强，此设计方法国内很少采用；无侧 限抗压强度法试验操作比较容易，但试验结果与实 际偏差较大。
２６５ １００
１９ ９７５
１６ ８８５
１３２ ７８７
表 １ 混合料合成级配
不同筛孔（ｍｍ）的通过率
９５
４７５
２３６
１１８
６８１
４４６
３０４
１９９
０６ １３３
０３ １０１
０１５ ８６
％
００７５ ５９
２３ 外加水量确定 为了更好地使乳化沥青与石料裹覆，增加乳化
沥青混合料的工作性，乳化沥青混合料拌和中需要 外掺一定水量。根据 《公路沥青路面再生技术规 范》 相关 要 求，采 用 土 工 击 实 试 验 方 法， 通 过 干 密度 －含水率曲线确定最佳含水率。另外，实际应 用中一般可通过经验判断外掺水量，如通过拌和裹 覆试验预判，或采用经验推荐用水量。
试验采用的粗、细集料均为普通的石灰岩，填 料为矿粉，经原材料室内试验检测，集料和矿粉各 项性能指标均符合技术要求。 ２．１．３ 水泥
水泥为 ３２５普通硅酸盐水泥，其初凝时间为 ９５ｍｉｎ。 ２２ 矿料级配设计
本文以高固含量 ＳＢＲ乳化型沥青混合料为研 究对象，结合级配结构组成特点，确定采用路用性 能较好的密级配 ＡＣ—２０。混合料级配如表 １所示。
（１宿迁市公路事业发展中心，江苏 宿迁 ２２３８００； ２江苏中路工程技术研究院有限公司，江苏 南京 ２１００００）
摘 要：为研究高固含量 ＳＢＲ乳化型沥青混合料的配合比设计方法及其路用性能，通过
对几种常见的设计方法适用性分析，优选适合冷拌冷铺的设计方法，并进行乳化沥青混合级
配设计与确定最佳用水量及油石比。结果表明：采用第 １遍双面 ５０次，１１０℃试模内养生 ２４ｈ，接着第 ２遍双面 ２５次，脱模后静置 ２４ｈ成型方式，配合比为 １＃∶２＃∶３＃∶４＃∶水泥 ＝
采用乳化沥青作为胶结料的冷拌沥青混合料， 与传统的热拌沥青混合料不同，不能按照传统的热 拌沥青混 合 料 设 计 方 法 进 行 混 合 料 设 计［６］。 乳 化 沥青必须经过从骨料的粘附到蒸干等过程才能完全 恢复沥青原有的粘结性能。混合料的强度是随着水 分的蒸发不断增长，而不是一次成型 。 ［７－８］ 因此， 开展冷拌冷铺乳化沥青混合料配合比设计方法及性 能试验研究，以确定最佳的成型方式、矿料级配、 用水量和油石比，验证乳化沥青混合料路用性能， 对冷拌冷铺乳化沥青混合料在干线公路工程中的推
收稿日期：２０１９?０７?１５ 作者简介：谢伟伟（１９８１—），男，工程师，主要从事公路工程养护。
４期
谢伟伟，等：ＳＢＲ乳化型冷拌冷铺沥青混合料室内性能试验研究
２３
２ 混 合 料 配 合 比 设 计 内 容
２１ 原材料 ２．１．１ ＳＢＲ乳化沥青
ＳＢＲ乳化沥青采用自主研发的高固含量改性乳 化沥青，其主要技术指标包括：破乳速度为慢裂； 筛上剩余量 （１１８ｍｍ筛） 为 ００２％；恩格拉粘 度 Ｅ２５为 ７５；蒸发残留物含 量 ６５８％、针 入 度 ７３（００１ｍｍ）、软化点 ５９５℃、延度 ２０ｃｍ等。 ２．１．２ 集料
试验过程中，初拟沥青试验油石比 ４３％，总 用水量依次增加 １％进行击实试验，击实试验最大 干密度 －含水率结果如图 １所示。
图 １ 击实试验结果
随着含水率的增加，干密度呈现先增大后减小 的变化趋势。基于土工试验的结果，进行拌和裹覆 试验，结果在外掺水量为 ０时，乳化沥青与集料的 裹覆效果仍然很好，几乎观察不到花白料，这说明 本次所用的慢裂乳化沥青拌和工作性较好。在综合 考虑土工击实试验和拌和裹覆试验结果的基础上， 确定本次试验的最佳含水率为 ４６％，对应的最佳 总用水量为 ６０％。外掺水量根据总用水量、集料 含水率和乳化沥青含水率进行计算确定。 ２４ 修正马歇尔２％∶１％，油石比为 ４５％，制备的高性能乳化沥青路用性能满足
沥青路面施工技术要求，为 ＳＢＲ乳化型沥青混合料推广应用提供参考。
关键词：ＳＢＲ乳化沥青混合料；冷拌冷铺；级配设计；最佳用水量；性能试验
中图分类号：Ｕ４１４
文献标志码：Ａ
０ 引 言
热拌沥青混合料是目前最主要的混合料类型， 但其存在施工温度高、污染严重、操作危险性大、 施工工期短等诸多不利因素，对公路的快速发展带 来很多制约［１－２］。随着大家对环境保护的重视，迫 切需要在道路建设与养护工程中提供一种低能耗、 少污染、成本低、施工方便的沥青混合料，满足混 合料拌和、运输、摊铺和压实施工要求。然而目前 乳化沥青混合料种类繁多，乳化沥青破乳速度和路 用性能等问题制约乳化沥青混合料大规模推广应 用［３－５］。
综上所述，当前众多公路建设与养护工程中采 用最多的是修正马歇尔试验方法，其设备简单、结 果直观可靠。本文依据修正马歇尔试验方法，结合 以往工程实践经验，对 ＳＢＲ乳化沥青混合料配合 比设计方法进行优化调整，开展相关性能试验研 究，为 ＳＢＲ乳化型冷拌冷铺沥青混合料在干线公 路养护工程中大规模推广应用提供理论依据。