0 引言

　　热拌沥青混合料具有良好的路用性能，但其不能适应寒冷季节或特殊环境下的施工。为解决此问题，冷拌冷铺沥青混合料应运而生^[1,2,3]。其中，冷拌环氧沥青混合料作为一种新型的冷拌沥青混合料，其性能优异、高效、环保，适用范围广，逐渐成为研究热点，对其进行深入研究具有重要的现实意义^[4]。

　　环氧沥青作为一种反应型胶凝材料，温度对其的固化速率有较大影响。为了便于指导施工，本文对不同养生温度下的冷拌环氧沥青混合料进行评价和研究。通过室内试验，对不同养生温度下的冷拌环氧沥青混合料性能进行对比，通过数据分析指导不同温度下路面施工后开放交通的时间。

　　1 试验准备

　　试验选取自行研制的冷拌环氧沥青，该环氧沥青由A,B组分组成，A组分是基质沥青、增容剂和环氧树脂的混合物，环氧树脂选用双酚A型缩水甘油醚环氧树脂，B组分是复配的固化剂。选取AC-13型沥青混合料作为研究对象，通过对混合料进行马歇尔试验，确定最佳油石比为5.4%。经过试验，原材料各项指标符合规范要求。

　　冷拌环氧沥青是一种反应型材料，随着温度升高，环氧树脂反应速率加快，冷拌环氧沥青混合料的固化速率也加快。因此，选取30,0,-20℃作为试验养生温度，这几个温度可代表国内大多数地区的气温。然后分别研究不同时间下3种温度的环氧沥青固化率和混合料性能的变化情况。

　　2 试验流程

　　2.1 环氧沥青固化试验

　　1)在常温条件下将环氧沥青A,B组分按一定的质量比倒入混合装置中，搅拌5min使之均匀，制备出环氧沥青样品。

　　2)制备拉伸试验需要的试样，分别置于预先设定好的试验温度在(30,0,-20℃)恒温箱中。

　　3)每个恒温箱中的试样养生4,8,16,24,36,48,56h进行拉伸试验，记录该养生温度、养生时间下的拉伸强度。

　　2.2 混合料养生试验

　　1)在常温条件下将冷拌沥青A,B组分按一定质量比倒入混合装置中，搅拌5min使之均匀。

　　2)把集料和混合好的冷拌环氧沥青倒入拌合锅中，60r/min速度下搅拌60s，使沥青均匀分布在集料上。

　　3)拌合锅中倒入矿粉，先快速搅拌60s，再慢速搅拌50s，使集料均匀裹覆沥青矿粉胶浆，即得到冷拌环氧沥青混合料。制备马歇尔试件，放置大30,0,-20℃恒温箱中养生，分别在养生时间4,8,16,24,36,48h后脱模，进行马歇尔试验。

　　3 试验结果与分析

　　3.1 力学性能

　　热沥青混合料属于热塑性材料，温度降下来，强度完全形成，施工完成可立刻开放交通。但冷拌环氧沥青混合料属于反应型材料，其强度是随着环氧沥青中的化学反应逐渐形成。经过一段时间，等沥青中的环氧树脂全部固化后，混合料才能达到最终强度^[5,6]。环氧沥青的固化试验数据如表1所示。

　　表1 环氧沥青固化试验数据 

　　表1 环氧沥青固化试验数据

　　由表1可看出，不同养生温度中，该环氧沥青在48h时均固化完全，且最终拉伸强度无明显差别，温度仅影响强度形成速率，表明该环氧沥青具备低温下使用特质。

　　冷拌环氧沥青混合料在不同养生温度下的马歇尔稳定度随养生时间的数据如表2所示，变化趋势如图1所示。

　　表2 冷拌环氧沥青混合料的马歇尔稳定度测试结果 

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　　表2 冷拌环氧沥青混合料的马歇尔稳定度测试结果

　　图1 冷拌环氧沥青混合料在不同养生温度下的马歇尔稳定度测试结果  

　　由图1可看出，随着温度降低，混合料强度形成速率降低，与环氧沥青固化速率趋势一致。在-20℃低温条件下，试件的成型速率稍微慢一些，但在8h后，马歇尔稳定度依然能接近8k N,48h的马歇尔稳定度能达到40k N以上。这表明在冬季低温条件下，冷拌环氧沥青混合料的路面施工可行。

　　3.2 高温性能

　　本文对AC-13型冷拌环氧沥青混合料进行了5cm车辙板的车辙试验，试验结果如图2所示。

　　图2 不同养生温度下沥青混合料动稳定度  

　　由图2可看出，不同养生温度下的冷拌环氧沥青混合料的动稳定度都能达到30 000次/mm以上，高温性能并无很大差异。试验数据表明，养生温度的变化并不会影响冷拌环氧沥青混合料的高温性能。

　　3.3 水稳定性能

　　3.3.1 浸水马歇尔试验

　　参照热沥青的试验方法，对冷拌环氧沥青混合料进行浸水马歇尔试验，试验结果如图3所示。

　　由图3可看出，养生温度降低，冷拌环氧沥青混合料的残留稳定度也随之降低。低温养生会影响冷拌环氧沥青中的小部分有机增容剂挥发，固化形成反应时形成三维立体互穿网络结构聚合物包裹住部分有机溶剂，在浸水马歇尔试验60℃热水中浸泡48h，有机溶剂从聚合物中析出，破坏了聚合物的网络结构，因而降低了沥青混合料的水稳定性。在-20℃养生温度下，混合料的残留稳定度依然≥90%，完全符合规范>80%的要求。

　　图3 不同养生温度下冷拌环氧沥青混合料残留稳定度 

　　3.3.2 冻融劈裂试验

　　按JTG E20—2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中试验操作方法，对冷拌环氧沥青混合料进行了冻融劈裂试验，试验结果如图4所示。

　　图4 不同养生温度下冷拌环氧沥青混合料冻融劈裂强度比  

　　由图4可看出，各养生温度下的冷拌环氧沥青混合料的冻融劈裂强度比都满足规范≥75%的要求。但养生温度越低，冷拌环氧沥青混合料的冻融劈裂强度比也越低，较低的养生温度会导致沥青混合料的水稳定性降低。

　　4 结语

　　1)通过对自主研发的冷拌环氧沥青及混合料在常见温度下养生模拟，固化指标、马歇尔稳定度、高温车辙、水稳定性指标合格，均能满足沥青路面铺装相应的技术要求，尤其满足-20℃环境下的超低温施工要求。

　　2)从-20℃的低温到30℃以上的高温，冷拌环氧沥青混合料最长养生周期在48h，一般在施工24h内可开放交通，既解决普通热拌沥青混合料在寒冷冬季不能施工的问题，也满足快速开放交通的要求。

　　3)在低温养生环境下，冷拌环氧沥青混合料的强度增长速度减小，施工后可适当进行覆盖保温或延长路面养生时间，以达到最佳的使用状态。