本文结合工程实际要求，对冷拌环氧沥青混合料低温下的容留时间进行了试验研究，通过数据分析、量化表征来指导路面施工时间，并通过工程进行验证。

　　1 试验

　　1.1 原材料

　　1.1.1 冷拌环氧沥青

　　试验选取自行开发的新型冷拌环氧沥青，该冷拌环氧沥青由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，其中基质沥青选取满足JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》相关技术要求的秦皇岛A-70号沥青，环氧树脂选用的是双酚A型缩水甘油醚环氧树脂;B组分是复配的固化剂。冷拌环氧沥青的组分技术指标如表1所示。

　　  

　　表1 冷拌环氧沥青组分技术指标 

　　 

　　 

　　

　　表1 冷拌环氧沥青组分技术指标

　　1.1.2 集料

　　选用石灰岩材质的粗集料、细集料，矿粉采用石灰岩磨细生产的矿粉，各技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》中相关技术要求，集料技术指标如表2所示。

　　  

　　表2 集料技术指标 

　　 

　　 

　　

　　表2 集料技术指标

　　1.1.3 级配

　　冷拌环氧沥青混合料选取AC-13型级配作为研究对象，试验级配为:筛孔尺寸16mm通过率100%,13.2mm为98.5%,9.5mm为76.5%,4.75mm为48.1%,2.36mm为35.3%,1.18mm为23.9%,0.6mm为16.5%,0.3mm为10.2%,0.15mm为7.9%,0.075mm为5.5%。前期通过对混合料进行马歇尔试验，确定最佳油石比为5.4%。

　　1.2 试验方案

　　将冷拌环氧沥青A,B组分在室温条件下混合均匀，按油石比5.4%加入集料，制备成冷拌环氧沥青混合料，冷拌沥青混合料拌合后在10℃储存条件下放置。环氧沥青体系黏度具有随着时间的增长先缓慢增加，反应到达一定阶段后，其黏度突然增加的特性。根据环氧沥青特性及施工时间要求，随着冷拌环氧沥青混合料容留时间的延长，需对时间进行加密处理，所以选择分别容留0,2,4,6,7,8,9h后再制备马歇尔试件。

　　前期高温条件下研究发现，在60℃环境下，试件养护48h完全固化成型。所以对成型后的试件放置在60℃恒温箱中养护48h后进行马歇尔试验，以消除由于试件中环氧沥青不完全固化带来的误差。

　　通过马歇尔试验测得不同容留时间下的稳定度(M_S)和孔隙率(V_v)等数据，计算出混合料低温下不同容留时间的疏松值，结合《公路沥青路面施工技术规范》中马歇尔设计的相关技术要求来表征低温条件下的施工容留时间。

　　2 试验数据与分析

　　2.1 试验数据

　　10℃环境下，冷拌环氧沥青混合料不同容留时间的马歇尔试验数据如表3所示。

　　  

　　表3 不同容留时间的马歇尔试验数据 

　　 

　　 

　　

　　表3 不同容留时间的马歇尔试验数据

　　2.2 数据分析及疏松值计算

　　2.2.1 数据分析

　　由表4中变化趋势可看出，随着冷拌环氧沥青混合料容留时间越长，和易性越差，成型后马歇尔稳定度随之降低。在6h之前，和易性呈现缓慢下降，在6h之后下降幅度增大，尤其在7h后，混合料的马歇尔稳定度降低迅速，且混合料空隙率>6，已不能满足使用要求。在10℃环境下，采用该环氧沥青生产的混合料最长容留时间为7h。

　　2.2.2 环氧沥青固化率分析

　　为解释以上变化规律的内在机理，进行环氧沥青在各容留时间下的拉伸试验。由于低温条件下环氧沥青固化时间长，所以取环氧沥青在60℃养护48h后的拉伸强度作为10℃环境下环氧沥青完全固化后的拉伸强度值，将各容留时间下的环氧沥青拉伸强度与其相比，作为该时间下的环氧沥青固化率。各容留时间下的环氧沥青固化率如表4所示。

　　  

　　表4 环氧沥青各容留时间下固化率 

　　 

　　 

　　

　　表4 环氧沥青各容留时间下固化率

　　由表3和表4对比分析，冷拌环氧沥青混合料生产2h以内，环氧沥青的A,B组分固化程度很低，表现出的27.3%固化率是材料本身的拉伸强度而不是固化反应后产生的强度，因为此时混合料的性能指标未出现明显变化。当容留时间>7h后，固化率达到50%以上，该容留时间下的混合料施工和易性变差，不满足施工技术要求，与环氧沥青黏度变化趋势也一致。

　　2.3 疏松值计算

　　随着容留时间的延长，环氧沥青的黏度逐渐增大，沥青混合料疏松性降低。如果混合料疏松性不够，那混合料易结块，试件难以压实。提出表征施工容留时间的疏松值指标，按下式计算疏松值:

　　

　　 

　　式中:W为疏松值指标;W₀为拌合后容留0制备的试件马歇尔稳定度;W_t为拌合后容留n小时制备的试件马歇尔稳定度。

　　根据表3中的试验数据计算出疏松值，计算结果为:容留时间0疏松值为100%,2h为98.9%,4h为93.6%,6h为83.3%,7h为73.2%(>70%),8h为44.1%,9h为35.7%。10℃环境下冷拌环氧沥青混合料的容留时间为7h，对该沥青混合料疏松性评价值W宜取在73%以上，取整数70%。

　　3 工程实例

　　3.1 工程条件

　　北京市怀柔区北房镇郑家庄中心街长500m、宽7m，总计3 500m²，主要通行车辆为小客车。沥青上面层厚度采用4cm AC-13C型冷拌环氧沥青混合料，混合料生产油石比为5.4%。

　　路面施工的时间初步定为11月，此期间北京的最高气温基本≤10℃。混合料的生产单位为昌平沥青厂，施工地点为怀柔区，经计算，由拌合楼拌合出料到摊铺完毕至少需5h时间，研发的冷拌环氧沥青混合料的容留时间在≤10℃时可达7h以上，完全满足施工时间要求。

　　3.2 工程验证

　　2016年11月13日夜间施工，当天气温为8.5℃，施工完毕后7h即第2天7:30开放交通。混合料从拌合到摊铺最长用时4.5h，达到预期效果。

　　在施工完成2周后，对冷拌环氧沥青试验路段进行了各项路用性能检测，检测内容包括路面抗滑性能、渗水系数、平整度等，检测结果均符合规范要求。检测结果如表5～8所示。

　　4结语

　　1)提出冷拌环氧沥青混合料疏松值计算模型，疏松值为73%时，混合料性能满足要求，最长容留时间可达7h，疏松值应≥70%。

　　2)研发的环氧沥青的固化率是影响混合料容留时间的最大因素，2h以内环氧沥青的A,B组分固化程度很低，固化率仅为27.3%，此时混合料的性能指标未出现明显变化;因当强度达到完全固化强度的50%时，即当容留时间>7h后，混合料施工和易性变差，不满足施工技术要求。

　　3)通过北京市怀柔区冷拌环氧沥青混合料路面应用实例验证可知，以容留时间7h作为混合料疏松性能和易性施工控制关键指标，各项路用性能均满足规范要求，达到预期效果，并为现场施工容留时间的控制提供了理论依据。

　　  

　　表5 路面密度、压实度、厚度 

　　 

　　 

　　

　　表5 路面密度、压实度、厚度

　　  

　　表6 路面抗滑性能 

　　 

　　 

　　

　　表6 路面抗滑性能

　　  

　　表7 路面渗水系数值 

　　 

　　 

　　(m L·min^-1)

　　

　　表7 路面渗水系数值

　　  

　　表8 路面平整度

　　 

　　 

　　mm

　　

　　表8 路面平整度