摘要：文章調整了馬歇爾試驗和車轍試驗的試件成型方法，利用馬歇爾試驗、高溫和低溫性能等試驗確定了滯留含水率的合理范圍，并分析了滯留含水率對乳化瀝青混合料長期服役性能的影響。試驗結果表明：當滯留含水率<12%時，乳化瀝青混合料的水穩定性、高溫和低溫性能均滿足規范要求;在長期服役性能方面，隨著滯留含水率的增大，乳化瀝青混合料的性能衰變速度加快。

　　關鍵詞：混合料;乳化瀝青;滯留水;范圍;服役性能

　　0引言

　　乳化瀝青是道路養護中常用的膠結料，常用在同步碎石封層、稀漿封層和乳化瀝青碎石封層中。近年來，生態環保型瀝青混合料備受關注，乳化瀝青混合料應用于道路面層的研究日益增多。乳化瀝青混合料可在常溫下拌和、運輸、攤鋪，與熱拌瀝青混合料和溫拌瀝青混合料相比，可減少大量的能耗和氣體排放，且適用于長距離運輸[1-3]。在以往的研究中，學者們比較關注冷拌瀝青混合料的性能特性和改善措施，其生產工藝和力學強度都得到了大幅度提高和優化。Heriot-WaR大學研究表明：密級配乳化瀝青混合料的抗壓回彈模量最好，可達到面層的性能要求[4]。周海生等分析了含水量(包括乳化瀝青中的水和外摻水)對乳化瀝青混合料性能影響，結果表明：含水量與混合料的級配存在一定的關系，水對乳化瀝青混合料的成型和強度有較大的影響[5-6]。郭揚等驗證了纖維可降低冷拌瀝青混合料的溫度敏感性，提升其疲勞性能[7]。趙志超等將水泥加入到冷拌瀝青混合料中，得到強度高、穩定性好的瀝青混合料[8]。劉鵬等通過室外養生和烘箱加速養生對比，確定混合料的室內養生條件，并通過添加水泥使乳化瀝青混合料的力學性能滿足道路面層的需求[9]。孫斌等研究表明，冷再生混合料的含水率隨著時間的延長而降低，空隙率和劈裂強度也隨著含水率降低而增大，其中大馬歇爾試件的含水率變化明顯高于小馬歇爾試件[10]。亢麗敏等將水泥摻加到乳化瀝青混合料中，探究其強度形成機理，結果表明：水泥會增加乳化瀝青混合料的早期強度，水會降低混合料的內摩阻力[11]。

　　由以上文獻可知，目前國內外的研究主要關注乳化瀝青混合料的強度和水對其路用性能的影響。然而，乳化瀝青是一種水和瀝青的混合物(水包油或油包水)，在混合料拌和、攤鋪和養生后，一部分水不能揮發會滯留在混合料中，這樣會影響瀝青混合料的性能。滯留含水率的合理范圍和其對混合料長期性能的影響尚未明確，故本文將探討滯留含水率在乳化瀝青混合料的合理范圍，及其對長期性能的影響。

　　1原材料

　　1.1乳化瀝青

　　乳化瀝青由乳化劑和SBS改性瀝青自制而成，其技術指標均滿足規范要求，如表1所示。

　　1.2集料

　　試驗中所用的粗集料為石灰巖，細集料為機制砂，其技術指標均滿足《公路工程集料試驗規程》的要求[12]。

　　1.3級配與膠結劑含量

　　本文利用密級配混合料(AC-13)探討冷拌瀝青混合料的性能，其級配如表2所示。經馬歇爾試驗可知AC-13冷拌瀝青混合料的最佳乳化瀝青的用量為8.85%，AC-13熱拌瀝青混合料的最佳瀝青摻量為4.65%。

　　1.4水和水泥的含量

　　水可使集料濕潤，以促進混合料的拌和，故需摻入一定量的水，但過多的水會影響混合料壓實和性能，故本文以冷拌瀝青混合料的馬歇爾穩定度來確定水的最佳摻量(如圖1所示)。冷拌瀝青混合料早期強度低，為提高其早期強度，并消耗混合料中的水促使乳化瀝青破乳，本文將水泥以不同含量(0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)摻加到混合料中，以馬歇爾穩定度和破壞應變為控制指標，以確定水泥在混合料的摻量(如圖2所示)。

　　2滯留水含量對冷拌瀝青混合料性能的影響

　　在水化反應和養生結束后，乳化瀝青中的水和外摻水會有一部分滯留在混合料中，這些水會侵蝕瀝青與石料接觸面，引起瀝青混合料的性能衰變，故本節探究滯留水含量對冷拌瀝青混合料性能的影響。滯留水含量的計算如式(1)所示。

　　Z={T-(G-D)}/P(1)

　　式中：Z——滯留含水率(%);

　　T——初始含水量(g)，包括乳化瀝青中的水和外摻水;

　　G——混合料初始總質量(g);

　　P——混合料養生后的總質量(g)

　　2.1養護溫度對滯留水含量的影響

　　為探知環境溫度對混合料內部滯留含水率的影響，將擊實后的試件放在烘箱中養生，養護溫度分別為20℃、60℃和105℃，試件的滯留含水率隨養護溫度和時間的變化如圖3所示。養護溫度越高，試件滯留含水率越小，當滯留含水率<10%時，養生時間分別為5d(20℃)、2d(60℃)和1d(105℃)這說明滯留含水率與養生期間的蒸發量有很大的關系，故在溫度較高的季節鋪筑乳化瀝青混合料有利于路面快速形成強度。因為高溫會導致試件中的水分快速蒸發，乳化瀝青快速破乳形成強度，也會減少水分對瀝青與石料交界面的侵蝕。

　　2.2滯留含水率對冷拌瀝青混合料性能的影響

　　為了探究滯留含水率對冷拌瀝青混合料性能的影響，按照第1節得到的最佳乳化瀝青摻量、外摻水量和水泥摻量拌制瀝青混合料。為了得到不同滯留含水率的試件，養生條件調整為20℃，試件含水率分別為0、4%、8%、12%、16%、20%、24%和28%。

　　2.2.1馬歇爾試驗

　　采用馬歇爾試驗方法評價冷拌瀝青混合料的水穩定性，因乳化瀝青混合料在擊實后未形成強度，故需對試件的制作方法進行調整。其制作過程為：(1)單面擊實50次;(2)靜置2h;(3)雙面各擊實25次。得到的殘留穩定度和凍融劈裂強度比(TSR)見圖4。如圖4所示，隨著滯留含水率增大，冷拌瀝青混合料的殘留穩定度和TSR均下降，當滯留含水率>12%時，冷拌瀝青混合料的殘留穩定度和TSR均不滿足規范的要求(80%)。綜上，冷拌瀝青混合料中的滯留含水率應<12%。