泡沫沥青冷再生混合料强度影响因素综述.pdf

泡沫沥青冷再生混合料生产能耗低、过程环保、工艺简单,在沥青路面养护维修工程中的应用越来越广泛,但是其强度机理和影响因素尚未完全清晰.基于此,研究从泡沫沥青冷再生混合料的强度发展规律及其强度影响因素进行综述,介绍泡沫沥青冷再生混合料早期强度的发展规律,从沥青特性、铣刨料特性、水泥、拌合用水量及养生方式等方面阐述其对混合料性能的影响,并指出当前对泡沫沥青冷再生混合料强度发展、沥青特性、铣刨料特性及养生温度等方面还存在研究争议,需借助宏微观试验及跨学科手段对其进行更为深入的研究.关键词:道路工程;泡沫沥青;冷再生;铣刨料;水泥;养生方式中图分类号:U 文献标识码:A文章编号:()Ar e v i e wo n f a c t o r s a f f e c t i n g t h e s t r e n g t ho f f o a m e da s p h a l t c o l dr e c y c l i n gm i x t u r eZ HANGJ i u p e n g,HEY i n z h a n g,J I ANGY u h a n(S c h o o l o fH i g h w a y,C h a n ga nU n i v e r s i t y,X i a n ,C h i n a;F a c u l t yo fE n g i n e e r i n ga n dP h y s i c a l S c i e n c e sU n i v e r s i t yo fS o u t h a m p t o n,H i g h f i e l d,S o u t h a m p t o nS O B J,B r i t a i n)A b s t r a c t:F o a m e da s p h a l tc o l dr e c y c l i n gi saw i d e l yu s e d m e t h o di n m a i n t e n a n c ea n dr e p a i rp r o j e c t so fa s p h a l tp a v e m e n t s,o f f e r i n gl o w e n e r g yc o n s u m p t i o n,e n v i r o n m e n t a lf r i e n d l i n e s s,a n das i m p l ep r o c e s sf o rp r o d u c i n g p a v e m e n t m a t e r i a l s H o w e v e r,t h es t r e n g t hm e c h a n i s ma n d i n f l u e n c i n gf a c t o r so f t h i sm a t e r i a la r en o ty e t f u l l yu n d e r s t o o d T oa d d r e s st h i sg a p,t h i ss t u d yp r o v i d e s a no v e r v i e wo f t h e s t r e n g t hd e v e l o p m e n t a n d i t s i n f l u e n c i n g f a c t o r so f f o a m e da s p h a l t c o l dr e c y c l e dm i x t u r e T h es t u d ya l s od e s c r i b e s t h e e a r l ys t r e n g t hd e v e l o p m e n t l a wo f t h em i x t u r e a n dd i s c u s s e s t h e i m p a c t so f a s p h a l t c h a r a c t e r i s t i c s,m i l l i n gm a t e r i a l c h a r a c t e r i s t i c s,c e m e n t,m i x i n gw a t e ra m o u n t,a n dc u r i n gm e t h o d so nt h em i x t u r esp e r f o r m a n c e T h es t u d yi d e n t i f i e se x i s t i n gc o n t r o v e r s i e s i nt h ed e v e l o p m e n to fc o l dr e c y c l e dm i x t u r es t r e n g t h,a s p h a l tc h a r a c t e r i s t i c s,m i l l i n gm a t e r i a lc h a r a c t e r i s t i c s,a n dc u r i n gt e m p e r a t u r e,i n d i c a t i n gt h en e e df o rm o r e i n d e p t hr e s e a r c ht h r o u g hm a c r oa n dm i c r oe x p e r i m e n t sa n d i n t e r d i s c i p l i n a r ym e t h o d s K e yw o r d s:r o a de n g i n e e r i n g;f o a m e da s p h a l t;c o l dr e c y c l i n g;m i l l i n gm a t e r i a l;c e m e n t;c u r i n gm e t h o d收稿日期:基金项目:国家自然科学基金项目()第一作者简介:张久鹏(),男,教授,博士,研究方向:道路与机场工程随着现代工业的快速发展,对传统能源的巨大消耗导致了严重的能源危机和环境问题,可持续发展日益被重视.近年来,道路铣刨料回收利用、道路冷再生等技术手段备受关注,这些技术手段有效地减少了能源消耗,一定程度上降低了施工中出现的污染物排放,保护了自然环境.泡沫沥青冷再生混合料是将铣刨料、新集料、水泥、水及填料和泡沫沥青按一定比例掺配拌合、碾压而成,由于其具有能耗低、生产过程环保和生产工艺简单等优点使得该技术被广泛应用于道路建设 .目前,众多学者对泡沫沥青冷再生混合料强度发展和强度形成机制进行了大量的研究,如李志刚等建立了填料含量与乳化沥青冷再生混合料性能之间的联系,发现填料含量对乳化沥青冷再生混合料强度具有显著影响.K u c h i i s h i等 研究了泡沫沥青混合料组成成分对其力学性能的影响,发现沥青和活性填料的种类、含量等对混合料性能有很大影响,添加水泥的混合料力学性能表现类似于胶凝材料.此外,研究发现含水率对泡沫沥青冷再生混合料的拌合、摊铺、养护及力学强度都有重要影响.文献 使用分子动力学模拟了泡沫沥青冷再生混合料强度发展与退化的机理,模拟结果发现铣刨料与水泥的粘结强度大于铣刨料与新沥青的粘结强度,其认为早期强度来源于水泥的水化.B u c z y s k i等探究了不同聚合物粉末(R P P)对泡沫沥青冷再生混合料力学性能的影响,发现R P P可显著提升混合料的内聚力,改善混合料力学性能,但是改善程度取决于R P P掺量和类型.C h e n g等研究了影响泡沫沥青冷再生混合料强度和抗水损坏能力的因素,发现温度、含水率、养生时间和集料类型、级配等因素均会对泡沫沥青冷再生混合料强度产生影响.此外,泡沫沥青冷再生混合料的拌合用水量、养生方式等因素,对于混合料性能的影响也十分显著.S i l v a等通过研究发现养生温度对沥青冷再生混合料早期强度的影响显著.郝培文等 认为我国设计研究中缺乏对于泡沫沥青冷再生混合料前期强度的研究,且采取的养生方法与实际工程存在较大差异.王锐军等 从泡沫沥青冷再生混合料的拌合用水量和养生时间入手,研究结果发现混合料的强度和拌合用水量、养护条件关系密切,养生时间越长混合料强度越高.李强等 发现发泡剂对于冷再生沥青混合料强度影响明显,发泡剂可明显提 升 沥 青 发 泡 性 能 和 混 合 料 强 度.G a n d i等 通过间接拉伸试验测试了不同养生温度下的乳化沥青冷再生混合料和泡沫沥青冷再生混合料的力学性能,发现温度越低,对应混合料力学性能越低.尽管目前泡沫沥青冷再生技术在世界范围内应用广泛,但仍存在较多问题尚未解决,混合料强度发展规律和水泥、养护条件等对于混合料性能的影响尚未完全明晰 .综上所述,本综述从冷再生混合料组成出发,介绍了泡沫沥青冷再生混合料的强度发展规律,并从沥青特性、铣刨料特性、水泥、拌合用水量及养护条件等方面分析了其对混合料强度的影响,以期为泡沫沥青冷再生技术发展提供参考.早期强度发展规律不同于普通沥青混合料,泡沫沥青冷再生混合料使用的沥青经发泡处理后,物理性质发生了显著变化,粘度明显降低、体积显著增加,可以在常温下和铣刨料进行拌合.泡沫沥青在混合料内充当“胶结料”,在集料表面形成结构沥青层,为沥青集料界面提供有效粘附力.目前研究认为,泡沫沥青冷再生混合料的力学强度主要由三部分构成,首先为铣刨料之间的嵌挤力与内摩阻力,其次为铣刨料中的旧沥青与集料之间的粘附力,最后为泡沫沥青与细集料混合而成 的沥青胶 浆与粗集 料 之 间 的 粘 附力 .如图所示,三者共同作用,使得混合料具备良好的力学性能和耐久性.图泡沫沥青冷再生混合料内部构造 早期,部分学者认为泡沫沥青冷再生混合料的强度发展规律与乳化沥青冷再生混合料相似,但是该结 论 存 在 较 大 争 议.文 献 借 助 扫 描 电 镜(S EM)对乳化沥青冷再生混合料进行测试,如图所示,可发现乳化沥青冷再生混合料内部的乳化沥青在集料表面的裹附形态和泡沫沥青冷再生混合料相差甚远.基于此,上述结论目前未得到研究人员的认可,还需进一步研究证实.图不同类型沥青的冷再生混合料微观构造后续研究中,部分学者认为含水率变化是泡沫沥青冷再生混合料强度变化的原因.在养生早期,泡沫沥青冷再生混合料强度增长缓慢,后期增长迅速,含水率在其中的影响较大,若含水率过高,则会导致泡沫沥青对集料的裹附性较差,强度较低;而当含水率较低时,集料相对较多,此时水泥无法完全水化,此时混合料的劈裂强度低 .在最佳含水率研究基础上,有学者发现,含水率和养生时间两者息息相交通科技与经济 第 卷关,随着养生时间的延长,强度增长较快,含水量逐渐减小.此外,现阶段研究发现水泥掺量对于泡沫沥青冷再生混合料早期强度影响较大,文献 借助分子动力学模拟了泡沫沥青冷再生混合料的强度形成机理,并考虑了水在其中的作用.模拟结果表明,铣刨料与水泥的粘结强度大于铣刨料与新沥青的粘结强度,水的存在同时削弱了铣刨料与水泥、铣刨料与沥青之间的粘结强度.综上所述,目前关于泡沫沥青冷再生混合料强度发展及形成机制的研究仍未有统一的定论,大多数研究仍从宏观力学的强度发展规律入手,对其研究还需进一步深入.如图所示,混合料性能和水泥掺量、沥青掺量等密切相关,基于此,后文从混合料强度影响因素出发,分析了沥青特性、铣刨料特性、水泥、拌合用水量及养护方式等对混合料强度的影响规律.图混合料性能与材料特性 沥青特性对混合料性能影响泡沫沥青是由沥青发泡而成,而沥青发泡特性则决定了泡沫沥青性能的好坏.我国现行规范中,将膨胀率和半衰期作为评价沥青发泡特性的指标.膨胀率指沥青发泡膨胀到最大体积和泡沫完全破灭时的体积之比,其主要反映了泡沫沥青的黏度.半衰期定义为沥青自膨胀的最大体积开始降低至最大体积一半时所需要的时间,一般用其衡量泡沫沥青的稳定性.沥青的发泡特性较大程度上会影响泡沫沥青冷再生混合料的性能,C h o m i c z K o w a l s k a等 研究发现沥青特性对混合料性能的影响十分显著,故沥青特性对于混合料的性能影响可以作为沥青发泡特性的研究.国外对沥青发泡特性的研究较早,Z o u等 在研究中发现较硬的沥青有较高的黏度,这些对泡沫沥青冷再生混合料的强度有促进作用,建议采用较硬的沥青进行发泡.H a i l e s i l a s s i e等 研究了泡沫沥青的形成和衰减,确定了用水量和温度为主要影响因素,同时发现用水量增加会加快气泡破灭,同时还发现温度高时产生的气泡相对较大.I w a n s k i等 研究了基质沥青含蜡量对沥青发泡效果的影响,研究结果表明含蜡量从变化到 可以改善沥青的发泡性能,而超过含蜡量的泡沫沥青半衰期显著下降,最终结果证明、的含蜡量可实现最有利的沥青发泡,在此范围发泡得到的泡沫沥 青对应的混 合料性能最 优.I w a n s k i等 对比了基质沥青发泡前后流变性能,发现沥青发泡后剪切模量明显减小.我国对于泡沫沥青的研究相对较晚,但仍然取得了较多成果.何桂平等 研究了发泡温度以及用水量对沥青发泡效果的影响,结果表明用水量对沥青发泡特性影响显著,而发泡温度影响较小.文献 采用几种常用的基质沥青进行发泡试验,研究表明最佳发泡条件相同,当温度为 、用水量为 时,几种基质沥青的发泡效果基本相同.李珂等 采用自主研发的泡沫沥青实验机通过设计正交实验研究了发泡温度和用水量对沥青发泡特性的影响,实验结果表明中海 沥青发泡参数为发泡温度 、用水量 ,S K 沥青最佳发泡参数为 和用水量.文献 研究了泡沫沥青发泡性能和其冷再生混合料强度之间关系,发现十六烷基三甲基溴化铵发泡剂可显著改善基质沥青的发泡性能,其冷再生混合料的无侧限抗第期张久鹏,等:泡沫沥青冷再生混合料强度影响因素综述压强度、劈裂强度、低温抗弯拉强度等指标均有不同程度提升,且加入发泡剂可显著改善泡沫沥青稳定性及与旧料的黏附性能,同时对无侧限抗压强度、干劈裂强度等力学性能有显著影响.H e等 基于前人研究基础,对胶粉改性沥青进行了发泡研究,结果显示,十六烷基三甲基溴化铵发泡剂对于橡胶沥青的发泡效果无提升,橡胶沥青发泡所需温度高于基质沥青,对应的泡沫橡胶沥青性能远优于基质沥青发泡的泡沫沥青.根据上述研究可以发现,沥青的发泡效果受多种因素限制,如原油来源、炼制工艺、沥青种类、发泡温度和发泡用水量等,因此所得到的膨胀率和半衰期也不一样.即使是同一品种不同标号的沥青发泡效果也会有差异,暂时并没有研究发现针入度、延度、软化点等常规沥青指标和发泡效果之间有必然联系,只能通过发泡试验确定该品种和标号的沥青是否适合制作泡沫沥青.此外,沥青发泡效果和温度、用水量的关系密切,如随着温度升高更容易产生泡沫,但是过高的温度会导致沥青老化,同时沥青黏度和沥青膜弹性显著下降.而膨胀率与发泡用水量呈正相关,半衰期与发泡用水量则成负相关.综上所述,泡沫沥青冷再生混合料性能对于沥青种类、发泡温度和用水量等因素息息相关,沥青特性直接影响混合料路用性能的优劣.铣刨料特性对混合料性能影响泡沫沥青冷再生混合料使用的集料为铣刨得来的铣刨料,铣刨料的技术性能、级配设计均会对混合料的性能产生显著影响,具体表现在路用性能和力学性能方面,路用性能主要反映混合料的高低温及水稳定性等,力学性能主要为抗压强度、抗拉强度、抗压回弹模量、动态模量等.铣刨料技术性能研究由于铣刨料对再生路面的使用寿命和路用性能有直接影响,因此需要对铣刨料的特性进行评价.一般来说,铣刨料是从现有路面中通过碾磨和破碎工艺回收,然后与沥青和其他添加剂混合.铣刨料的技术性能影响因素较多,包括铣刨料的含水率、旧沥青性质、来源和级配等.此外,铣刨料粒径大小也应考虑在内.这些技术指标会直接影响泡沫沥青冷再生混合料的物理力学性能及路用性能,因此铣刨料的技术性能具有较高的研究价值.道路铣刨产生的铣刨料根据来源的不同可分为面层铣刨料和基层铣刨料,目前关于面层铣刨料的使用率相对高于基层铣刨料.铣刨料性质对于冷再生混合料的性能影响较大,铣刨料表面存在的旧沥青等对于混合料影响较大.李周强等 采用偶联剂和熟石灰对铣刨料进行表面处理,结果显示表面处理后可明显提升冷再生混合料的力学强度和粘附性能.徐松等 发现适当提高集料温度会有助于泡沫沥青在混合料中分散的均匀性,提升混合料的水稳定性.O b a i d等 基于宏微观试验研究了不同来源的铣刨料和不同百分比掺量的铣刨料对混合料抗裂性的影响,结果发现铣刨料来源对混合料的抗疲劳开裂性能有显著影响,尤其是铣刨料掺量大于 的混合料.高磊等 测试了水稳碎石基层粗集料的技术指标,结果显示水稳碎石基层粗集料可满足基层使用 标准.马在宏等 基 于扫描电镜(S EM)试验对铣刨料与新集料微观结构进行观察,并测试了水稳碎石基层铣刨料与新集料的吸水率、压碎值等指标,结果表明水稳碎石基层铣刨料表面有较多凝胶状和絮状的水泥水化物,导致吸水率和压碎值偏大.田源等 研究了铣刨料的掺配比例对再生水稳碎石基层力学性能的影响,从铣刨料掺量与掺量 之间对比可以发现,全部采用铣刨料比全部采用新集料的抗压强度降低了 ,而劈裂强度下降了.借由上述研究可发现,铣刨料的特性直接和再生混合料性能相关,故在工程使用铣刨料时需重视铣刨料来源和技术性能等方面.铣刨料级配设计研究铣刨料级配设计是混合料配合比设计的关键,对再生混合料性能影响显著.国内外对铣刨料级配设计展开了大量研究,并提出了级配范围.图为不同国家或地区的泡沫沥青冷再生混合料级配推荐范围,由图可发现级配设计范围会根据地域、铣刨 料 特 性 以 及 设 计 要 求 等 的 不 同 而 有 所 差异 .我国 公路沥青路面再生技术规范(J T GF )对泡沫沥青稳定材料也提出了级配范围,随后在 年进行改进,提出了泡沫沥青稳定材料应用于不同层位的级配类型,其中粗粒式级配应被用作柔性基层,粗粒式或中粒式级配应被用在中、下 面 层 而 细 粒 式 级 配 应 被 用 于 轻 交 通 荷载.目前我国关于再生料级配设计,一般采用图(c)所示的方式,级配存在于上下限内部.铣刨料筛分出的级配与较多因素有关,如旧沥青路面的原级配、交通荷载、铣刨机运行速度等.杜鹃 发现铣刨机运行速度和铣刨层位对沥青面层铣刨料的级配影响显著:铣刨料级配随着铣刨机运行速度从mm i n提升到mm i n逐渐变交通科技与经济 第 卷图不同铣刨料级配推荐范围 大,铣 刨 机 运 行 速 度 从mm i n提 升 至mm i n时,铣刨料在 mm档的集料通过率出现了明显的下降.宋文学等 对不同铣刨速度下铣刨料的粒径进行了研究,发现公称最大粒径和铣刨料加权平均粒径都随着铣刨机作业速度增大而增大,如图所示.传统级配评价方法是将铣刨料进行筛分试验,看其级配范围是否符合规定,缺乏对集料嵌锁程度的评价.李涛等 研究了贝雷法在半刚性基层上的应用,选择再生集料设计了骨架密实型配合比,根据实际工程数据得到C A值的范围在 .贾敬立等 采用贝雷法对水泥就地冷再生基层级配进行研究与优化,结果表明冷再生混合料的抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度明显改善.杨松翰等 研究了集料级配对冷再生混合料性能的影响,发现粗铣刨料中存在大量细集料结团组成的假粗料,其对混合料的性能存在不利影响;同时,铣刨料掺量在 时,马歇尔稳定度相对最优.成志强 使用修正的马歇尔设计方法,确定了混合料性能最优的配比为铣刨料石图不同铣刨速度下的铣刨料筛分曲线及平均粒径 屑水泥分别取 .此外,目前研究发现细集料对混合料性能提升也有很大帮助,这部分细集料在泡沫沥青混合料中起到包裹填充的作用.L i等 在研究中发现,混合料中细集料部分对其路用性能影响较大,同时细集料间的空隙率越小对应混合料的性能越好.陈龙等 对泡沫沥青冷再生基层的路用性能进行研究,研究表明 mm档的新集料对混合料性能影响显著,同时还表明混合料中细集料并非掺加量越多混合料性能就越好,混合料性能很大程度取决于混合料的级配.研究也发现,粗集料对混合料性能也有 较 大 影 响.王 玥 珩 通 过 试 验 发 现 mm的粗集料随着用量增加使得混合料的高温稳定性先升高后降低,而粗集料用量为 时,其高温稳 定 性 可 提 升 .细 集 料 掺 量 为 时,高温稳定性可提升.因此可得出结论:在级配设计时应优先考虑掺加 的较大粒径粗集料,其次再考虑细集料的用量.综上所述,铣刨料特性和级配组成对于泡沫沥青冷再生混合料的性能影响较大,在进行冷再生设计时,需综合对比考虑铣刨料的特性以及级配组成对再生混合料的性能影响.水泥对混合料性能影响将一定量的水泥加入混合料中,对混合料性能可产生显著影响,可提高混合料整体密实度,进而第期张久鹏,等:泡沫沥青冷再生混合料强度影响因素综述提高了泡沫沥青冷再生混合料整体的力学性能.现阶段研究发现,水泥掺量对泡沫沥青冷再生混合料早期强度影响较明显,文献 发现从未掺加水泥的矿料表面比较光滑,主要的接触形式为泡沫沥青与矿料间的黏附,如图(a)所示.从图(b)中可以看出,水泥掺入后矿料表面变得十分粗糙,矿料与泡沫沥青膜表面出现许多针刺状物与絮状凝胶,这些针刺状物是钙矾石A F t,絮状凝胶为C S H,均为水泥的水化产物.针刺状物嵌入到矿料与泡沫沥青膜之间,形成空间网格结构,这种“加筋”的空间网格结构可以显著提升泡沫沥青混合料的力学强度.絮状物在泡沫沥青与矿料间可以起到填充空隙的作用,使混合料密实度显著提高.水泥的水化产物不仅可以改善矿料的棱角性,还可以在泡沫沥青膜与矿料间起到“加筋”“填充”的作用,显著提高了泡沫沥青冷再生混合料的强度和稳定性,因此从微观角度来看,泡沫沥青冷再生混合料中掺入 的水泥可以显著提高混合料的力学强度.图不同水泥掺量下的冷再生混合料S EM刘青、郝培文等 研究了水泥对泡沫沥青冷再生混合料内部孔隙的影响,结果表明水泥掺量较少时对泡沫沥青冷再生混合料的孔隙变化无明显影响.当水泥掺量超过时,水泥改变了泡沫沥青冷再生混合料内部的孔隙分布,随着水泥的加入,混合料内部的大孔隙减少而微孔隙增加,减少了水对混合料的作用进而提高了泡沫沥青冷再生混合料的水稳定性.同时,水泥降低了冻融循环作用下混合料内部孔隙的变化过程进而增加了混合料抗冻融能力.文献 研究发现水泥用量 时,混合料具有较好的水稳定性.文献 中指出,水泥的加入可以增加混合料的粘聚力、内摩擦角、强度和刚度,但其存在最佳掺量范围,建议水泥掺量在 .T e s h a l e等、徐金枝等 研究了水泥对泡沫沥青冷再生混合料低温抗裂性能的影响,结果表明随着水泥掺量的增加,混合料的低温抗裂性能先升高后降低,存在一个峰值.李立寒等、W a n g等 研究了水泥对泡沫沥青冷再生混合料疲劳性能的影响,结果表明水泥的水化产物和沥青砂浆交织结构可以改善混合料在低应力水平下的疲劳特性,而在高应力水平下对其疲劳特性有不利影响.总的来说,水泥的掺量应该控制在合理范围内,规范中规定泡沫沥青冷再生混合料中的水泥掺量一般不超过 ,水泥掺量过高会导致混合料的开裂风险增加,水泥掺量较低对混合料整体力学性能提高有限.综上所述,水泥对于冷再生混合料的强度影响较大,其对于高低温、抗裂性能、疲劳性能具有影响.根据对目前研究的相关总结,推荐水泥掺量 ,实际工程中需根据材料特性进行合理比选.拌合用水量对混合料性能影响混合料拌合过程中需加入适量的水,而拌合用水量对于其施工和易性、压实特性、结构性能及强度等方面具有重要的影响.在水的作用下,泡沫沥青可以均匀分散至矿料间,同时,水在泡沫沥青与集料之间、集料与集料之间充当了“润滑剂”的作用,降低了混合料的抗剪强度,使混合料更加密实,增强了泡沫沥青冷再生混合料的和易性.文献 结合宏观力学试验和扫描电镜测试,发现随着拌合用水量的增加,泡沫沥青冷再生混合料的高温稳定性、抗拉性能、水稳定性和低温弯拉性能先升高后降低,峰值在混合料最佳含水量的 左右(如图所示,时沥青与集料紧密粘结,无明显界面形成),拌合用水量过多时会出现集料颗粒的“团聚”现象,影响泡沫沥青在矿料间的分散进而影响混合料的力学性能.李秀君等 发现在不同拌合用水量下,不同级配的泡沫沥青混合料出现了类似的规律,当拌合用水量低于 时,泡沫沥青混合料的力学性能最差,表现为空隙率大、强度低和水稳定性差;当拌合用水量为 时,泡沫沥青混合料的力学性能最佳;拌合用水量超过 时,泡沫沥青混合料的力学性能降低.因此,对于泡沫沥青稳定类材料,拌合用水量是强度形成的关键因素,存在最佳值.文献 研究也采用了交通科技与经济 第 卷最佳含水率的 作为拌合用水量,认为其和工程实际符合.周海生等 发现用水量不仅影响乳化沥青混合料的压实性能,也会对混合料强度的形成产生干扰.文献 发现拌合用水量增加,混合料强度和刚度会先增大后减小.参考现阶段研究,对于最佳拌合用水量的取值一般认为在混合料最佳含水率 左右,但是实际工程中的最佳拌合用水量需根据材料特性和工程需求进行试验选取.图不同拌合用水量下沥青集料界面的表观形貌养生方式对混合料性能影响冷再生混合料制备完成后,均需经过养生处理,而养生时间、温度及湿度等因素对于混合料强度增长均有不同的影响.若是养生不充分,会导致再生混合料开裂的可能性变大.目前关于养生方式的研究,主要是针对养生时间、温度和湿度三个方面.研究发现泡沫沥青冷再生混合料的马歇尔稳定度随着养生时间的增加而增加,主要分为三个阶段:在早期(d)增长尤为明显,为快速增长期,其马歇尔稳定度已超过规范要求的最小值;在养生后期,混合料的马歇尔稳定度增长缓慢,为慢速增长期;养生d后基本趋于稳定为稳定期.这是因为在养生前期,水泥的水化反应迅速而高效,大量的水化产物与矿料交织在一起形成网络状结构或填充于再生料内部空隙中,强度迅速增加;在养生后期,水分随时间逐渐消耗,水化反应所需水分不足导致反应速度不断降低,再生料内部黏聚力基本不再增长.文献 采用S EM对不同养生时间的沥青胶浆进行测试,如图所示,发现随着养生时间的递增,水泥水化产物逐渐嵌入沥青胶浆内部,增加了结构的密实度.图不同养生时间下对应试样的S EM结果王雨楠等 设计了种不同养生方法,如表所示,发现养生方式对泡沫沥青冷再生混合料的力学强度有显著影响.研究发现 半封闭 h全封闭养生 h组合养生方案为泡沫沥青冷再生混合料的最佳中长期室内加速养生方案.但是,文献 通过室内宏观力学试验对比了开放养生、半封闭养生和组合养生方式对混合料性能的影响,结果发现组合养生(半密封封闭 h全密封养生 h)是最适合作为泡沫沥青冷再生混合料中长期养生方法,此 时 采 用 的 养 生 温 度 为 .Z h o u等 研究了二次压实工艺对混合料性能的影响,发现二次压实的马歇尔试件和现场情况吻合良好,因此建议在 下养生 h,然后二次压实后室温养生 h.对于冷再生混合料的养生温度,目前主要存在 和 两种观点.文献 采用 下养生 h的方式,发现在养生结束后仍存在水分残留,残留的水分对其强度存在不利影响.王宏等 研究了不同养生温度对泡沫沥青冷再生混合料的影响,结果发现随着养生温度的增加,泡沫沥青冷再生混合料的低温抗裂性和抗疲劳开裂性能越好,但是养生温度超过 之后,沥青在混合料内部的状态会发生改变进而影响泡沫沥青冷再生混合料的整体力学 强 度(基 质 沥 青 的 软 化 点 为 第期张久鹏,等:泡沫沥青冷再生混合料强度影响因素综述表不同养生方法,养生方法试件类型具体养生方式开放养生)室温h后脱模,随后在 鼓风烘箱中养生d)室温静置h,不脱模置于 鼓风烘箱中养生 d模内养生不脱模室温h后,连同试模一起侧放于 鼓风烘箱养生 d.半封闭养生标准马歇尔试件)不脱模室温h,脱模后用聚乙烯模具裹紧,于 鼓风烘箱中养生)室温h后脱膜,保鲜膜密封后置于 鼓风箱养生封闭养生室温h后脱模,后将试样采用塑料袋密封,置于 鼓风烘箱中养生,期间 h更换一次塑料袋组合养生)室温h后脱膜,后用聚乙烯模具裹紧,鼓风烘箱中养生 h,然后装进塑料袋中,置于 鼓风烘箱养生,期间 h更换一次塑料袋)室温h后脱模,烘箱内半密封养生 h,后置于密封袋内进行 全密封养生,h更换密封袋一次).同时,王宏 认为现行规范以 作为泡沫沥青冷再生混合料的养生温度并不安全,并且在实际的 工 程 实 践 中 可 能 达 不 到 该 温 度.文 献 认为我国目前标准采用的 养生温度已经超过常用基质沥青的软化点,这很有可能造成沥青在混合料内部的流动,从而对混合料结构和性能产生不利影响.此外,文献 指出,当养生温度 时,泡沫沥青冷再生混合料试件的劈裂强度低于 时试件的劈裂强度.综上所述,目前对于冷再生混合料最佳养生条件目前并未形成统一结论,需对养生湿度、温度及时间等方面进行更深入的研究.结论文中通过整理泡沫沥青冷再生混合料的强度形成机理和性能影响因素得出以下结论:)关于泡沫沥青冷再生混合料的强度发展及形成机制的研究目前仍未有统一的定论,大多数研究仍从宏观力学的强度发展规律入手,需借助跨尺度关联分析去剖析其内在强度发展规律.)沥青的发泡性能直接影响混合料强度,合适的发泡剂可以提升发泡效果和混合料强度,但是目前对于沥青发泡性能未能与混合料性能建立起有机联系,需通过现场试验确定.)铣刨料的来源、旧沥青含量以及铣刨料和新集料组成级配等对混合料性能影响较大,实际工程中需合理确定.)水泥的存在可明显提升混合料的力学性能和耐久性,可在混合料内部与沥青、集料交织组成稳定体系,但是存在最佳掺量.)冷再生混合料性能受拌合用水量和养护条件影响较大,而我国目前规范采用的养护温度与工程实际存在差异,需要进一步研究.参考文献:CHE NZ,Y IJ,Z HAO H,e ta l S t r e n g t hd e v e l o p m e n ta n dd e t e r i o r a t i o n m e c h a n i s m so ff o a m e da s p h a l tc o l dr e c y c l e dm i x t u r eb a s e do nMDs i m u l a t i o nJ C o n s t r u c t i o na n dB u i l d i n gM a t e r i a l s,():江磊泡沫沥青冷再生技术研究综述J价值工程,():GU F,MA W,WE S T RC,e ta l S t r u c t u r a lp e r f o r m a n c ea n ds u s t a i n a b i l i t ya s s e s s m e n t o f c o l dc e n t r a l p l a n ta n di n p l a c er e c y c l e da s p h a l tp a v e m e n t s:ac a s es t u d yJ J o u r n a lo fC l e a n e rP r o d u c t i o n,(P T ):李志刚、汪德才、李丽娟,等填料含量对乳化沥青冷再生混合料宏微观性能的影响J公路,():KU CH I I S H IAK,VA S C ON C E L O SK,B E R NU C C ILLB E f f e c to fm i x t u r ec o m p o s i t i o no nt h em e c h a n i c a lb e h a v i o u ro fc o l dr e c y c l e da s p h a l tm i x t u r e sJ I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fP a v e m e n tE n g i n e e r i n g,():KU CH I I S H IA K,CHR I S T I N EDSAC,VA S C ON C E L O SK,e t a l I n v e s t i g a t i o no f t h em a t r i c s u c t i o n r o l eo nt h ec u r i n gm e c h a n i s mo ff o a m e da s p h a l ts t a b i l i s e dm i x t u r e sJ R o a d M a t e r i a l sa n d P a v e m e n tD e s i g n,():B U C Z Y NS K IP,I WA NS K IM T h e i n f l u e n c eo f ap o l y m e rp o w d e ro nt h ep r o p e r t i e so fac o l d r e c y c l e dm i x t u r ew i t hf o a m e db i t u m e nJ M a t e r i a l s,():CHE N GP,Y IJ,CHE NZ,e ta l I n f l u e n c ef a c t o r so fs t r e n g t ha n dp e r f o r m a n c eo f f o a m e da s p h a l tc o l dr e c y c l e dm i x t u r eJ R o a dM a t e r i a l s a n dP a v e m e n tD e s i g n,():S I L V A VD,ME N E S E S JPC,V A S C O N C E L O SK,e t a l 交通科技与经济 第 卷P e r m a n e n t d e f o r m a t i o n a s s e s s m e n t o f c o l d r e c y c l e da s p h a l tm i x t u r e sJ A d v a n c e s i nM a t e r i a l sS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g,:郝培文,李志刚,徐金枝泡沫沥青冷再生技术发展与展望J山西交通科技,():王锐军,李强,商健林,等拌和用水量和养生时间对泡沫沥青冷再生混合料力学性能的影响J林业科技开发,():李强,王锐军,李斌,等发泡剂对冷再生沥青混合料强度特性的影响J东南大学学报(自然科学版),():G AN D IA,C A E D E NA SA,S OW D,e t a l S t u d yo f t h ei m p a c to ft h ec o m p a c t i o na n dc u r i n gt e m p e r a t u r eo nt h eb e h a v i o ro f c o l db i t u m i n o u sr e c y c l e dm a t e r i a l sJJ o u r n a lo f T r a f f i c a n d T r a n s p o r t a t i o n E n g i n e e r i n g(E n g l i s hE d i t i o n),():KU CH I I S H IA K,CHR I S T I N EDSAC,VA S C ON C E L O SK,e t a l I n v e s t i g a t i