厂拌型SBS 改性乳化沥青冷拌冷铺技术探索研究

刘 飞

（北京路桥瑞通养护中心有限公司，北京 100097）

冷拌冷铺技术是沥青路面施工技术的发展趋势，具有节能减排的优点，符合国家目前提倡的“绿色公路建设”理念。20 世纪80、90年代，国家进行了阳离子乳化沥青技术攻关，较好解决了稀浆封层技术的开放交通慢问题。21 世纪初，国内引进了微表处技术，改性乳化沥青的优异性能实现了冷拌料性能的显著提升。

1 SBS 改性乳化沥青特性分析

1.1 较好的防水性

较好的流动性能是SBS 改性乳化沥青的核心优点之一。施工时，游离的沥青颗粒通过流动性能进而能够完全渗透进入道路的缝隙之中，同时，随着沥青颗粒在底部不断的聚集，进而形成了一层沥青油膜，防止路面雨水透过沥青进入道路基层，破坏基层稳定，影响路基强度。在对其进行碾压之前，沥青的混合料通常会存在许多细小的空隙，这些空隙就好比是海绵，极易吸收和储藏水分。积水时间久了，沥青的乳液就会出现破乳现象，消除了乳化剂的极性，再经过压路机碾压施工，加速了水份的蒸发，沥青的渗水系数在此过程中会不断的降低，直至为零，进而达到了良好的防水以及隔水效果。

1.2 施工的便利性

SBR 改性乳化沥青施在高速公路施工的便利性主要体现在以下方面：

1） SBR 改性乳化沥青在常温、常态下即可进行施工，不需像普通沥青一样需要加热到一定温度才能进行施工作业；2） 配套使用的设备操作简单，施工机械化程度高；3）高速公路工程中应用SBR 改性乳化沥青施工结束后，我们对其养护不但简单，并且还不需要像普通沥青一样进行养生。

1.3 多用途性能

通过对相关文献研究以及查阅其他项目情况下来看，现阶段SBS 改性乳化沥青在高速公路工程中的应用，主要发挥了其在透层、封层、粘层以及抗剪性能力方面的优势。除此之外，SBS 改性乳化沥青在普通公路的车辙修复、道路路面修整、裂缝与坑洞填补以及桥梁修整等方面也有着极好的应用效果。这样多用途性能也是其受到其他不同类型工程项目的关注。

2 厂拌用SBS 改性乳化沥青的研制

2.1 采用冷再生用乳化剂

对沥青先改性后乳化，按照冷再生推荐掺量对SBS 改性沥青进行乳化，进行5 次试验，出现无法破乳、制备后储存稳定性不足等问题。

2.2 采用乳化剂复配方案

通过慢裂快凝型乳化剂MK（微表处用） 与慢裂慢凝型乳化剂MM（冷再生用） 复配，成功制备了稳定性极好的SBS 改性乳化沥青，确保了后续试验的开展。该乳化沥青存储6 个月后，未出现破乳结皮。

3 冷拌料密实性研究

3.1 研究思路

在国内较早提出“先进行HMA 配比设计，在此基础上验证冷拌料、分析差异，再进行冷拌配比调整”的思路。该方法的优点在于能够区分出冷拌与热拌的性能差异，更有利于分析要解决的问题。

3.2 HMA、CMA 比较

按照传统的方法拌制冷拌料（乳化沥青固含量与现有研究基本一致，改进之处是拌和添加了占水泥剂量2%的减水剂RW），用复现后的CMA 与HMA 进行比较。冷拌料的空隙率明显偏高（HMA 设计要求是3%～6%），动稳定度明显优于热拌，但残留稳定度相比热拌下降较多。说明冷拌效果与冷拌料的空隙率有明显关系，同时冷拌料的孔隙率与水稳定性之间存在一定的关联。

3.3 CMA 设计中的其他参数

拌和用水量：采用手拌，以乳化沥青均匀裹覆矿料，浆体不溢出为宜。试拌时发现，外加水低于1%、总体含水量低于4%时，即使增加减水剂用量，也不能均匀拌和，说明冷拌料拌和存在一个极限最低外加水量和极限最低总体含水量，具体数值应取决于采用的乳化体系。水泥剂量：冀东璧山P.O.42.5 水泥，代替1%矿料。减水剂RW 的掺量：按水泥的2%，试拌发现即使全部用矿粉，减水剂仍能够起到减水作用。矿料：石灰岩，击实过程中未发现有破碎。

3.4 增密方案及效果评估

不改变基本配比的方案：在现有乳化体系下，适当增加二次击实次数有助于增加冷拌料的密实性；不使用减水剂、拌和时矿粉后加均会导致成型后的试件空隙率增加；而养生后不进行二次击实的做法导致空隙率急剧增加。增加油石比（或乳化沥青用量） 能够降低空隙率；增加粉料含量有助于降低空隙率。但是增加油石比会提高造价，增加粉料含量需通过进一步分析沥青混合料微观结构形式，确定增加剂量。

4 进一步分析

比较本研究的厂拌型乳化沥青冷拌与微表处存在较大差异，通过对比分析发现乳化体系应该是影响冷拌料性能的最关键要素，具体体现在：1） 厂拌型冷拌的可拌和时间，至少高出微表处1h，用于铺筑；2） 厂拌型冷拌成型时，乳化沥青未破乳，且破乳时间长于水泥初凝时间；而微表处是在水泥初凝前完成破乳、排水、更容易进一步压密，从而迅速形成强度，具备开放交通条件。

5 结语

综上所述，MM、MK 沥青乳化剂的复配，可实现SBS改性沥青的乳化，可用于厂拌，但其破乳速度慢的问题需要进一步研究；基于热拌配比研究冷拌，能够更好地发现冷拌技术的不足，为解决方案的寻找指明方向。此外，当前乳化体系下，增加二次击实次数、增加油石比、增加矿粉用量，均可以增加冷拌料的密实性；高固含量改性乳化沥青能够改善冷拌料路用性能，但对密实性无明显改变。