随着我国高速公路沥青混凝土路面逐渐进入养护时代，出现了各种各样不同的养护技术，结合国家节能减排的要求，乳化沥青冷再生技术备受关注，并在大量的实体养护工程中得到应用。随着材料、技术、设备和工艺的不断发展，乳化沥青冷再生混合料逐渐被应用于高等级公路，且尝试将冷再生层位逐渐提高至中下面层。为了实现这一目标，需要对冷再生混合料提出更高的技术要求。现行《公路沥青路面再生技术规范》(JTGF41-2008)仅对乳化沥青冷再生混合料的水稳定性能提出了相应要求，并未对高温性能和低温性能做出要求。而作为高等级公路的高层位应用，乳化沥青冷再生混合料的低温抗裂性能逐渐成为人们关注的焦点。本文通过半圆弯曲试验对冷再生混合料的低温性能做出评价，并与低温弯曲试验进行对比，旨在提出乳化沥青冷再生混合料低温性能的评价标准，严格把控冷再生混合料的质量要求，提高冷再生技术的整体水平。

评价方法

目前国内对于热拌沥青混合料的低温性能评价主要采用的试验方法包括：间接拉伸试验，低温弯曲试验，单轴压缩试验，低温蠕变试验，收缩系数试验，J－积分试验。(１)间接拉伸试验、低温弯曲试验和单轴压缩试验均属于等应变加载的破坏试验，用于测定沥青混合料在规定温度和加载速率下受到拉伸、弯曲或压缩等条件下至试件破坏过程的力学性能。(２)弯曲蠕变试验用于测定沥青混合料在规定温度和加载应力水平条件下弯曲蠕变的应变速率，用以评价混合料的变形能力。(３)收缩系数试验用于测定沥青混合料的收缩系数。收缩系数的评价指标主要包括平均收缩应变和收缩系数，按照测试结果绘制不同温度下的收缩系数变化曲线。(４)Ｊ－积分试验用于模拟路面开裂，即由内部潜在的微裂缝扩展开始产生，进而采用切口小梁试件，即在试件跨中位置刻槽，然后进行加载试验。上述试验方法均能从不同角度反映出沥青混合料的低温性能，我国现行规范中推荐采用低温弯曲小梁试验的破坏应变指标作为评价标准。而对于乳化沥青冷再生混合料的低温性能目前尚未有相关标准要求。本文借鉴Ｊ－积分试验方法及原理，采用ＳＣＢ试验方法评价乳化沥青冷再生混合料的低温性能，并采用低温弯曲试验作对比分析。

试验方案

参照《公路沥青路面再生技术规范》(JTGF41-2008)中的乳化沥青冷再生混合料设计方法进行室内试验，乳化沥青冷再生混合料所用原材料主要包括沥青路面回收材料(RAP)、新集料、水泥、矿粉、乳化沥青和水。ＲＡＰ主要包括0～9.5ｍｍ的细铣刨料和9.5～26.5ｍｍ的粗铣刨料。新添加集料粒径为16～31.5ｍｍ，水泥采用为P.O42.5。乳化沥青各项技术指标。试验确定的乳化沥青冷再生混合料矿料合成级配及各组成材料比例。

半圆弯曲试验

半圆弯曲(Semi Circle Bending，SCB)试验方法和原理基本与Ｊ－积分试验相同，主要差异性在于试件尺寸不同，Ｊ－积分试验采用成型车辙板后切割成250ｍｍ×40ｍｍ×40ｍｍ的棱柱体试件，而ＳＣＢ试验采用圆柱体切割后的半圆柱体试件。试件具体制作步骤：采用旋转压实仪５０次成型直径１５０ｍｍ，高(１０５±５．０)ｍｍ的试件后脱模，在６０℃通风恒温烘箱中养生(４８±１)ｈ，然后在室温下冷却不少于１２ｈ。从高度中点位置将试件切割成上下对称的两个圆柱体试件，并分别将每个圆柱体试件沿直径方向切割成两个半圆柱体，对每个半圆柱体直径边的中点向半圆方向切割一条深度为(１５±２．５)ｍｍ、宽度(２．５±１)ｍｍ的直缝。将切割好的试件用水冲洗干净，置于６０℃通风恒温烘箱中不少于１２ｈ，取出后在室温下冷却不少于２ｈ。将试件置于规定温度的环境保温箱中保温４～６ｈ，直至试件内部温度达到试验温度±０．５℃为止。将试件放置于(－１０±０．５)℃的具有环境温度箱的万能试验机支座上，以１ｍｍ／ｍｉｎ的速率进行加载至试件破坏，至其荷载应力低于０．１ｋＮ时停止试验。试件加载方式及荷载－跨中挠度曲线如图所示。一组试样平行试验不少于６个试件。为了评价水泥对乳化沥青冷再生混合料低温性能的影响，本文采取了Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等４种试验方案，其水泥用量分别为０、１％、１．５％、２％。参照上述试验方法进行ＳＣＢ试验。ＳＣＢ试验结果显示各试验方案的断裂能大小顺序依次为Ｃ＞Ｄ＞Ｂ＞Ａ，由此表明：(１)添加水泥可以有效提高冷再生混合料的低温抗裂性能；(２)乳化沥青冷再生混合料的断裂能随着水泥用量的增加逐渐增大，但随着水泥用量的继续增加，再生混合料更多地表现出水泥的脆性，由此导致低温抗裂性能降低。

低温弯曲试验

根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20－2011)中T0715-2011的要求进行低温弯曲试验。采用轮碾机碾压成型300ｍｍ×300ｍｍ×50ｍｍ车辙板，在６０℃鼓风烘箱中养生４８ｈ，置于室温下冷却１２ｈ后，将车辙板切割成６块２５０ｍｍ×３０ｍｍ×３５ｍｍ的棱柱体小梁，将每根小梁置于具有环境保温箱的万能试验支座上，在－１０℃的温度下，以５０ｍｍ／ｍｉｎ的速率进行加载至试件断裂，记录荷载－跨中挠度曲线。各试验方案的劲度模量大小顺序依次为Ｄ＞Ｃ＞Ｂ＞Ａ，而破坏应变大小顺序依次为Ｃ＞Ｄ＞Ｂ＞Ａ，由此表明：(１)添加水泥可以有效提高乳化沥青冷再生混合料的劲度模量，使混合料具有较高的强度，同时可以增加混合料的破坏应变能力；(２)随着水泥用量的继续增加，混合料的劲度模量不断增加，而水泥用量增加至一定程度时，混合料的低温破坏应变能力逐渐降低，说明水泥用量的增加一方面提高了冷再生混合料的强度，而另一方面却导致了混合料变脆，损失了混合料的低温抗变形能力，使得其低温性能出现下降。

对比分析

SCB试验和低温弯曲试验结果对比如图４所示，结果表明：(１)断裂能和破坏应变指标均能较好地反映出混合料的低温抗裂性能，两种试验结果表现出了同样的变化规律，即不添加水泥的冷再生混合料低温性能相对较差，添加水泥有利于提高混合料的低温性能，且随着水泥用量的增加而逐渐提高，而当水泥用量超过一定的范围时，会导致冷再生混合料脆性增加，进而使得混合料的低温性能出现下降，因此，建议冷再生混合料中水泥添加量不超过１．５％；(２)不同水泥用量的乳化沥青冷再生混合料的破坏应变均未达到规范中关于热拌沥青混合料的要求，因此，对于乳化沥青冷再生混合料的低温性能要求需通过大量的室内试验研究提出相应的标准。通过上述分析，ＳＣＢ试验可以作为乳化沥青冷再生混合料的低温性能评价方法，可采用断裂能指标作为其评判标准，建议乳化沥青冷再生混合料的断裂能指标以不小于1000Ｊ／ｍ２为标准。

结语

SCB试验和低温弯曲试验从不同角度表征了乳化沥青冷再生混合料的低温抗裂性能，通过不同水泥掺量的乳化沥青冷再生混合料低温性能试验结果表明，两种试验方法表现出了相同的变化规律，即冷再生混合料低温性能随着水泥用量的增加先增大后减小。然而由于ＳＣＢ试件制作复杂，并且测试计算等要求相对较高，且由于乳化沥青冷再生混合料相对于热拌沥青混合料强度低，在切割时易发生破碎等现象，从而导致试验结果差异性较大。因此该试验方法只限于一些理论性的室内科学研究，而对于工程应用单位尚不建议使用。