从一些乳化沥青冷再生试验路病害调查中发现，通车不到两年的一些路段就开始出现了严重的横向裂缝、龟网裂、坑槽等病害。为了分析病害的成因，对路面芯样进行取芯，并进行劈裂试验，试验结果显示，病害均发生在乳化沥青冷再生层，芯样劈裂强度都在0.4Ma以上。说明使用近两年后乳化沥青混合料的劈裂强度在满足设计要求的情况下发生了早期病害。所以在乳化沥青混合料设计时应提高混合料的劈裂强度，保证乳化沥青冷再生混合料的承载能力，延长乳化沥青冷再生的使用寿命
2、乳化沥青用量对混合料强度的影响
为了分析乳化沥青用量对混合料强度的影响情况，试验对5个乳化沥青用量下的混合料进行劈裂试验，试验结果如表2.1和图2-1所示。试验结果显示：（1）乳化沥青用量和劈裂强度的关系曲线呈抛弧线状，说明随着乳化沥青用量劈裂强度呈先增加后减小的趋势；（2）乳化沥青用量在2%~4%区间时，劈裂强度增长很快，乳化沥青用量在4%~6%区间时，劈裂强度增长很慢，且有下降的趋势。
从试验结果可知，在混合料的设计过程中，乳化沥青的用量的选取应在劈裂上升且上升比较缓慢的区间，如图2-1中4%~5%之间。虽然强度快速上升区间如图2-1中的2%~4%区间内劈裂强度也能满足要求，但由于劈裂强度波动较大，施工时难以保证混合料的强度均匀性，所以不建议选在劈裂强度快速上升的区间综合考虑混合料的强度以及经济性，建议乳化沥青用量为3.5%~4.5%。
表2.1乳化沥青用量对劈裂强度影响的试验结果
| 乳化沥青用量（%） |
2.0 |
3.0 |
4.0 |
5.0 |
6.0 |
| 干劈裂度（MPa） |
0.56 |
0.68 |
0.84 |
0.86 |
0.79 |
| 湿劈裂强度（MPa） |
0.55 |
0.65 |
0.81 |
0.82 |
0.75 |
| 干湿劈裂强度比(%) |
98.2 |
96.2 |
96.4 |
95.6 |
94.8 |
| 试验毛体积密度(g/cm3) |
2.092 |
2.103 |
2.11 |
2.113 |
2.114 |
图2-1 乳化沥青用量对劈裂响度影响的关系图
3、新加集料对乳化沥青混合料强度的影响
由于RAP料受铣刨刀头的破碎，旧路病害的影响，而具有：均匀性差，块状骨料较多，细料、粉料偏少等特点。所以RAP的表观级配是不准确的，不稳定的，在拌和和碾压等施工过程中极易发生改变。一般在混合料的设计中会采用添加粗集料提高混合料骨架性，增加细集料提高混合料的密实性。为了分析添加新集料对混合料劈裂强度的影响，试验透过四种添加不同规格集料的混合料进行劈裂试验，集料的规格见表3.1所示、各级配的比例及级配图见表3.2和图3-1所示，试验结果见表3.1所示。
3.1 各矿料筛分结果
| 矿料 |
通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%） |
||||||
| 37.5 |
26.5 |
13.2 |
4.75 |
2.36 |
0.6 |
0.08 |
|
| 1# |
100.0 |
98.9 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
| 2# |
100 |
59.1 |
5.1 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
| 4# |
100 |
100 |
100.0 |
100.0 |
79.7 |
40.7 |
12.2 |
| RAP1 |
100 |
91.7 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
| RAP2 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
60.4 |
32.1 |
5.8 |
2.8 |
3.2 各级配的矿料比例
| 级配 |
矿料比例（%） |
||||
| 1# |
2# |
4# |
RAP1 （0-10mm） |
RAP2 (10-32mm) |
|
| 级配1 |
0 |
0 |
0 |
30 |
70 |
| 级配2 |
10 |
0 |
0 |
25 |
65 |
| 级配3 |
0 |
0 |
10 |
25 |
65 |
| 级配4 |
0 |
10 |
0 |
30 |
60 |
图3-1 级配曲线图
表3.3 新加集料对劈裂强度的试验结果
| 级配 |
试件密度（g/cm3） |
干劈裂强度（MPa） |
干湿劈裂强度比（%） |
| 级配1 |
2.103 |
0.68 |
96.2 |
| 级配2 |
2.114 |
0.84 |
96.8 |
| 级配3 |
2.118 |
0.81 |
97.3 |
| 级配4 |
2.122 |
0.74 |
98.2 |
从试验结果看，通过增加粗集料改善混合料的骨架性能后，劈裂强度和密度明显提高；通过增加细集料改善混合料的密实性后，混合料的密度提高较大，而强度却提高不是很大。从试件最终成型后的级配分析也可看出，添加了新集料的试验级配和设计级配拟合性好，而没有添加新集料的试件级配却发生的很大的改变。所以为了保证混合料的实际级配和设计级配保持一致性，为了尽可能的提高混合料的劈裂强度和承载能力，设计时应增加一定量的粗细集料的用量以改善RAP的级配和强度。建议RAP的用量一般不宜超过85%。
4、击实功对混合料强度的影响
《公路沥青路面再生技术规范》 (JTG F41-2008)要求乳化沥青混合料采用二次成型的方法：试件先击实50次，然后在60℃鼓风烘箱中养生40小时，再将试样从烘箱中取出，立即放置到马歇尔击实仪上，击实25次，室温冷却12小时，最后测其强度。为研究不同击实功对混合料强度的影响，对乳化沥青用量采用4.0%，RAP用量为85%，添加15%的粗骨料（19~26.5mm）的混合料采用三种击实次数进行试验。试验结果如表4.1和图4-1所示。
表4.1 击实次数对劈裂强度的影响试验结果
| 击实次数（次） |
成型方法 |
试件密度（g/cm3） |
劈裂强度（MPa） |
| 50+25 |
击实50次后60℃烘箱中保温48小时，然后再击实25次，最后空气中冷却12小时后脱模 |
2.105 |
0.68 |
| 75+25 |
击实75次后60℃烘箱中保温48小时，然后再击实25次，最后空气中冷却12小时后脱模 |
2.165 |
0.73 |
| 100+50 |
击实100次后60℃烘箱中保温48小时，然后再击实50次，最后空气中冷却12小时后脱模 |
2.255 |
0.82 |
图4-1击实次数对劈裂强度影响的示意图
试验结果显示：随着击实次数的增加混合料的密度和劈裂强度也随之增加。从最终成型试件的竖向剖面看，随着击实次数的增加，混合料中RAP中的团块颗粒越来越少，在增加击实的作用下，团块颗粒逐渐被分散，试件孔隙越来越小，试件越来越密实，当击实次数达到75+25次时，混合料可以达到一个较密实的状态，当击实次超过75+25后部分骨料逐渐被破坏。说明在室内混合料设计时，可以通过增加击实功来提高混合料的密度和压实，但压实度功不能超过骨料的承受能力，建议击实次数不宜超过75+25次。
5、水泥对乳化沥青冷再生混合料强度的影响
为了研究水泥对乳化沥青冷再生混合料劈裂强度的影响，对乳化沥青用量采用4.0%，RAP用量为85%，添加15%的粗骨料（19~26.5mm）的混合料添加四种水泥剂量后进行劈裂强度试验，击实次数为75+25次，试验结果过如表5.1所示。
表5.1 水泥对乳化沥青冷再生混合料强度影响的试验结果
| 水泥剂量（%） |
劈裂强度（MPa） |
| 1.0 |
0.58 |
| 1.5 |
0.66 |
| 2.0 |
0.81 |
| 2.5 |
0.98 |
试验结果显示：随着水泥用量的增加混合料的强度也随之增加，试验还发现当水泥用量增加时，水泥水化作用消耗的水也随之增加，所以混合料中乳化沥青的破乳速度也随之加快。所以在确定水泥用量是既要考虑其对强度的影响，同时也要考虑其对施工性的影响，建议水泥的用量应控制在2%以内。
6、结语
从以上的试验结果看，乳化沥青混合料强度的影响因素较多。所以在设计时应对混合料进行优化设计，尽可能的提高混合料的劈裂强度，以延长乳化沥青冷再生路面的使用寿命。建议进行室内设计时乳化沥青混合料的劈裂强度不宜小于0.8MPa。