热拌沥青混合料在摊铺过程中需要高温加热，不仅消耗大量能源污染环境，还使得沥青在高温加热过程中发生不可避免的老化。乳化沥青具有施工条件好、节约能源等优点在环境保护和社会经济效益方面具有热板沥青混合料无法比拟的优点。但由于乳化沥青含有较多水分，只有在水分蒸发发生破乳之后，混合料才能具有强度，因此其早期的强度较低，不利于快速开放交通，限制了乳化沥青的大规模使用。
目前，国内外为了解决该问题，开展在乳化沥青中加入水泥来对沥青混合料的性能进行改善，取得了良好的效果，且得到推广使用。但目前的研究多关注沥青混合料的设计及路用性能方面，对水泥乳化沥青的微观反应机理缺乏系统研究。本文在上述背景下研究水泥乳化沥青的微观积累、并在此基础上研究水泥乳化沥青胶浆及混合料的性能。
水泥乳化沥青的微观反应机理
乳化沥青中加入一定比例的水泥后，在两者共同作用下，其强度形成与单一的乳化沥青形成具有较大的区别。采用Philips-FELQuanta200扫描电镜对水泥乳化沥青微观反应机理进行研究。
对比乳化沥青破乳前后及水泥乳化沥青破乳前后的电镜图可知：对于单纯的乳化沥青，其沥青颗粒的分布较为分散，即使是在破乳之后，乳化沥青的仍然呈现不连续的分散，并未形成较为明显的沥青膜状结构。
水泥加入乳化沥青中，发生了了水泥的水化及乳化沥青的破乳两种反应，且这两种反应是相互进行的。乳化沥青在失去水分破乳后，形成的沥青膜可以吸附了水泥粉颗粒及水泥水化物，这些水泥粉颗粒及水泥水化物在沥青膜表面起到了吸引其他沥青膜的中介作用，使得水泥乳化沥青在破乳后形成了沥青膜与水泥及水化物相互连接及贯穿的结构体系。随着水泥水化的持续，乳化沥青中的水分越来越少，在水泥及水化物的吸引下，沥青颗粒及沥青膜相互靠近，最后相互扩散融合为包裹水泥颗粒及水化物的连续的膜状结构。
当水泥乳化沥青中，大部分的水泥发生了水化反应，水化反应释放的热量可以加剧乳化沥青的破乳速度，且水化产生的纤维状物质填补了乳化沥青水分蒸发后留下的空间，同时水泥的水化物吸附到沥青膜并相互交织，形成了稳定的结构体系。剩余为水化的水泥颗粒，在沥青混合料中起到了填料的作用，其能够改善集料的表面特性，提供了沥青与集料吸附性能。
水泥与乳化沥青的这种空间结构保证了混凝土具有足够的强度性能，同时也纺织了在高温环境下由于沥青软化导致的混凝土出现的过大变形。
水泥乳化沥青胶浆性能研究
本次研究用的水泥为硅酸盐水泥P.O42.5，采用的基质沥青类型KLMY90#，乳化沥青制备时油水比为6:4，乳化剂为慢裂快凝型，稳定剂CaCl2。采用通过0.075mm水泥、石灰岩矿粉与乳化沥青制备沥青胶浆，并对沥青胶浆的流变性能进行试验。试验时，采用的水泥剂量为2.5%、3.5%、4.5%，乳化沥青的用量为5%、6%、7%。
试验结果可以看出：水泥乳化沥青胶浆的粘度与水泥的用量和乳化沥青的用量有关，当乳化沥青含量为5%时，随着水泥用量的增多，沥青胶浆的粘度呈现递增趋势，这是因为当水泥加入后，其在内部发生了水化反应，生成的水化产物会增加颗粒的摩擦力，所以前期随着水泥用量的增加，胶浆的粘度会逐渐上升。
但当乳化沥青的用量为6%和7%时，粘度均随着水泥用量的增多而降低，这主要是乳化沥青与水泥用量存在着适应的用量，超过这一用量后，乳化沥青破乳后的沥青膜厚度增加，这会包裹水泥颗粒及其水化产物，进而阻碍了水泥水化和粘度的增加。
水泥乳化沥青混合料路用性能研究
水泥乳化沥青混合料的性能通过马歇尔试验来验证，马歇尔试件采用双面击实75次成型。抗压强度和抗压回弹模量采用静压成型250px×250px的圆柱形试件；抗折强度采用静压法250px×250px×1000px的长方体试件。而后对强度性能、高温性能、低温性能及水稳定性能进行试验。
强度性能。本次试验时采用马歇尔稳定度；7d抗压模量、28d抗压模量、7d抗压强度、28d抗压强度及28d抗折强度作为其强度性能评价指标。沥青混合料的类型为AC-16。沥青混合料的强度性能表征了其在荷载作用下的变形和抗破坏能力，本文对其抗压模量、抗压强度和抗折强度的变化进行研究。
当乳化沥青用量一定时，随着水泥用量的增大，混合料的7d和28d的抗压回弹模量、7d抗压强度、28d抗压强度及28d抗折强度均呈现出增大的趋势；而当水泥用量不变时，混合料的抗压回弹模量随着乳化沥青用量的增大而减小。在水泥用量和乳化沥青用量相同时，随着养生时间的增大，混合料的强度性能均表现为增大。
在乳化沥青中加入一定量的水泥，可以加速水化反应，使得乳化沥青的破乳速度加快，有利于混合料的强度行车。从其机理分析，当乳化沥青移动，增加水泥用量后，混合料中相应的水分会减少，水泥水化后的絮状生成物可以与沥青膜相互连接为网站的结构，加强了沥青膜与集料的粘结性能，同时这种网状结构也对集料形成了一定的束缚，进一步提高了混合料的强度性能。
当水泥用量一定时，乳化沥青用量的提高，使得混合料中的水分增加，这对水泥水化是一种促进作用，但水分过多，大部分的水分是通过破乳蒸发散失，影响了混合料强度的形成，混合料的强度性能降低。
路用性能。选用连续密级配的集料级配类型对水泥乳化沥青混合料的高温性能、低温性能及水稳定性能进行试验分析。
从试验结果可知：当乳化沥青用量一定时，随着水泥用量增大，水泥水化后的产物会提高胶浆与集料的粘结力，减小水对沥青膜的浸润作用，不同乳化沥青用量下混合料的动稳定度均有所改善，高温抗车辙能进一步提高。当水泥用量一定时，随着乳化沥青用量的增大，动稳定度成型出降低的趋势，这是因为混合料中沥青用量过多，使得沥青膜的厚度较大，集料颗粒之间较易出现滑动，使得混合料的动稳定度减低。
采用浸水马歇尔试验和动稳定度试验对水稳定性分析，从其试验结果可知，当乳化沥青用量不变时，水泥用量的提高，混合料的残留稳定度比和冻融劈裂强度比均随着提高，表明水泥用量的增加会改善混合料的水稳定性，这也主要是水泥的水化产物增加了集料与胶浆的粘结性，增强了混合料的整体空间的强度。而当水泥用量不变时，乳化沥青用量的增大，会降低混合料的水稳定性，这可能是乳化沥青含量的增大，使得混合料中的自由沥青增多，从而影响了混合料的稳定度。
从低温试验的破坏应力和劲度模量结果可知，随着水泥用量的增大，破坏应力和劲度模量都增加，说明随着水泥的逐步加入，混合料逐渐向着刚性发展，其变形能力降低；而当乳化沥青用量增多时，相应的破坏应力和劲度模量都减低，表明乳化沥青的加入，使得混合料向着柔性发展，其低温抗变形能力提高。
结论
①对于单纯的乳化沥青，其沥青颗粒的分布较为分散，即使是在破乳之后，乳化沥青的仍然呈现不连续的分散，并未形成较为明显的沥青膜状结构。而水泥乳化沥青破乳后的形成了网状的水泥及水化物与沥青膜的结构体系。②当水泥用量不变时，水泥乳化沥青混合料的抗压强度、抗压模量和抗折强度随着乳化沥青用量的增加而降低，而当乳化沥青用量不变时，混合料的强度随着水泥用量的增加而增加。③当水泥用量不变时，混合料的高温抗车辙性、低温性能和水稳定性均随着乳化沥青用量而降低；而当乳化沥青用量不变时，混合料的路用性能随水泥用量的增大而提高。④通过本文的分析未发现明显的水泥和乳化沥青的对应最佳用量，因此在后续的分析和使用时，应根据其性能的要求和经济性因素确定。 来源：沥青路面城建日沥