冷鋪瀝青材料的特性與配制技術(shù)

　　摘要:用冷鋪瀝青混合料修補路面坑洞，具有方便、快捷等優(yōu)點。為保證其疏松性和壓實性，在配制方法上，如所用瀝青的粘度、瀝青的用量、添加劑以及集料級配等，與熱拌瀝青混合料都有很大區(qū)別。實踐表明，所研制開發(fā)的冷鋪材料使用性能良好，從而比同類進(jìn)口材料大大的降低了成本。 

　　關(guān)鍵詞:冷鋪瀝青混合料；修補；疏松性；壓實性；成本 

　　一、前言 

　　目前，修補路面坑洞大都采用熱拌瀝青混合料，它對于地點集中，工程量較大的路面維修是可行的，但對于地點分散，工程量小的路面維修，不僅因數(shù)量太少而瀝青拌和廠難以生產(chǎn)，而且特別在冬季和雨水較多的春季，施工單位對熱瀝青混合料的保溫和修補操作上也感到了諸多的不便。因此道路面修補用的瀝青混合料不同于普通熱拌瀝青混合料，它是事先將瀝青混合料預(yù)拌好，用袋裝好儲存起來，當(dāng)發(fā)現(xiàn)路面上出現(xiàn)坑洞時，隨時運到現(xiàn)場，進(jìn)行路面修補。由于平時儲存在倉庫內(nèi)，使用時在常溫下進(jìn)行攤鋪和壓實，因而將這種材料稱之為儲存式冷鋪瀝青混合料。 

　　二、冷鋪瀝青材料的特點 

　　這種混合料存放在密閉的袋內(nèi)，可儲存幾個月，甚至更長的時間，都能保持良好的疏松狀態(tài)而不結(jié)成團(tuán)塊，即使結(jié)成團(tuán)塊，經(jīng)拍打就能散開;混合料在路面坑洞中攤鋪后，經(jīng)過壓實即能粘結(jié)成型而不松散，這就要求混合料具有良好的粘結(jié)性能和壓實性。正是由于冷鋪瀝青混合料具備這樣的特性，因而所鋪路面具有以下優(yōu)點： 

　?、俾访嬖谛熊囎饔孟聲饾u壓實，強度慢慢提高。如果在路面修補時，未能使用碾壓設(shè)備，路面在使用過程中經(jīng)行車碾壓會逐漸密實； 

　?、谟捎谠诔叵率┕?，且使用簡單工具即可進(jìn)行坑洞修補，操作頗為方便； 

　　③冷鋪瀝青混合料預(yù)先在工廠生產(chǎn)并儲存起來，隨時可供使用，因而適合常年路面坑洞修補，或供路面開挖埋設(shè)管線后恢復(fù)路面使用； 

　　④經(jīng)過碾壓成型的冷鋪瀝青路面，具有與熱鋪瀝青路面基本一樣的使用性能，且冷鋪瀝青路面不易出現(xiàn)溫度收縮裂縫。 

　　三、冷鋪瀝青混合料配制原理與方法 

　　冷鋪瀝青混合料必須具有良好的疏松性和壓實性，而這兩者既相矛盾又統(tǒng)一，這是冷鋪瀝青混合料配制技術(shù)的難點，但又是配制技術(shù)的關(guān)鍵和依據(jù)。試驗研究表明，影響冷鋪瀝青材料的性能主要有以下因素。 

　?。ㄒ唬r青的粘度 

　　瀝青在混合料中起著粘結(jié)松散集料成為整體的作用。根據(jù)粘附理論，瀝青要粘附在集料表面，充分而必要的條件是能夠浸潤集料表面，為此瀝青必須具有一定的流動性以易于鋪展。液體瀝青在不很高的溫度下已成流動液體，有利于浸潤集料表面。當(dāng)溫度降至常溫時，粘度增大，內(nèi)聚力也增大，于其他物體粘結(jié)性降低，使所拌混合料易于分散；但由于其表面仍存在微弱的粘結(jié)性，當(dāng)在外力作用下使它們緊密接觸時，則又會形成粘結(jié)而成為整體。 

　?。ǘr青用量 

　　冷鋪瀝青混合料有一適宜的瀝青用量，但不能用常規(guī)馬歇爾試驗方法確定。根據(jù)試驗資料歸納適宜的結(jié)合料用量可按以下經(jīng)驗公式估算： 
　　P＝0．021a＋0．056b＋0．099c＋0．12d＋1．2 
　　式中P—冷鋪瀝青混合料結(jié)合料用量，％； 
　　a—大于2．36mm顆粒重量百分率，％； 
　　b—0．3mm～2．36mm顆粒重量百分率，％； 
　　c—0．075mm～0．3mm顆粒重量百分率，％； 
　　d—小于0．075mm顆粒重量百分率，％。 

　　（三）瀝青中的添加劑 

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　　經(jīng)過試驗比較，在瀝青中添加樹脂改性劑，有利于提高混合料的粘結(jié)性，改善儲存性，尤其是改善混合料使用初期的穩(wěn)定性。 

　　②增水劑 

　　在瀝青中添加增水劑，有利于混合料抵抗雨水的侵蝕，并使得能在潮濕狀態(tài)下緊急修補使用。 

　?、鄞吒蓜?nbsp;

　　在某些國外文獻(xiàn)中有介紹在瀝青中添加催干劑，如亞硫酸鹽廢液、環(huán)烷酸皂等，以便使混合料顆粒表面的瀝青膜適當(dāng)?shù)馗稍铮档驼辰Y(jié)性，保持混合料的疏松性。使用催干劑必須經(jīng)過細(xì)致的選擇和反復(fù)的試驗，使用不當(dāng)反而影響其粘結(jié)性。 

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　　（四）集料級配與礦粉用量 

　　冷鋪材料是用于路面修補的材料，需要廣泛的適應(yīng)性，既可用于修補淺的坑洞，又可用于修補深的坑洞，為此最好有較粗和較細(xì)兩種不同粒徑的混合料，但養(yǎng)護(hù)部門只愿意使用一種規(guī)格的材料，同時較粗粒徑又易造成掉粒，所以冷鋪材料宜設(shè)計成一種較細(xì)級配的混合料。為提高混合料的承載能力和表面粗糙度，其集料宜設(shè)計成近似SMA以能形成骨架結(jié)構(gòu)的級配，但礦粉用量控制在1％～3％范圍內(nèi)，這樣有利于提高混合料疏松性和強度。冷鋪混合料所用集料由3mm～5mm和0～3mm碎石材料配合而成，其中3mm～5mm碎石應(yīng)采用硬質(zhì)巖石軋制而成，具有良好的棱角性。 

　　四、冷鋪瀝青混合料技術(shù)要求 

　　冷鋪瀝青材料作為路面修補材料，需要滿足一定的技術(shù)要求以判斷其性質(zhì)，但不能按熱拌瀝青混合料的概念來進(jìn)行評定。 

　?。ㄒ唬┦杷尚耘c壓實性 

　　如何評定冷鋪混合料的疏松性和壓實性，國際上大都采用經(jīng)驗判斷的方法。我們借鑒工地現(xiàn)場檢驗土壤最佳含水量的簡便方法，即用手將混合料捏緊，松開手混合料能成團(tuán)，則表明混合料可壓實成型而不松散；將成團(tuán)的混合料拍一下，混合料就能散開，則表明混合料疏松性良好，方法簡單而解決問題。 

　　（二）初始強度 

　　冷鋪混合料在壓實后需要達(dá)到一定強度，以承受車輪荷載。由于馬歇爾試驗方便，故以穩(wěn)定度評定其初始強度。取冷鋪混合料1000g，在常溫下正反面各錘擊75次，脫模后在常溫下測定馬歇爾穩(wěn)定度。 

　?。ㄈ埩舴€(wěn)定度 

　　儲存性冷鋪瀝青混合料壓實后，初始空隙率大，抗水性差，因此需要檢驗其水穩(wěn)性。將常溫下成型的馬歇爾試件浸泡在水中一晝夜，測試浸水后的穩(wěn)定度Sw，該穩(wěn)定度Sw與原穩(wěn)定度So之比值K＝Sw?So，作為評定混合料的水穩(wěn)性。 

　?。ㄋ模┑蜏卣辰Y(jié)性 

　　為檢驗混合料在冬季低溫下的粘結(jié)性能，將混合料裝入塑料袋內(nèi)，然后放在－10℃的冰箱內(nèi)冷凍4h以上，取出后將1000g樣品立即裝入試模，每面錘擊150次，觀察是否能粘結(jié)成型，在常溫下測試馬歇爾穩(wěn)定度，其值要求大于1.5kN。 

　　五、冷鋪混合料現(xiàn)場生產(chǎn) 

　　先配制改性稀釋瀝青結(jié)合料，采用重交通道路瀝青、樹脂、石油溶劑、添加劑配合而成，其粘度分別調(diào)配成適合于冬春季節(jié)和夏秋季節(jié)兩種。集料采用0～3mm和356mm兩種集料進(jìn)行配合。結(jié)合料用量先按上述經(jīng)驗公式計算，然后根據(jù)試拌情況加以調(diào)整。 

　　混合料在60℃～80℃的溫度下進(jìn)行拌和。出料后采取措施令其快速冷卻，然后裝袋儲存。取現(xiàn)場生產(chǎn)的冷鋪瀝青混合料，在室內(nèi)進(jìn)行試驗，檢驗疏松性與壓實性良好。 

　　六、成本經(jīng)濟(jì)比較 

　　配制儲存式冷鋪瀝青混合料，在材料配方上與熱拌瀝青混合料有所區(qū)別，成本相對比較高，主要是由于冷鋪瀝青材料生產(chǎn)量很少，管理、包裝要求較高，至使成本有所提高。粗略測算，這種冷鋪材料可能的價格大概是熱拌瀝青混合料的2倍～3倍左右，這就要在大的路面工程施工中適宜采納對熱鋪料的應(yīng)用，但在地點分散，工程量小的施工路面維修中應(yīng)用冷鋪瀝青混合料技術(shù)是利在可行的，既能節(jié)省時間，又能節(jié)約人力、物力，而產(chǎn)生快捷、便利的施工效果，由此可見在分散量小的路面施工上又比熱鋪料節(jié)約了成本，同時在與國外同類產(chǎn)品相比大大的降低了進(jìn)口成本。此項產(chǎn)品的應(yīng)用開發(fā)是具有良好的應(yīng)用前景和廣泛的應(yīng)用范圍，在我國公路基本普及以保養(yǎng)和維護(hù)為主的現(xiàn)狀下推廣應(yīng)用是徹實可行的。