冷鋪瀝青材料的特性與配制技術(shù)

1、冷鋪瀝青材料的特性與配制技術(shù)1前言瀝青路面在長期的使用過程中，會(huì)出現(xiàn)松散、坑洞、剝落等病害。路面病害不僅降低了路面的服務(wù)能力，而且主要影響道路正常交通，在高速道路上的坑洞甚至可能引發(fā)交通事故。因此對于路面出現(xiàn)的坑洞、破損需要及時(shí)加以修補(bǔ)。目前，修補(bǔ)路面坑洞大都采用熱拌瀝青混合料，它對于地點(diǎn)集中，工程量較大的路面維修是可行的，但對于地點(diǎn)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)，而且施工單位對熱瀝青混合料的保溫和修補(bǔ)操作也感到不便，特別在冬季和雨水較多的春季，因此道路養(yǎng)護(hù)部門十分需要一種能夠隨時(shí)可以用于路面修補(bǔ)的材料。路面修補(bǔ)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

2、青混合料預(yù)拌好，用袋裝好儲(chǔ)存起來，當(dāng)發(fā)現(xiàn)路面上出現(xiàn)坑洞時(shí)，隨時(shí)運(yùn)到現(xiàn)場，進(jìn)行路面修補(bǔ)。由于平時(shí)儲(chǔ)存在倉庫內(nèi)，使用時(shí)在常溫下進(jìn)行攤鋪和壓實(shí)，因而將這種材料稱之為儲(chǔ)存式冷鋪瀝青混合料。近年來，許多外國企業(yè)看好我國廣闊市場，紛紛來華推銷他們的冷鋪材料，但外商的冷鋪料大多價(jià)格昂貴，用戶難以承受，除少量使用外，無法在工程中大量使用。因此積極開展儲(chǔ)存式冷鋪瀝青混合料配制技術(shù)的研究，開發(fā)我們自己的價(jià)廉物美產(chǎn)品是非常必要的。2冷鋪瀝青材料的特點(diǎn)（1）這種混合料存放在密閉的袋內(nèi)，可儲(chǔ)存幾個(gè)月，甚至更長的時(shí)間，都能保持良好的疏松狀態(tài)而不結(jié)成團(tuán)結(jié)，即使結(jié)成團(tuán)塊，經(jīng)拍打就能散開；（2）混合料在路面坑洞中攤鋪后，經(jīng)過壓

3、實(shí)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(shí)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(diǎn)：路面在行車作用下會(huì)逐漸壓實(shí)，強(qiáng)度慢慢提高。如果在路面修補(bǔ)時(shí)，未能使用碾壓設(shè)備，路面在使用過程中經(jīng)行車碾壓會(huì)逐漸密實(shí)；由于在常溫下施工，且使用簡單工具即可進(jìn)行坑洞修補(bǔ)，操作頗為方便；冷鋪瀝青混合料預(yù)先在工廠生產(chǎn)并儲(chǔ)存起來，隨時(shí)可供使用，因而適合常年路面坑洞修補(bǔ)，或供路面開挖埋設(shè)管線后恢復(fù)路面使用；5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。3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(shí)

4、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(diǎn)，但又是配制技術(shù)的關(guān)鍵和依據(jù)。試驗(yàn)研究表明，影響冷鋪瀝青材料的性能主要有以下因素。31瀝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(dòng)性以易于鋪展。液體瀝青在不很高的溫度下已成流動(dòng)液體，有利于浸潤集料表面。當(dāng)溫度降至常溫時(shí)，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(shí)，則又會(huì)形成粘結(jié)而成為整體。同時(shí)在低溫下瀝青又不致粘度過大而使混合料無法操作，因

5、此必須使用液體瀝青，但其輕質(zhì)油分應(yīng)不致?lián)]發(fā)過快。根據(jù)研究，液體瀝青應(yīng)屬于一種中凝或慢凝的液體瀝青，而且其粘度宜控制在1Pas10Pas范圍內(nèi)。32瀝青用量當(dāng)瀝青用量較多時(shí)，集料表面瀝青膜較厚，自由瀝青較多，相互之間容易粘結(jié)，混合料易結(jié)塊成團(tuán)，結(jié)團(tuán)后也不易打散。當(dāng)瀝青用量較少時(shí)，不足以充分裹覆集料表面，瀝嚶爰?現(xiàn)?湫緯扇踅緱媯?浠旌狹嫌薪?BR 好的疏松性，但集料顆粒之間粘結(jié)性差，碾壓不能使混合料形成整體，路面容易出現(xiàn)松散。因此，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(yàn)方法確定。根據(jù)試驗(yàn)資料歸納適宜的結(jié)合料用量可按以下經(jīng)驗(yàn)公式估算：P0021a0056b0099c012d12式中

6、P冷鋪瀝青混合料結(jié)合料用量，；a大于236mm顆粒重量百分率，；b03mm236mm顆粒重量百分率，；c0075mm03mm顆粒重量百分率，；d小于0075mm顆粒重量百分率，。33瀝青中的添加劑（1）改性劑經(jīng)過試驗(yàn)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(chǔ)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(bǔ)使用。（3）催干劑在某些國外文獻(xiàn)中有介紹在瀝青中添加催干劑，如亞硫酸鹽廢液（Sulphitewasteliquor）、環(huán)烷酸皂（Naphthenatesoap）等，以便使混合料顆粒表面的瀝青膜適

7、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(yàn)，使用不當(dāng)反而影響其粘結(jié)性。34集料級(jí)配與礦粉用量冷鋪材料是用于路面修補(bǔ)的材料，需要廣泛的適應(yīng)性，既可用于修補(bǔ)淺的坑洞，又可用于修補(bǔ)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(shí)較粗粒徑又易造成掉粒，所以冷鋪材料宜設(shè)計(jì)成一種較細(xì)級(jí)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(jì)成近似SMA以能形成骨架結(jié)構(gòu)的級(jí)配，但礦粉用量控制在13范圍內(nèi)，這樣有利于提高混合料疏松性和強(qiáng)度。冷鋪混合料推薦級(jí)配列如表1。所用集料由3mm5mm和03mm碎石材料配合而成，其中3

8、mm5mm碎石應(yīng)采用硬質(zhì)巖石軋制而成，具有良好的棱角性。4冷鋪瀝青混合料技術(shù)要求冷鋪瀝青材料作為路面修補(bǔ)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。41疏松性與壓實(shí)性如何評定冷鋪混合料的疏松性和壓實(shí)性，國際上大都采用經(jīng)驗(yàn)判斷的方法。我們借鑒工地現(xiàn)場檢驗(yàn)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(shí)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。42初始強(qiáng)度冷鋪混合料在壓實(shí)后需要達(dá)到一定強(qiáng)度，以承受車輪荷載。由于馬歇爾試驗(yàn)方便，故以穩(wěn)定度評定其初始強(qiáng)度。取冷鋪混合料1000

9、g，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。43殘留穩(wěn)定度儲(chǔ)存性冷鋪瀝青混合料壓實(shí)后，初始空隙率大，抗水性差，因此需要檢驗(yàn)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KSw?So，作為評定混合料的水穩(wěn)性。44低溫粘結(jié)性為檢驗(yàn)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15kN。冷鋪瀝青混合料技術(shù)要求列如表2。5冷鋪瀝青混合料生產(chǎn)與應(yīng)用51冷鋪混合料現(xiàn)場生產(chǎn)先配

10、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03mm和356mm兩種集料進(jìn)行配合。結(jié)合料用量先按上述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，然后根據(jù)試拌情況加以調(diào)整?；旌狭显?080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(chǔ)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(yàn)，檢驗(yàn)疏松性與壓實(shí)性良好，初始強(qiáng)度和抗水性試驗(yàn)結(jié)果列如表3。52冷鋪混合料現(xiàn)場應(yīng)用2000年3月生產(chǎn)的冷鋪瀝青混合料，經(jīng)過3個(gè)月的儲(chǔ)存后于6月進(jìn)行實(shí)地使用。在經(jīng)歷了夏季3637的高溫和3次臺(tái)風(fēng)暴雨的襲擊，又經(jīng)歷了冬季低溫考驗(yàn)，修補(bǔ)路面保持良好狀態(tài)，沒有脫粒、

11、松散等現(xiàn)象。在施工時(shí)，為模擬雨天施工，還曾特地帶水作業(yè)，以考驗(yàn)這種材料的抗水性，至今路面未發(fā)現(xiàn)脫粒、松散現(xiàn)象，說明材料具有較好的抗水性?，F(xiàn)在，這種冷鋪材料已逐漸在城市道路和郊區(qū)公路上得到應(yīng)用，其效果與國外同類產(chǎn)品相比毫不遜色。6成本經(jīng)濟(jì)比較配制儲(chǔ)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，成本相對較高，同時(shí)由于冷鋪瀝青材料生產(chǎn)量很少，管理、包裝要求較高，也使成本有所提高。粗略測算，這種冷鋪材料可能的價(jià)格大概是熱拌瀝青混合料的2倍3倍左右，這樣生產(chǎn)廠家能既有利可圖，而養(yǎng)路部門又能承受。同國外經(jīng)銷的冷鋪材料相比，因國外產(chǎn)品經(jīng)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、加收關(guān)稅和高額利潤，價(jià)格差不多為熱拌料的10倍20倍。由此可見，所開發(fā)的產(chǎn)品性能既好，成本又低，故具有良好的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)1HowardLloydR