冷展瀝青材料的特性與配制技術

冷展瀝青材料的特性與配制技術

摘要：用冷展瀝青混合料修補路面坑洞，具有方便、快捷等優點。
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別。實踐
表明，所研制開發的冷展材料使用性能良好，而本錢卻比同類進口材料
大大降低。
關鍵詞：冷展瀝青混合料；修補；疏松性；壓實性；本錢
1前言
瀝青路面在長期的使用過程中，會出現疏松、坑洞、剝落等病害。路面
病害不僅降低了路面的服務能力，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交通事故。因此對于路面出現的坑洞、破損
需要及時加以修補。
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，
不僅因數目太少而瀝青拌和廠難以生產，而且施工單位對熱瀝青混合料
的保溫順修補操縱也感到不便，特別在冬季和雨水較多的春季，因此道
路養護部分十分需要一種能夠隨時可以用于路面修補的材料。
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
混合料預拌好，用袋裝好儲存起來，當發現路面上出現坑洞時，隨時運
到現場，進行路面修補。由于平時儲存在倉庫內，使用時在常溫下進行
攤展和壓實，因而將這種材料稱之為儲存式冷展瀝青混合料。
近年來，很多外國企業看好我國廣闊市場，紛紛來華傾銷他們的冷展材
料，但外商的冷展料大多價格昂貴，用戶難以承受，除少量使用外，無
法在工程中大量使用。因此積極開展儲存式冷展瀝青混合料配制技術的
研究，開發我們自己的價廉物美產品是非常必要的。
2冷展瀝青材料的特點
（1）這種混合料存放在密閉的袋內，可儲存幾個月，甚至更長的時間
，都能保持良好的疏松狀態而不結成團結，即使結成團塊，經拍打就能
散開；
（2）混合料在路面坑洞中攤展后，經過壓實即能粘結成型而不疏松，
這就要求混合料具有良好的粘結性能和壓實性。
正是由于冷展瀝青混合料具備這樣的特性，因而所展路面具有以下優點：
①路面在行車作用下會逐漸壓實，強度慢慢進步。假如在路面修補時，
未能使用碾壓設備，路面在使用過程中經行車碾壓會逐漸密實；
②由于在常溫下施工，且使用簡單工具即可進行坑洞修補，操縱頗為方
便；
③冷展瀝青混合料預先在工廠生產并儲存起來，隨時可供使用，因而適
合常年路面坑洞修補，或供路面開挖埋設管線后恢復路面使用；
5經過碾壓成型的冷展瀝青路面，具有與熱展瀝青路面基本一樣的使用
性能，且冷展瀝青路面不易出現溫度收縮裂縫。
3冷展瀝青混合料配制原理與方法
冷展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
同一，這是冷展瀝青混合料配制技術的難點，但又是配制技術的關鍵和
依據。試驗研究表明，影響冷展瀝青材料的性能主要有以下因素。
3．1瀝青的粘度
瀝青在混合料中起著粘結疏松集料成為整體的作用。根據粘附理論，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
青必須具有一定的活動性以易于展展。液體瀝青在不很高的溫度下已成
活動液體，有利于浸潤集料表面。當溫度降至常溫時，粘度增大，內聚
力也增大，于其他物體粘結性降低，使所拌混合料易于分散；但由于其
表面仍存在微弱的粘結性，當在外力作用下使它們緊密接觸時，則又會
形成粘結而成為整體。同時在低溫下瀝青又不致粘度過大而使混合料無
法操縱，因此必須使用液體瀝青，但其輕質油分應不致揮發過快。
根據研究，液體瀝青應屬于一種中凝或慢凝的液體瀝青，而且其粘度宜
控制在1pa?s～10pa?s范圍內。
3．2瀝青用量
當瀝青用量較多時，集料表面瀝青膜較厚，自由瀝青較多，相互之間容
易粘結，混合料易結塊成團，結團后也不易打散。當瀝青用量較少時，
不足以充分裹覆集料表面，瀝青與集料之間形成弱界面，雖混合料有較
好的疏松性，但集料顆粒之間粘結性差，碾壓不能使混合料形成整體，
路面輕易出現疏松。因此，冷展瀝青混合料有一適宜的瀝青用量，但不
能用常規馬歇爾試驗方法確定。根據試驗資料回納適宜的結合料用量可
按以下經驗公式估算：
p＝0．021a＋0．056b＋0．099c＋0．12d＋1．2
式中p―――冷展瀝青混合料結合料用量，％；
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，％。
3．3瀝青中的添加劑
（1）改性劑經過試驗比較，在瀝青中添加樹脂改性劑，有利于進步
混合料的粘結性，改善儲存性，尤其是改善混合料使用初期的穩定性。（2）增水劑在瀝青中添加增水劑，有利于混合料抵抗雨水的腐蝕，
并使得能在濕潤狀態下緊急修補使用。
（3）催干劑在某些國外文獻中有先容在瀝青中添加催干劑，如亞硫
酸鹽廢液（sulphitewasteliquor）、環烷酸皂（naphthenatesoap）等
，以便使混合料顆粒表面的瀝青膜適當地干燥，降低粘結性，保持混合
料的疏松性。使用催干劑必須經過細致的選擇和反復的試驗，使用不當
反而影響其粘結性。
3．4集料級配與礦粉用量
冷展材料是用于路面修補的材料，需要廣泛的適應性，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兩種不同粒徑
的混合料，但養護部分只愿意使用一種規格的材料，同時較粗粒徑又易
造成掉粒，所以冷展材料宜設計成一種較細級配的混合料。
為進步混合料的承載能力和表面粗糙度，其集料宜設計成近似sma以能
形成骨架結構的級配，但礦粉用量控制在1％～3％范圍內，這樣有利于
進步混合料疏松性和強度。冷展混合料推薦級配列如表1。
所用集料由3mm～5mm和0～3mm碎石材料配合而成，其中3mm～5mm碎
石應采用硬質巖石軋制而成，具有良好的棱角性。
4冷展瀝青混合料技術要求
冷展瀝青材料作為路面修補材料，需要滿足一定的技術要求以判定其性
質，但不能按熱拌瀝青混合料的概念來進行評定。
4．1疏松性與壓實性
如何評定冷展混合料的疏松性和壓實性，國際上大都采用經驗判定的方
法。我們鑒戒工地現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，則表明混合料可壓實成型而不疏松；將
成團的混合料拍一下，混合料就能散開，則表明混合料疏松性良好，方
法簡單而解決題目。
4．2初始強度
冷展混合料在壓實后需要達到一定強度，以承受車輪荷載。由于馬歇爾
試驗方便，故以穩定度評定其初始強度。取冷展混合料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定度。
4．3殘留穩定度
儲存性冷展瀝青混合料壓實后，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
后的穩定度sw，該穩定度sw與原穩定度so之比值k＝sw?so，作為評定
混合料的水穩性。
4．4低溫粘結性
為檢驗混合料在冬季低溫下的粘結性能，將混合料裝進塑料袋內，然后
放在－10℃的冰箱內冷凍4h以上，取出后將1000g樣品立即裝進試模，
每面錘擊150次，觀察是否能粘結成型，在常溫下測試馬歇
爾穩定度，其值要求大于1．5kn。
冷展瀝青混合料技術要求列如表2。
5冷展瀝青混合料生產與應用
5．1冷展混合料現場生產
先配制改性稀釋瀝青結合料，采用重交通道路瀝青、樹脂、石油溶劑、
添加劑配合而成，其粘度分別調配成適合于冬春季節和夏秋季節兩種。
集料采用0～3mm和356mm兩種集料進行配合。結合料用量先按上述經驗
公式計算，然后根據試拌情況加以調整。
混合料在60℃～80℃的溫度下進行拌和。出料后采取措施令其快速冷卻
，然后裝袋儲存。取現場生產的冷展瀝青混合料，在室內進行試驗，檢
驗疏松性與壓實性良好，初始強度和抗水性試驗結果列如表3。
5．2冷展混合料現場應用
2000年3月生產的冷展瀝青混合料，經過3個月的儲存后于6月進行實地
使用。在經歷了夏季36℃～37℃的高溫順3次臺風暴雨的襲擊，又經歷
了冬季低溫考驗，修補路面保持良好狀態，沒有脫粒、疏松等現象。在
施工時，為模擬雨天施工，還曾特地帶水作業，以考驗這種材料的抗水
性，至今路面未發現脫粒、疏松現象，說明材料具有較好的抗水性�，F
在，這種冷展材料已逐漸在城市道路和郊區公路上得到應用，其效果與
國外同類產品相比盡不遜色。
6本錢經濟比較
配制儲存式冷展瀝青混合料，在材料配方上與熱拌瀝青混合料有所區別
，本錢相對較高，同時由于冷展瀝青材料生產量很少，治理、包裝要求
較高，也使本錢有所進步。粗略測算，這種冷展材料可能的價格大概是
熱拌瀝青混合料的2倍～3倍左右，這樣生產廠家能既有利可圖，而養路
部分又能承受。同國外經銷的冷展材料相比，因國外產品經遠間隔運輸
、加收關稅和高額利潤，價格差未幾為熱拌料的10倍～20倍。由此可見
，所開發的產品性能既好，本錢又低，故具有良好的應用遠景。
參考文獻
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