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(bǔ)路面坑洞，具有方便、快捷等優(yōu)點(diǎn)。
為保證其疏松性和壓實(shí)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(shí)踐
表明，所研制開發(fā)的冷鋪材料使用性能良好，而成本卻比同類進(jìn)口材料
大大降低。
關(guān)鍵詞：冷鋪瀝青混合料；修補(bǔ)；疏松性；壓實(shí)性；成本
1　前言
瀝青路面在長期的使用過程中，會出現(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(shí)，隨時(shí)運(yùn)
到現(xiàn)場，進(jìn)行路面修補(bǔ)。由于平時(shí)儲存在倉庫內(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)：
①路面在行車作用下會逐漸壓實(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)行車碾壓會逐漸密實(shí)；
②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；
③冷鋪瀝青混合料預(yù)先在工廠生產(chǎn)并儲存起來，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)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。
3．1　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
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1Pa·s～10Pa·s范圍內(nèi)。
3．2　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(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：
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，％。
3．3　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當(dāng)?shù)馗稍铮�降低粘結(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。
3．4　集料級配與礦粉用量
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(qiáng)度。冷鋪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(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。
4．1　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。
4．2　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。
4．3　殘留穩(wěn)定度
儲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K＝Sw?So，作為評定
混合料的水穩(wěn)性。
4．4　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1．5kN。
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
5．1　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(yàn)
公式計(jì)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(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。
5．2　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)月的儲存后于6月進(jìn)行實(shí)地
使用。在經(jīng)歷了夏季36℃～37℃的高溫和3次臺風(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、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。
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