淺談冷鋪瀝青在城市道路養護中的應用

【摘 要】 用冷鋪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，所研制開發的冷鋪材料使用性能良好，非常適用于修補路面坑洞。

【關鍵詞】 冷鋪瀝青混合料；修補；技術要求

1 前言

瀝青路面在長期的使用過程中，會出現松散、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，在城市主干道、快速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，它對于公路上地點集中，工程量較大的路面維修是可行的，但對于城市道路地點分散，工程量小的路面維修特點，不僅因數量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和修補操作也感到不便，特別在冬季和雨水較多的春季，因此城市道路養護部門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鋪和壓實，因而將這種材料稱之為儲存式冷鋪瀝青混合料。

2 冷鋪瀝青材料的特點

（1）冷鋪瀝青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；由于在常溫下施工，且使用簡單工具即可進行坑洞修補，操作頗為方便；

（2）路面在行車作用下會逐漸壓實，強度慢慢提高。如果在路面修補時，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

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性，而這兩者既相矛盾又統一，這是冷鋪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松散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作，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，路面容易出現松散。因此，冷鋪瀝青混合料有一適宜的瀝青用量，但不能用常規馬歇爾試驗方法確定。根據試驗資料歸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———冷鋪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，有利于提高混合料的粘結性，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侵蝕，并使得能在潮濕狀態下緊急修補使用。

（3）催干劑 在某些國外文獻中有介紹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

冷鋪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，但養護部門只愿意使用一種規格的材料，同時較粗粒徑又易造成掉粒，所以冷鋪材料宜設計成一種較細級配的混合料。

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，這樣有利于提高混合料疏松性和強度。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碎石應采用硬質巖石軋制而成，具有良好的棱角性。

4 冷鋪瀝青混合料技術要求

冷鋪瀝青材料作為路面修補材料，需要滿足一定的技術要求以判斷其性質，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

如何評定冷鋪混合料的疏松性和壓實性，國際上大都采用經驗判斷的方法。我們借鑒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松散；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。

4．2 初始強度

冷鋪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。取冷鋪混合料1180g，在常溫下裝入試模中，雙面各錘擊50次，連同試模一起以側面豎立方式置110℃烘箱中養生24小時，取出后再雙面各擊實25次，再連同試模在室溫中豎立放置24小時，脫模后在60℃恒溫水槽中養生30分鐘，測定馬歇爾穩定度。

4．3 殘留穩定度

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，將混合料裝入塑料袋內，然后放在－10℃的冰箱內冷凍4h以上，取出后將1000g樣品立即裝入試模，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。

5 冷鋪瀝青混合料生產與應用

5．1 冷鋪混合料現場生產

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。

5．2 冷鋪混合料現場應用

實踐證明，冷鋪瀝青混合料在經歷夏季高溫、暴雨襲擊及冬季低溫的考驗后，修補路面保持良好狀態，沒有脫粒、松散等現象。現在，這種冷鋪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毫不遜色。