冷补沥青材料

冷补沥青材料（精选7篇）

冷补沥青材料 篇1

1 简介

1.1 冷补技术的要求

1.1.1 冷补材料在沥青公路的修复过程中有着至关重要的作

用, 其中骨料材料在冷补材料中有着很好的疏松性和可压性, 有着骨料材料的支撑, 再加上砂石材料, 这样的冷补材料在沥青公路的应用中有着十分重要的影响。这对于砂石也有很多的讲究, 要求也是十分的高。粗集料宜采用石灰岩、玄武岩等, 这些材料加在一起需要让材料保持清洁干燥, 这些石质比较坚硬, 并且不含有杂质等有害的物质, 这样的路面也不会对行人造成损害, 是一种清洁环保的材料。这里材料的填料采用的是碱性岩石等磨细的石粉、矿粉, 这些物质的用料加上混合料能够形成具有疏松性、强度性较高的材料, 这些材料十分的适合沥青公路的使用。冷补技术的要求比较高, 这样高的要求让沥青公路的修补方面具有了比较简洁方便的工序, 让沥青的冷补技术得到更广泛的应用。

1.1.2 冷补沥青混合材料采用的是集料级配的工艺, 这种工艺

有两种结构类型, 一种是密实类, 这是一种以前苏联为典型代表的通用材料, 这种材料混合料有着很强的力学性质, 这种结构的基本构成是由沥青砂胶控制的, 使材料更加具有凝合力。另一种材料是嵌挤类, 典型的国家代表是加拿大, 这种材料的特点是不用或者是少用矿粉, 这些矿粉在混合材料中所占的比重非常的少, 主要是由骨类材料所控制的, 具有很强的疏松性。英国Heriot-Watt大学用了6年时间对乳化沥青混合料进行了系统的研究, 到现在为止冷补材料的级配做出了结论, 这种细的密级混合材料可能不会让结合料乳剂得到完全的分解, 这样就会对材料的整体造成一定的影响, 但是, 它劲度模量还有抗疲劳性都非常低。这种材料用在沥青公路的材料上, 既有利又有弊, 但是, 以目前的状况, 这种冷补材料也算是比较先进的, 低于沥青公路的修补起着很重要的作用。

1.2 施工的限制

传统的沥青公路的修补受到很多因素的影响, 在很多时候都不能得到第一时间的解决问题。像是受到季节的影响, 传统的热拌沥青对于沥青公路的修补就会受到季节的影响, 尤其是在下雨或者是在寒冷的季节都不能够立刻解决发生的问题, 同样的, 施工的条件也有很严格的限制, 施工条件的要求非常的高。尤其是在冬季的时候, 为了及时解决沥青公路的保养与修护, 从而必影响交通的有序进行, 这就要求对沥青公路的冷材料技术得到更广泛的使用, 并且不断的进行研究, 使他完全能够符合我国的条件, 为沥青公路的发展服务。根据我国国内的环境, 还有高原潮湿的地区, 冬季路面结冰冷凝的问题, 进行了研究, 特别是把2008年初南方的雪灾对路面造成的损害当做典型案例进行研究, 提出了路面冷补技术所面临的问题, 还有需要解决的问题, 提出了很多的解决措施, 并对这些措施进行研究, 找到合理科学的方法来应对, 制定出来符合我国国情的路面保养政策, 以及材料试验检测的规程。

2 冷补技术的检测

2.1 水剥离试验

将充分拌合的试拌料浸入水中, 如发现有未完全裹覆或剥离的集料, 应增加冷补沥青液用量 (每次调整量为0.25%) 或提高集料加热温度 (每次调高5℃, 但温度不宜调整过高) , 重新试生产。

2.2 滚动试验

此试验用于控制沥青的最少用量。取少量试生产的成品料, 放在纸上, 像原木一样滚动, 查看粘结情况, 如果破碎, 说明冷补沥青液用量偏少, 应增加冷补沥青液用量 (每次调整量为0.25%) , 重新试生产。

2.3 纸迹试验

此试验用于控制沥青的最大用量。取少量试生产的成品料, 自然放在纸上, 查看残留在纸上的痕迹, 正常痕迹应为轻微的黑色斑点, 如果出现严重的墨迹, 说明冷补沥青液用量偏多, 应减少冷补沥青液用量 (每次调整量为0.25%) , 重新试生产。

2.4 马歇尔试验

按JTJ052-2000中的T0702条款要求, 称量达到室温存放或蒸发时间的冷补沥青混合料质量约1200g, 放入140℃的烘箱中预热, 时间不超过1h.将预热的试模、底座、套筒安装好, 再将混合料倒入试模中, 上下插捣25下, 放入马歇尔击实仪中开始击实, 击实温度约130℃, 击实次数两面各50次;击实完毕卸下套筒、底座并编号, 室温放置时间不少于12h (滚放) 后脱模, 量高, 称取试件空中质量及水中质量, 最后在马歇尔稳定度测定仪上试压。

3 对冷补材料进行的检测

3.1 冷补材料的项目:冷补技术的检测

3.2 冷不技术性能的分析

3.2.1 损失的监测

配制冷补沥青混合液时柴油质量损失的测定按冷补材料的类型, 称量比例一定的沥青、添加剂、柴油, 然后在沥青中先后加入称量过的添加剂、柴油, 充分搅拌3分钟, 称量混合液的质量, 以测定柴油在配制冷补沥青混合液时的蒸发损失。

3.2.2 技术检测

测定改性后沥青的性能, 包括蒸发前冷补沥青混合液的性能、柴油逐步蒸发后, 沥青性能的恢复情况。

(1) 针入度

a.将掺配好的冷补沥青混合液、蒸发后的冷补沥青混合液分别浇注在盛样皿中 (各制备4个样品) , 在室温中冷却1.5-2h, 分别方在5℃、15℃、25℃、30℃的水浴中养生。b.取出达到恒温的盛样皿, 放在平底玻璃皿中。

(2) 延度

a.将涂有隔离剂的试模与底板安装好, 再将掺配好的冷补沥青混合液、蒸发后的冷补沥青混合液分别缓缓注入试模中 (各制备3个样品) , 注入时不得使气泡混入, 在室温中冷却30-40min, 然后分别放入15℃、25℃的水浴中, 放置时间为1h-1.5h.b.取出保温后的试样连同底板移入延度仪的水槽中, 再将试模两端的孔分别套在滑板及槽端固定板的金属柱上, 取下底板和侧模, 到试件拉断时, 延度仪的读数即为冷补沥青混合液的延度测定值。

(3) 软化点

a.将掺配好的冷补沥青混合液、蒸发后的冷补沥青混合液分别徐徐注入试样环内至略高于环面为止 (各制备2个样品) , 试样在室温中冷却30min后, 用热刮刀将试样刮与环面平。b.将试样连同金属支架一齐放入盛有5℃±0.5℃蒸馏水的烧杯中养生15min后, 试样连同烧杯等移至放有石棉网可调温电炉上, 将钢球放在定位环中间的试样中央, 立即开动振荡搅拌器, 使水微微振荡, 并开始加热, 使杯中水温在30min内调节至维持每分钟上升5℃±0.5℃, 试样受热至底板时, 立即读取温度, 准确至0.5℃。

参考文献

[1]JTJ052-2000.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].[1]JTJ052-2000.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

[2]JTJ058-2000.公路工程集料试验工程[S].[2]JTJ058-2000.公路工程集料试验工程[S].

[3]JTJ032-94.公路沥青路面施工技术规范[S].[3]JTJ032-94.公路沥青路面施工技术规范[S].

冷补沥青材料 篇2

目前,对坑槽的修补多采用热拌沥青混和料的方法,这种方法施工受温度、雨雪等季节性条件限制明显,并且对于地段集中工程量较大的路面维修是可行的,但对于地段分散工程量小的路面维修,不仅因数量太少而沥青拌和厂难以生产,而且施工单位对沥青混合料的保温和修补操作也感到不便,特别是在具有较低温度的寒冷地区最大的缺点就是受施工季节的影响较大,沥青混和料在气温较低时不易压实,即每年11月至次年4月,因气温较低,不能进行施工,只有等到气温达到10 ℃以上时才能修补。近些年来,有些地区在道路养护中也使用乳化沥青混合料进行坑槽修补,但这种材料的保存期短,使用后的保质期也短,加之乳化沥青的质量不稳定,实际使用效果不尽人意。

因此,需要寻求一种操作简便、易于储存、特别是在较低的温度下依然能进行施工的新型路面坑槽修补材料,冷补材料便应运而生。

1 坑槽产生原因

沥青路面的坑槽往往都有一个形成过程,起初是局部龟裂松散,在行车载荷和雨水等自然因素作用下逐步形成坑槽。形成的原因主要有以下几种:

1)施工温度不合理导致的坑槽。一种情况是施工时混合料温度过高,加热过程中使沥青老化,粘结力降低,脆性增加,粘结不牢,在行车载荷作用下,形成坑槽;另一种情况是混合料温度过低,摊铺不均匀,不能够达到良好压实效果而形成的坑槽。

2)厚度不够导致的坑槽。路面下面层局部标高控制不严,表面不平整,导致沥青上面层施工中个别地方厚度不够,在行车作用下,部分混合料易被“卷走”,形成坑槽。

3)水损害导致的坑槽。沥青混凝土路面在动水压力的作用下,或在北方地区受冻融循环的影响,使水分逐渐渗入沥青与集料的界面上,导致沥青的性能下降,粘结力降低,沥青膜与石料产生剥离,混合料松散,形成沥青混凝土路面水损害性坑槽。

4)其它原因导致的坑槽。如车辆事故停留造成燃油的泄漏,溶解沥青,使沥青与石料丧失粘结力;超载车辆紧急制动造成局部应力过大,破坏路面着力点结构;沥青长时间老化作用;基层反射裂缝的影响,都会形成坑槽。

2 冷补材料的特点

冷补材料适用于任何天气和环境,可在常温和雨雪天气下施工,且材料不需加热,使用方便;施工简单,所需施工机械的人员较少,可以直接推广至公路养护段道班使用;材料可一次拌好后袋装存贮,路用时可直接使用,不需要二次加工。与传统热补材料相比,其性能及特点具有显著的优势,见表1。由此可见,采用冷补材料进行坑槽修补,可减少环境污染、改善工人的劳动条件,有良好的社会、经济效益,对其进行研究具有十分重要的现实意义。

3 冷补材料强度形成机理

冷补材料作为沥青混合料的一种,其强度形成在本质上与热拌沥青混合料相同,都取决于混合料的内摩阻力和内粘聚力。但两者强度的形成过程是不一样的,热拌沥青混合料施工碾压后一旦温度下降形成强度,所以强度形成的过程很短,而冷补材料的强度形成与有机稀释溶剂的挥发程度有关,溶剂的挥发需要经过较长的时间,甚至要达到7、8个月,强度才能形成最佳并趋于稳定,从而决定了冷补材料在工程应用中应满足的两个强度条件,即初始强度和成型强度。初始强度即冷补材料在刚刚用于修补路面坑槽处后,尚未完全达到其最终强度,为了满足立即开放交通的要求,应具有一定的强度和刚度来承受汽车的荷载;另外,为了保证用冷补材料修补的路面在以后的长期使用中,特别是在夏季高温季节,在行车荷载的反复作用下不致产生新的路面病害,应具有足够的强度和稳定性以抵抗外界荷载的作用,即成型强度。

4 对我国冷补材料研究的建议

我国产品地域性较强,对某些特定要求考虑较多,大部分为半合成或复配产品,性能不够稳定。所以,在研究冷补材料时应该在这几个方向上有所发展:

1)冷补材料的配合比设计。不同的坑槽大小与深度、不同的生产及施工温度、不同的交通量等因素都与配合比有一定的关系。应该对不同情况提出适合的配合比设计。所以配合比设计仍需作进一步研究。

2)真正形成强度后,是否会出现裂缝还未进行深入研究。冷补材料真正形成强度一般都需要一年的时间,故对冷补材料的低温抗裂性需要较长研究时间。因此,冷补材料的低温抗裂性能尚需做进一步研究。

3)冷补材料产品性能的研究。如产品的适合最低施工温度,产品的储存时间,养护要求,使用寿命等,这些因素直接影响产品的标准及稳定性。

4)冷补材料路用性能的评价方法与指标体系。这需要大量的数据支持,需要大量的理论知识作为依托。

5 结束语

沥青路面坑槽病害的危害性极大,一旦出现必须及时修补,传统的坑槽修补方法繁琐,限制条件多,而且使用寿命短。冷补材料的产生,打破了诸多条件的限制,适用条件广,生产及施工简便,使用期限长,具有较好的社会效益和经济效益。

参考文献

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冷补沥青材料 篇3

1 冷补沥青混合料成型

1.1 冷补沥青混合料室内成型

跟普通沥青混合料类似,冷补沥青混合料是以沥青为介质的粘结体系,其粘结力主要来自沥青分子之间的作用力。在充分润湿的情况下,沥青分子的稠密程度是决定粘结力大小的关键因素。此外,环境温度的升高、不断的追加碾压都会加速冷补沥青分子的热布朗运动,柴油的不断挥发也使沥青分子之间的距离缩小。

冷补沥青混合料最主要的成型特点就是常温下要有一定的疏松性和粘结性,因此其强度形成过程是一个缓慢的过程。混合料被摊铺、碾压时具有可塑性、流动性,能被挤压至坑槽中不规则的区域。在行车荷载和气候环境的作用下使一部分柴油挥发,沥青逐步变稠,混合料颗粒之间的分布更加紧密,空隙率减小,矿料相互的粘结更加牢固,混合料的密实度增大,同时强度还会逐渐提高,大约经过几个月(有文献认为3个月)左右的时间后,其变形和强度会逐步稳定,达到甚至超过热沥青混合料的性能。

由于初期冷补沥青混合料的强度较低,因此需要采取措施保持其易于测定其性能的形状。由于冷补沥青混合料初期强度较小,成型、击实处理试件过程中需要采取适当方式防止试件发生破坏,导致马歇尔强度无法测量。图1就是试件水浸阶段发生的破坏。该研究采取图2处理方法后,试件破坏减少。该研究将脱模后的试件周围用东莞市恒峰净化科技有限公司生产的强力吸油纸包围,外面用橡胶条紧紧箍住。

1.2 冷补沥青混合料室外成型

将制备的冷补沥青混合料应用于路面坑槽修补后,定期钻取芯样测定稳定度,其结果见图3。在室外环境及路面车辆的不断作用下,冷补沥青混合料中的柴油会慢慢挥发,其强度增长及成型过程见图3,具体可分为3个阶段:冷补沥青混合料摊铺压实阶段、成型阶段和稳定阶段。

1)冷补沥青混合料摊铺压实阶段(包括柴油渗透溶解)

由于具有可塑性、流动性,冷补沥青混合料在摊铺压实阶段会被外力作用挤压到坑槽不规则的区域,此时冷补沥青中的柴油会迅速渗透到旧沥青路面当中,溶解了部分老化沥青后造成旧沥青混合料集料颗粒表层沥青的减少,但此时冷补沥青混合料中的新沥青会重新裹附到旧沥青混合料集料颗粒表面,这样旧集料表面的沥青量相对来说得到了增加。虽然柴油还会深入到旧沥青路面深处,但是其渗入量还是较小的[3,4]。冷补沥青对于旧沥青混合料的集料渗透溶解影响过程示意图见图4。其中表面覆盖新沥青的沥青来源于冷补沥青,柴油的残留组分对旧老化沥青具有改良作用。此过程较为短暂,大约1~2 d就可以全部完成。

2)车辆荷载、气候环境下成型

在车辆荷载、气候环境条件下,冷补沥青混合料中的柴油慢慢挥发,冷补沥青逐渐变得粘稠,混合料中集料颗粒之间的分布更加紧密,混合料空隙率不断减小,集料间相互的嵌挤更加牢固,混合料的密度也开始增大,原本路面发软的状态会逐渐消失,这一过程通常需要7~10 d。此后冷补沥青混合料的强度继续增加,经过1个月左右时间,其强度会趋于稳定。

3)柴油完全挥发阶段

柴油可挥发组分完全挥发后,冷补沥青混合料中还残留有未挥发的组分,该组分与旧沥青混合料沥青相融在一起,使得旧沥青缺失的沥青质得到补充,从而使得原本老化的旧沥青性能得到恢复甚至增加。

2 冷补沥青混合料性能影响因素

2.1 混合料填料种类

沥青混合料在有水的情况下,由于沥青与集料的粘附性降低甚至剥落而导致沥青混合料的物理力学性能降低。为解决这一问题,国内外的研究人员常采用两种方法:一是利用碱性材料处理酸性石料的表面,使其活化,传统做法是用消石灰水处理集料或者直接往拌和室中添加消石灰或水泥;二是向沥青中加入少量液体抗剥离剂。考虑到冷补沥青混合料与热拌沥青混合料的相似性,该研究考虑通过添加不同填料(消石灰和矿粉)以及抗剥离剂的方法,研究冷补沥青混合料性能的变化。

该研究将以此为参考将试件养生时间以2 h、4 h、8 h、12 h、24 h、36 h、48 h考察试件的强度变化。采用烘箱养生马歇尔稳定度试验方法,称取适量(能够满足高度63.5±1.3 mm)冷补沥青混合料在常温下装入马歇尔试模中,使用击实仪双面击实50次后连同试模一起以侧面竖立方式置110 ℃烘箱中养生,在分别养生2 h、4 h、8 h、12 h、24 h、36 h、48 h后,分别取出两组试件(每组4个)双面击实25次,制作成马歇尔试件,冷却后脱模。一组试件在25 ℃恒温水槽中养生30 min,进行马歇尔稳定度试验;另一组试件在25 ℃恒温水槽中养生48 h后进行马歇尔试验稳定度试验[5,6],并计算混合料的残留稳定度。稳定度试验结果见图5,残留稳定度试验结果见图6。

由图5可以看出,从曲线的增长规律来看,在烘箱养生条件下,以矿粉和消石灰做填料以及加抗剥离剂的冷补沥青混合料呈现出相似的增长规律,即前4 h内稳定度增长较快, 4 h后强度增长开始趋于缓和,但直至24 h增长基本结束,达到8.1 kN;从3条曲线的对比来看,以消石灰为填料的冷补沥青混合料,其稳定度增长速度比以矿粉为填料以及掺加抗剥离剂的冷补沥青混合料高出1~2 kN,并随养生时间的增长,前期差距逐渐增大,后期逐渐缩小。烘箱养生试验结果表明,消石灰的添加对初期强度和成型强度都有较大的提高作用。由图6可以看出,在0 h到36 h阶段,掺加消石灰的冷补沥青混合料沥青混合料残留稳定度要高于掺加矿粉和抗剥离剂的(高出6%~8%左右);在36 h到48 h阶段,三者残留稳定度逐渐减小,最后趋于一致,表明冷补沥青混合料的性能趋于稳定。

2.2 基质沥青的种类

在保持施工和易性的前提下,该研究尝试使用50号、70号、90号基质沥青生产冷补沥青混合料,进行混合料性能评价的对比试验,以研究其他低标号基质沥青对提高冷补沥青混合料性能的影响。其中,使用矿粉作为填料。将冷补沥青混合料在烘箱养生后,取一组在25 ℃恒温水槽中养生30 min,进行马歇尔稳定度试验[7,8];另一组在25 ℃恒温水槽中养生48 h后进行马歇尔试验稳定度试验。马歇尔试验稳定度试验结果见图7。从图7可以看出,3条曲线呈现出相似的发展趋势,在2~36 h后混合料的强度增长逐渐趋于缓和,三者差距开始减小。

2.3 柴油含量

通常,冷补沥青中柴油的含量在8%到25%之间,有资料建议冬季柴油用量为20%到25%,春秋季为18%到22%,夏季为15到20%[9,10]。本研究通过多次试验认为柴油含量宜为8%到20%之间。该研究柴油用量按8%、10%、12%、14%、16% 制备冷补沥青,然后拌制冷补沥青混合料,制备试件考察柴油含量对混合料性能的影响。冷补沥青中柴油含量对混合料成型强度的影响见图8。从图8中可以发现,8%含量的成型强度要高于其它含量的,各含量的稳定度在48 h达到8.2 kN左右,表明冷补沥青混合料的强度达到极限。经过线性拟合可以看出,烘箱养生稳定度与养生时间基本成线性关系(R2=0.989)。

2.4 烘箱养生温度

选择柴油含量为12%的冷补沥青混合料研究不同烘箱养生温度对稳定度的影响,见图9。可以看出,130 ℃和150 ℃的养生温度情况下,冷补沥青混合料稳定度增长迅速,大约在60 h左右基本达到强度极限,与110 ℃的强度也较为接近。而70 ℃和90 ℃条件下,冷补沥青混合料的强度增长较为缓慢,但最终84 h时也达到了11.4 kN左右。但是由于沥青在高温情况下容易老化变脆,在130 ℃和150 ℃下,对冷补沥青混合料具有加速老化作用,而110 ℃情况下对沥青影响较小且最后能够较为理想地模拟冷补沥青混合料的成型。

3 结 语

该文研究了冷补沥青混合料的成型特性、强度形成原理和过程,提出了冷补沥青混合料试件的处理方法;考察了填料、基质沥青种类、冷补沥青中柴油含量、不同烘箱养生温度等因素对冷补沥青混合料性能的影响,掺加消石灰的冷补沥青混合料具有较小的磨耗损失率,较大的初始强度和成型强度,分析了养生时间与稳定度及残留稳定度的规律;发现标号低的基质沥青制备的冷补沥青混合料具有较大的初始强度和成型强度,但实际拌制混合料中发现,低标号的混合料施工可操作性方面较差,这说明在拌制冷补沥青混合料当中一定要根据气候环境条件以及使用工作条件谨慎地选择基质沥青的种类;冷补沥青中柴油含量基本与初始强度呈现负相关的线性关系,实际混合料生产过程中一定要优选出合适的柴油含量;发现了110 ℃下烘箱养生温度能够较为理想地模拟冷补沥青混合料的成型。

参考文献

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增粘沥青冷补液的性能试验分析 篇4

1 沥青冷补液的材料组成

冷补沥青混合料的组成成分主要包括沥青冷补液和矿质集料,可在现场或拌合楼拌制成冷补沥青混合料。冷补液应具有一定的流动性,能和集料均匀的拌和并牢牢地裹覆在集料表面[2]。集料应满足热拌沥青混合料集料技术指标的要求,集料的公称最大粒径及级配应与坑塘的深度相适应。冷补沥青混合料在铺筑后,一方面冷补液中的稀释剂逐渐挥发,沥青粘度逐渐恢复,混合料强度逐渐增加;另一方面,随着车辆荷载作用,混合料逐渐密实,逐步达到最终结构密实程度,符合路面行车的强度要求。

沥青冷补液在冷补沥青混合料中起着粘结集料的功能,但为保证沥青要粘附于集料表面,其必须具有一定的流动性,还应保证在低温下沥青冷补液不能因粘度过大而使混合料和易性能损失。因此,沥青冷补液通常采用中凝或者慢凝的液体沥青,也可采用基质沥青,但为保证其使用性能和路用性能要求,还需添加稀释剂、改性剂、防水剂、催干剂、憎水剂等[3]。

冷补沥青混合料沥青材料可选择当地常用标号的基质沥青,除满足规范要求外,为保证冷补沥青混合料具有良好的疏松性、可压实性和低温的工作性,基质沥青的标号宜高不宜低。在基质沥青中掺加一定剂量的稀释剂可以降低冷补液的粘度,使拌和后的冷补沥青混合料在低温情况下不会结块,通常选用柴油作为稀释剂[4]。但稀释剂的加入会降低冷补沥青混合料的初期路用性能,特别是抗水侵蚀能力差,可以考虑在冷补沥青混合料配制时需加入一定量的防水剂,可有效增加冷补液与矿料的粘附性,使冷补沥青混合料能应用于雨季的紧急抢修工程。

2 冷补液稀释剂和改性增粘材料的选择

2.1 冷补液稀释剂的选择

传统采用煤油或柴油作为稀释剂的冷补沥青液,一般用于混合料拌和修补,其质量效果相对较差,修补坑塘料松散损坏比较常见,分析其性能的不足主要还是由于煤油或柴油的挥发速度慢、混合料强度迟迟难以提高所致。因此,考虑采用容易挥发的二甲苯作为稀释剂。二甲苯易流动,能与无水乙醇、乙醚和其他许多有机溶剂安全混融,不仅熔点低,能够满足路面修补的低温要求,而且在低温下也能较快挥发,高温挥发速度则更快。以其作为溶剂,不仅能够较容易地溶解沥青,而且其自身作为芳香芬类成分,还可对旧沥青起到有效的再生活化作用,如果与树脂配合则能更好地改善旧沥青性能,使其老化性能得到改进,能够更好地满足路面沥青混合料的胶结料使用性能需求[5]。因此,考虑选择二甲苯作为沥青冷修补液的稀释剂,不仅能有效改善冷补液的使用性能,也可以直接用于旧沥青铣刨料的再生活化,形成再生增粘修补液用于拌和沥青路面铣刨料得到坑塘修补混合料,可以极大地降低冷补液的用量,同时活化改善冷补料的性能,使工程应用更节约、环保、性能更佳。

2.2 冷补液改性增粘材料的选择

由于沥青中加入二甲苯稀释剂后并不会完全挥发,会残留相当一部分二甲苯变成沥青的芳香芬成分,因此会损失沥青的粘结性能,从而影响沥青的相当一部分路用性能。因此,冷补液一般需要对其添加热塑性橡胶类、橡胶类或热塑性树脂类等聚合物改性剂,以达到提高沥青性能、改善沥青混合料路用性能的目的。

用于沥青混合料的改性剂一般是由多种树脂类高分子材料组成,包括热塑性橡胶类、橡胶类、热塑性树脂类等几种类型,聚合物改性剂对沥青混合料路用性能的改善情况见表1。

国内自主研发的沥青冷补液常用的改性剂以SBS为主,也有部分采用SBR改性剂的产品[6]。SBS作为建筑沥青和道路沥青的改性剂可明显改进沥青的耐候性和耐负载性能。生产中选择线性SBS容易达到均匀的浸胀溶融效果,因此考虑采取添加线性SBS改性剂的改善方法。尽管SBS橡胶体本身也具有一定的粘性,但对于许多单独由SBS橡胶改性的沥青的粘接强度仍不足。SBS改性溶解沥青如果直接作为常温修补的冷补液,其性能远远满足不了混合料的性能要求,为此还必须考虑添加增粘成分,以进一步提高冷补液的粘结性能,使其拌和的冷补混合料性能更佳。

增粘剂可提高产品的初粘力和持粘力,在沥青中加入增粘剂,可以通过表面扩散或内部扩散湿润粘接表面,使改性沥青与被粘物料之间粘接强度得到显著提高。为增大SBS改性沥青液的粘性,可以考虑添加树脂类增粘剂。碳系树脂能够降低改性沥青的弹性、模量和内聚强度,并赋予改性沥青以初粘力和剥离强度。石油树脂具有酸值低,混溶性好,耐水、耐乙醇和耐化学品等特性,对酸碱具有化学稳定、并有调节粘性和热稳定性好的特点,一般不单独使用,而是作为促进剂、调节剂、增粘改性剂和其它树脂一起使用。其中C5石油增粘树脂用于沥青增粘,可使沥青液具有优良的亲和性、粘着性、热稳定性,使初粘、内聚强度和剥离强度达到最佳平衡,显著提高耐酸性、耐碱性、耐水性和耐老化性能;C9石油增粘树脂也可用于沥青增粘,可以更好地达到提高沥青粘性、拉伸强度和拉断伸长率的效果,而且能有很好的耐老化性,能改善耐水、耐酸、耐碱等性能。

3 增粘沥青冷补液的材料性能试验检验

3.1 冷补沥青液的试验方案

基于道路沥青路面常用的重交石油沥青,拟开发以易挥发的二甲苯为稀释剂、SBS等高聚物为增粘增韧成分、碳系树脂为再生增粘成分的沥青混合料常温拌和用修补液,使冷拌混合料具有一定的初成型强度和接近传统热混合料的终成型强度。由此拟定几种主材比例变化的掺配方案进行路用性能试验衡量,对应各组分的实际比例如表2所示。

3.2 试验测试方法

为了研究增粘沥青冷补液材料的基本性能,可以采用东南大学自行研制的多功能剪切拉压综合试验仪器进行试验,以衡量粘结材料自身抵抗剪切的能力以及材料的实际粘性大小。

将不同方案的冷补液涂抹在一定量的长方体(尺寸为5cm×5cm×3cm)砂浆试块表面,在相对的两个面上均匀涂抹总重量为2g(0.8kg/m2),待溶剂部分挥发、界面出现增粘效果后将两试块的涂抹面粘接,如果有沥青从侧面流出要及时擦去,并置于水平试验台上常温养护2h,然后将不同方案的试块进行编号,置于60℃烘箱内48h。待高温养护完成后,按照试验需要进行室温养护,再对每一小组的试块进行拉拔、剪切试验,获取试验数据加以分析,选择性能较合适的冷补液材料配比方案。

因为拉拔试验的仪器需要通过对拉拔头施加拉力才能对试件进行拉拔试验的操作,所以需要在试件上加装拉拔头。方法是当试件在烘箱中处理完毕并恢复常温后,在已粘合的试块上下表面涂抹AB胶水粘合拉拔头,待胶水凝固达到强度后即可进行拉拔试验。如果样本在处理过程中不满足上述要求,则需要废弃,重新制作样本。

3.3 增粘冷补沥青材料的基本性能测试分析

几种不同材料掺配方案的再生增粘沥青冷补液和常温增粘沥青冷补液材料的室内试验的拉拔、剪切试验测试结果如表3和表4所示。

由表3数据可知,冷补沥青液的抗剪强度略好于原状沥青,这表明增粘沥青材料相比传统的沥青材料在抗剪性能上有明显的提高。而且,原状沥青在50℃时基本呈流淌状态,几乎不具备抗剪切能力,而增粘沥青在此温度下仍有较好的抗剪能力,具有较好的高温稳定性。

对比表3中方案1、方案2、方案3的剪切强度试验结果可以看出,随着增粘剂掺量的增加,其抗剪强度逐渐增强,而且随温度的升高,其抗剪强度降幅在减小。同理,方案4、方案5、方案6的剪切强度试验结果也可以反映出相同的规律,即抗剪强度是随着增粘剂掺量增加而增加的。但是需要注意的是,方案1、方案2、方案3是碳-5系列的增粘剂,而方案4、方案5是碳-9系列的增粘剂,其实际作用明显有差异。

由表4可知,增粘冷补沥青液的抗拉强度甚至超过原状沥青。当试验温度升高到50℃时,原状沥青已经完全软化,基本不存在抗拉能力,而增粘冷补沥青液则基本都还有一定的粘结抗拉强度。对比方案1、方案2、方案3可以看出,掺入过多增粘剂会显著提升抗拉强度,而对比方案4、方案5也可以看出,高掺量增粘剂可以很明显地提升材料的抗拉强度。

综上,从剪切强度以及拉拔试验结果反映出的规律可以发现,增粘改性剂的掺加比例越大,其抗剪抗拉性能越好,但是在实际工程应用中还需要考虑到经济合理性,使用时需要控制用量。通过数据分析可知:常温增粘沥青冷补液的SBS∶C-5=4%∶6%配比属于既经济实用、性能又理想的合理配比,而再生增粘沥青冷补液的SBS∶C-9=2%∶18%配比属于既经济实用、性能又理想的合理配比,因此后续试验分别以此配比生产增粘材料进行拌和天然料及铣刨料的性能试验。

4 结论

对不同比例方案的再生及增粘冷补沥青液的剪切拉拔性能进行测试分析,得出如下结论:

(1)室内剪切与拉拔试验表明,经过合理掺配SBS和增粘剂的冷补沥青液的抗剪强度与抗拉强度明显优于原状沥青,具有较高的粘结性,而且高温稳定性比原状沥青更好,可用于多种方面的道路施工,实用性高。

(2)常温增粘沥青冷补液的SBS∶C-5=4%∶6%配比属于既经济实用、性能又理想的合理配比,而再生增粘沥青冷补液的SBS∶C-9=2%∶18%配比属于既经济实用、性能又理想的合理配比。

(3)增粘沥青冷补液材料,具有很强的粘结力、良好的流动性、优越的高温稳定性,在路面养护工程中具有广阔的应用前景。

参考文献

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[2]周玉利,王亚玲,颜祖兴,等.AH型冷补混合料的研制与施工质量控制[J].中外公路,2011,31(4):274-277.

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[5]李璐,李睿,盛兴跃,等.高性能反应型沥青冷补液研究[J].公路工程,2015,40(2):82-86.

冷补沥青材料 篇5

在现代的路面建设及养护过程中，路面的坑槽修补大都采用热拌沥青混合料来进行施工。对于工程较大，修补地点较为集中的路面，采用热拌沥青混合料是可行的，但是，对于路面施工面积较小、维修地点较为分散的地区，使用热拌沥青混合料则受到拌制厂的生产限制，同时也造成了维修费用的增大。使用冷补沥青混合料可以有效避免这一问题，同时也可以避免施工环境温度要求较高的问题，特别适合在冬季低温环境下以及雨水较多的天气使用。

1 公路的养护

1.1 冷补沥青

我们脚下的柏油马路都是沥青的路面，沥青使用很久之后，马路会出现凹凸不平的坑洞以及脱落等现象。修复柏油马路的路面基本上都采用热拌沥青混合剂，但是，这种修复方法适用于工程量比较大的路面修复或者是新路建设，对于路面维修这样小的工程，不方便热拌混合料的保温，维修工作不方便，尤其受到空气，温度，环境，马路损坏程度等因素的影响，不能及时修复受损的路面，进而使路面受损程度加剧，养护公路的维修成本也提高。而冷补沥青的研发解决了公路养护难的问题。

1.1.1 冷补沥青材料的特点

冷补沥青的材料存放的周期长，把它存放在密封袋内，可以保持6个月的时间不变质，仍然具有非常良好的疏松状态而不团结，即使是团结在一起，通过拍打也能将其散开，使其恢复到疏松状态，不影响使用。

冷补沥青制作工艺简单，它可以利用制作热拌沥青材料的设备来进行生产，而且不需要对原有设备进行改装。最好的是这种冷补沥青材料不会污染环境。

1.1.2 冷补沥青材料的生产及应用

近些年来，随着社会迅猛发展，经济不断提高，车辆的购买力也提高了，造成了公路的交通量快速增长，继而路面的损坏程度也大大提高。公路管理局通过对冷补沥青材料的实用考察，发现它是一种质量非常好的材料。

1.2 操作规程

首先要设置路障，要确保工作人员和行人的安全。处理坑洞的时候有机械和人工切边两种方法，但是不论采用哪种方法都要求所切的坑洞的边横平竖直，而且要将坑洞里及坑洞周围的碎石和尘土处理干净。清理完毕后，将冷补沥青的材料平整的摊铺在坑洞的面层。然后根据修补路面的范围和深度，选择适当碾压工具对修复的路面进行压实操作。压实完成后，要清理现场，检查修补的路面是否压实，如果没有松散等现象，就可以收回路障，开放交通，让车辆和行人正常行驶了。

2 冷补沥青材料的生产

冷补沥青的材料是由沥青，柴油，添加剂和集料掺配而成的一种混合料。但是，在制作工艺上，要根据季节和温度对柴油和沥青的比例做相应的调整。共有三种配制方法，分别依照春季、夏季、冬季而定。其中对集料有一定的要求，碱性集料是最符合规范要求的。其生产工艺为：沥青加热—按配合比掺入柴油和添加剂—加入级配碎石搅拌均匀。冷补沥青混合料可存放较长时间，但要做好防水防尘工作。

冷补沥青混合料目前的缺点主要是成本偏高，在含油量和普通沥青混合料基本相同的情况下须外掺柴油和添加剂，而添加剂的价格较高。

2.1 冷补沥青材料配比

混合矿料：我国《公路沥青路面施工技术规范》中对冷补沥青混合料的矿料级配作出规定，规范要求级配应符合补坑需求，在日常的养护中主要采用LB-10和LB-13。例如，修补4～10 mm的坑槽采用LB-13标准，标准根据规范中规定的LB-13，将筛孔的直径分别定为16.0 mm、13.2 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、0.6 mm、0.3 mm、0.15 mm、0.075 mm。相应直径的矿料通过的质量百分率分别为：100%、95%、78%、45%、25%、13%、8%、6%、4%、3%，而修补2～5 mm的坑槽采用LB-10标准，针对不同的矿料采用相应的比例数据即可。

2.2 沥青配比用量

根据使用环境的不同，配备的比例不同，我们将分冬季配方和夏季配方。冬季配方：沥青采用90#沥青，配备比例为总重量的75%;柴油采用0#柴油，配备比例为总重量的23%;添加剂采用浓缩型，配备比例为总重量的2%。例如配备100 kg的冷补沥青，先将2 kg的添加剂送入搅拌装置内，然后将23 kg的柴油送入拌制装置，再将75 kg的120℃～160℃沥青送入拌制装置内搅拌均匀为止。夏季配方：90#沥青配备比例为82%，0#柴油为16%，添加剂为2%。需要注意的是在沥青、柴油、添加剂的牌号发生变化时，其配备的比例应根据相应牌号的特点进行适当的调整。

3 冷补沥青材料的应用经验

在修复路面之前，我们首先要测量路面的损坏程度，即测定出坑洞的深度和面积，这样不仅能节省原材料还能确保很好的修复路面。而且如果我们没有精确的测量出深度和面积，修复后的路面也有可能出现坑洞或者沥青凝结不坚固导致材料脱落。在修补坑洞的过程中确保洞底和洞壁涂刷的粘成油全面、均匀。在以往我们修复的路面中发现涂刷不均匀的地方容易出现沥青材料脱落的现象。修复后的路面应该与原路面保持同一水平，不能出现高低不平的现象，否则就白白浪费了修复路面的材料，甚至会造成坑洞面积逐渐增大。而且修复后要用电烙铁之类的工具将坑洞四周烙平。在使用冷补沥青材料的时候要注意刚生产出来的材料不能马上用于路面的修复，这种材料要等到48小时之后才能使用，因为刚生产的冷补沥青材料中的添加剂没有全部反应，这样就造成了材料的稳定性不足，进而在用此材料修复后原来的坑洞会产生隆起，所以，为了达到令人满意的效果，一定要注意冷补沥青的使用时间。

4 冷补沥青材料的应用效果

在路面修复中，我们大部分都采用了冷补沥青材料来进行修复，修补后的马路返修率接近于零，只有小部分的路面是因为在修补的过程中没有按照注意事项来进行修复，所以会造成返修的结果。使用冷补沥青材料效果明显，返修率低，节约了大量的材料和成本，为公路养护作业起到了非常大的作用，提高了经济效益，创造了便民利民的条件。

5 结语

随着社会经济的不断发展，公路建设的不断升级，公路建设养护手段的改革是不可改变的趋势，因此，我们要全面的综合的考虑公路建设的方式方法，努力提高技术。在公路养护中，采用冷补沥青材料修复受损路面，不需要大型机械的辅助，也无需进行再加工，不仅可以降低成本，提高效率，减少返修率，同时可以改善劳动条件。施工过程中，要深入了解路面修补的操作规程及注意事项，极大地发挥冷补沥青材料的性能。

参考文献

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[3]袁芳.浅析冷补沥青混合料在公路养护中的应用[J].山西建筑, 2010, (30) :167-168.

冷补沥青材料 篇6

关键词：冷补沥青混合料,生产,施工

研究表明, 即使采用优质的原材料、科学的混合料配比, 也不能保证冷补沥青混合料具有出色的路用性能。这是因为冷补沥青混合料的性能还受生产、储存及施工工艺等诸多因素的影响。因此, 严格控制好生产、储存和施工等各个环节同样重要。

1 冷补沥青混合料的结构特点

冷补沥青混合料本质上是以沥青为介质的粘结体系, 其粘结力主要来源于沥青的分子作用力, 在充分浸润的情况下, 沥青分子的稠密程度是决定粘结力大小的主要因素。另外, 升温和施加压力都能有利于沥青分子热布朗运动的加强, 温度越高, 施压时间越长, 压力越大, 扩散作用越强, 颗粒间的粘结力就越大。因此, 冷补沥青混合料的性能与沥青结合料的性能密切相关。一方面, 沥青与矿料的粘附性直接影响混合料的强度和水稳性;另一方面, 不同矿料颗粒表面的沥青之间的相互黏结作用, 则关系到混合料的疏松性、压实性及强度的大小。

另外, 冷补沥青混合料的级配组成也是影响其性能的主要因素。不同级配组成的冷补沥青混合料, 具有不同的空间结构类型, 也就具有不同的内摩阻力和粘结力。按冷补沥青混合料网络结构中“嵌挤成分”和“密实成分”所占比例不同, 冷补沥青混合料的结构形态可细分为悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构三种典型类型。

⑴悬浮密实结构:通常采用连续型密级配, 集料的颗粒尺寸从大到小连续存在, 这种结构含有大量细料, 而粗集料数量较少, 粗颗粒被细颗粒挤开而不能形成骨架, 粗颗粒如“悬浮”在细颗粒之中。这种结构的冷补沥青混合料粘结力较高, 内摩阻力较小, 密实度较高, 水稳定性、低温抗裂性、耐久性都较好。但其结构强度受沥青结合料性能影响较大, 其高温稳定性较差, 经车轮碾压后容易发软推移。

⑵骨架空隙结构:一般采用连续型开级配, 粗集料较多, 细集料较少, 虽然能够形成骨架, 但其残余空隙较大。这种材料的内摩阻力较大, 而粘结力较小。由于这种结构是按嵌挤原理构成, 粗集料之间的嵌挤力和内摩阻力起着决定性作用, 其结构强度受沥青结合料性能影响较小, 故其高温稳定较好。但由于其细集料用量较少, 不足以充分填充骨架空隙, 而造成冷补沥青混合料空隙率较大, 有利于冷补沥青混合料中油分的挥发, 有利于早期强度的形成。但较大的空隙率同时也造成其抗水损、抗老化和抗低温抗裂性能下降。

⑶骨架密实结构:是综合了悬浮密实和骨架空隙两种结构类型的优点后形成的结构类型。采用非连续的间断级配, 冷补沥青混合料的粘聚力和内摩阻力均较高。既有足够数量的粗集料形成骨架, 又根据粗集料骨架的空隙多少加入足够的细集料, 从而形成较大的密实度和较小的残余空隙率。故这种结构同时具有较高的粘结力和内摩阻力, 是冷补沥青混合料较为理想的结构类型。

2 冷补沥青混合料的生产工艺

2.1 原材料的质量控制

冷补沥青混合料同热拌沥青混合料一样, 其最终使用性能决定于原材料的性质、配合比组成和混合料的生产工艺等因素。因此, 为了保证冷补沥青混合料的路用性能, 首先要对原材料进行严格的检验和筛选。

⑴基质沥青。沥青应采用符合JTG F40-2004规范“道路石油沥青技术要求”规定的70#～110#沥青, 含蜡量不大于3%。沥青标号参照当地热拌沥青混合料采用的沥青标号, 通常较热的气候区, 较繁重的交通应采用稠度较高的沥青;反之, 则采用稠度较低的沥青。

⑵溶剂。一般选用挥发较慢的柴油。柴油用量和标号应根据使用地区的气候条件决定。一般采用符合国家标准的“-20#～0#”车用柴油。柴油标号及用量需根据冷补沥青混合料使用地区、使用季节的气候特征来确定。

⑶矿料。冷补沥青混合料用矿料可采用不同规格的粗细集料、矿粉等掺配而成。可选用碱性或中性集料, 优先选用碱性集料。集料应100%破碎、洁净、无风化、无杂质, 具有良好的颗粒形状, 并符合JTG F40-2004规范“沥青混合料用粗集料质量技术要求”和“沥青混合料用细集料质量技术要求”。集料加入沥青前应严格干燥, 并严格控制含泥量和粉尘含量。

2.2 生产前的准备

2.2.1 小规模生产时

⑴生产设备:装集料的大铁盆2个, 装冷补沥青结合料的大铁桶2个, 电子称2台, 拌和机1台, 温度枪2把, 手推车2辆, 铁锹2把, 磅秤1台, 包装袋若干, 封口机一台。

⑵生产人员:冷补沥青混合料生产时以6人为宜, 2人负责集料的称量和添加;1人负责加热、准备冷补沥青结合料;1人负责冷补沥青结合料的称量和添加、拌合机的操作;2人负责出料和包装。

2.2.2 大规模生产时

建议采用1000型热拌沥青混合料拌和楼来完成, 并对拌和楼进行适当改造, 以确保沥青罐具有搅拌、计量等功能, 确保拌和楼火力可控在出料温度范围内, 防止热拌温度太高造成溶剂的过快挥发和沥青老化。

⑴原材料质量检测:沥青、石料、生产配合比必须符合要求。

⑵清空拌和楼各仓内的石料及粉尘。

⑶将拌和楼加热至拌和温度, 使机械内部干燥。

2.3 生产流程及工艺要求

预先将基质沥青、柴油、添加剂按比例在规定温度下搅拌均匀, 配制成“冷补沥青结合料”。将集料加入拌和机或拌和楼中, 加入冷补沥青结合料搅拌均匀, 便得到成品冷补沥青混合料, 然后出料、装袋储存。生产工艺流程见图1。

冷补沥青混合料的生产工艺要求有:

⑴冷补沥青结合料生产时, 基质沥青加热应至120℃～140℃之间。加入柴油和添加剂后应借助机械搅拌或泵送循环, 确保混合均匀;

⑵冷补沥青结合料和集料加热温度宜控制70℃～80℃之间;

⑶混合料搅拌时间≥25秒, 拌和温度宜低不宜高, 一般不宜超过80℃。一方面是由于所用沥青为液体沥青, 温度过高易引起溶剂的挥发, 不仅影响混合料的性能, 还造成一定的安全隐患;另一方面是因为混合料拌和出料后, 需要冷却后才能装袋储存, 温度高了将延长冷却的时间, 影响生产作业效率。如出现花白料, 可通过延长拌和时间来解决。

3 冷补沥青混合料的包装和储存

⑴冷补沥青混合料生产出来后, 若生产的混合料计划在一周内使用完毕, 可置于室内干燥洁净的地面上以金字塔状的散料形式堆积, 上面加盖油毡布或塑料薄膜, 但至少需储存10t。

⑵使用期超过一周的, 必须装袋密封储存。袋装密封时, 必须冷却至常温 (也可高于常温, 以不损坏密封袋为准) 后方能装人袋中密封。一般采用内袋、外袋进行严格密封包装, 内袋可采用密封性良好的聚氯乙烯袋, 外袋可采用韧性较好的编织袋。混合料每袋以20kg～25kg/袋为宜, 堆放高度宜不超过1m, 以避免长期受压结块。也可采用内用聚氯乙烯袋, 外用铁桶包装, 净重25kg或50kg。此种方法优点是密封性好, 储存时间更长, 缺点是包装成本太高, 运送和取料不方便。

⑶根据冷补沥青混合料的生产使用特点, 一般在热拌沥青混合料生产结束的秋冬之际进行大批量的冷补沥青混合料生产, 一次生产数百吨甚至几千吨, 可满足当年坑槽修补的需求。所以, 冷补沥青混合料的可储存时间在半年至一年为宜, 不必强求超过一年。更长的储存时间必然导致包装和储存的费用更高, 增加冷补沥青混合料的成本。

4 维修、养护施工

4.1 应急抢修的情况

当用于应急抢修 (如雨季出现的路面突发性大面积坑槽) 时, 冷补沥青混合料使用非常方便, 可不进行圆坑方补、刷粘层油、坑槽干燥等传统热补复杂的工序, 只需做简单的清扫即可填料, 即便坑槽内有少许的粉尘、砂砾颗粒、积水等, 也不会明显降低冷补沥青混合料的路用性能。在没有压实设备情况下, 只需用运料车的轮胎碾压几遍即可, 也可用铁锹人工拍打几下击实。

4.2 非应急抢修的情况

在日常非应急性维修时, 应该按照坑槽开挖、清扫、刷粘层油、填料、压实等步骤严格进行, 以最大限度的发挥冷补沥青混合料的性能, 保证坑槽修补的质量和耐久性。

⑴坑槽开挖。在对路面局部破损修补前, 应将破损处开槽成型。首先确定路面的破损部分的边界和深度, 按照“圆洞方补”原则, 划出大致与路中心线平行或垂直的开槽轮廓线 (矩形) , 沿划好的轮廓线挖除路面松散、破碎的旧料直至坚实部分, 要求成型的坑槽壁面尽可能保持与路平面垂直, 坑槽底部平整、坚实。

⑵清扫坑槽。扫除槽内槽壁砂石、积水等杂物。

⑶涂刷粘层油。必要时, 可在摊铺冷补沥青混合料之前, 先向坑槽壁面和底面均匀地涂刷一层粘层油。粘层油可采用生产冷补沥青混合料的沥青结合料或乳化沥青。

⑷填料。将冷补沥青混合料倒入坑槽中, 冷补沥青混合料用量可在填平坑槽的基础上增加10%～20%, 填满后坑槽中央应稍高于路面呈凸状。对于破损深度在5cm以上坑槽, 应以3～5cm为一层, 分层填补、逐层压实。

⑸压实。铺设均匀后, 根据修补面积大小和深度, 选择适当的压实工具和方法进行压实。如:小型压路机压实, 小型震动夯实机夯实, 料车轮胎压实等。压实时先从坑槽四周, 然后逐渐向里进行压实。压实过程中如发现局部位置有少料之处, 应立即用手工补料。压实完毕之后, 必要时还可以用乳化沥青对坑槽边缘进行封边处理。

⑹开放交通。修补完的坑槽表面平整, 坑槽四周和边角压实良好、无松散等现象即可开放交通。必要时, 为了防止刚开始通车时出现粘轮现象, 可在修补处撒一些矿粉或石粉。

5 结束语

冷补沥青混合料是一种具有很大工程应用价值和社会经济效益的养护产品。20世纪90年代, 国外冷补材料供应商开始进军中国市场, 大力推销其冷补技术和产品。我国随后也开始了对冷补沥青混合料的研发, 经过近二十年的努力, 国内相继出现了许多国内自主品牌的冷补沥青混合料。截止至2009年, 我国的冷补沥青混合料市场供给结构中, 自主开发的冷补沥青混合料已占总供给量的七成以上, 为我国道路建设做出了巨大的贡献。

参考文献

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冷补沥青材料 篇7

1.1 骨料分为酸性石料和碱性石料

冷补混合料中骨料的比例是影响在负荷下材料不被推挤的主要原因。理想的骨料应当100%被粉碎, 但应不含细微材料。破碎好的骨料有更好的“内锁” (IN-TERLOCK) 性能和负重荷载下抗推挤、抗车辙的能力。开级配方可以使混合料有更大的空隙率, 从而在温暖的气候下也能抗推挤。增加沥青膜的厚度可以改进与原有路面材料的结合。如果用于填补较小的坑洞, 应该使用较小粒径的骨料, 如果是较大的坑洞, 应该使用较大粒径的骨料。通常, 市政道路中以使用细级配的冷补料为主, 而公路系统中则以使用粗级配的冷补混合料为主。

1.2 粘合剂

粘合剂的作用一是将混合料结合在一起, 二是使修补料和原有路面粘和。冷补料粘和剂的组成为沥青、稀释剂和添加剂。通常, 为满足冷补材料的基本性能, 利用添加剂配制冷补沥青时, 首选菜油做为稀释剂。稀释沥青可以使用多种稀释剂, 也可使用混合型稀释剂, 这取决于对冷补材料所要求的性能。稀释剂的使用可使混合料在堆放时不过硬, 在路上可压实。稀释剂的挥发速度直接影响冷补料的强度行成时间, 改变稀释剂和稀释剂的添加量将影响冷补材料施工和存储性能。

1.3 添加剂

添加剂可以改进稀释后的沥青与干湿骨料之间的黏附性能, 改善低温工作性能以及和原有多尘或潮湿的路面材料之间的结合, 提高水稳性能。它提供的凝胶结构可使稀释沥青低温增粘, 并有助于冷补材料初期强度的形成。

2 冷补材料的特点

2.1

沥青能够完全裹附湿润甚至潮湿的骨料, 冷补混合料具有极佳的抗水损能力。

2.2

低温下仍有较好的可操作性能, 根据生产实践, 冷补材料在-20℃的气温下仍能够满足施工要求。

2.3

在路面坑洞有水的情况下能够和原有的路面紧密结合, 在雨季仍然可以施工。

2.4

在温度较高时冷补混合料对轮胎负载仍有足够抵抗力。

2.5

铺筑到路面后仅需有限压实, 便可立即开放交通。

2.6

冷补料可以露天堆放达两年之久, 用传统的热拌设备可以进行生产。

2.7

在生产和使用过程中不会对大气和土壤造成污染, 由于是冷拌, 节省了燃料, 生产成本接近热拌料。

3 冷补料的生产工艺

在这里, 以科宁冷补料为例进行介绍, 科宁冷补料的生产过程相对比较简单。在大约120℃的基质沥青中按比例加入科宁冷补添加剂和柴油, 之后将这3种材料进行充分的混合, 混合后的冷补沥青温度保持在100℃-120℃, 然后与骨料在拌和楼中进行拌和。在生产过程中要控制好三个温度, 基质沥青的温度控制在120℃-140℃, 骨料加热的温度控制在100℃以内 (骨料含水量小于4%时可以不进行加热直接进行冷拌) , 拌和后冷补料的出料温度控制在80℃-100℃, 油石比可以按照以下公式进行计算:

P=0.02A+0.07B+0.15C+0.20D

P-一定重量的干燥集料中应加入的冷补沥青数量 (油石比) (%)

A-保留在300um以上的集料的量 (%)

B-300um至150um之间的集料的量 (%)

C-150um至75um之间集料的量 (%)

D-75um以下集料的量 (%)

4 出现的问题及解决办法

4.1

所有冷补料的性能指标如可操作性能、抗车辙、抗剥落和水损性能, 对潮湿骨料的裹附及堆放特性等是内在相关的。在改进某一性能时往往会对其它性能有不良影响。

4.2

低温可操作性能可通过使用较高牌号沥青, 或更多稀释剂来改善, 但这对混合料的抗车辙性能有影响。

4.3

车辙问题可以通过使用较低牌号沥青, 或使用较少稀释剂的方法解决, 但是同时会使混合料的低温施工性能受到影响。

4.4

此外可通过不加热骨料来改进低温性能。这样可减少稀释剂轻组份在拌和时挥发, 但是骨料和沥青之间的结合会受到水分的影响而产生剥落现象。反之, 如果骨料加热温度过高, 太多的稀释剂会在拌和时损失, 从而影响冷补料的低温工作性能, 使其难以使用。使用较小粒径的骨料可以改进低温性能, 但使其抗车辙能力降低。

4.5

使用密级配可减少堆放时稀释剂的挥发, 从而改进可操作性, 但是抗车辙能力会由于稀释剂的增加而受到影响。密级配混合料在交通负载下会持续被压实而造成填充不够。最佳油石比也会降低, 从而使沥青膜厚度降低。

4.6

使用开级配的骨料, 使稀释剂较易挥发。较少的稀释剂残留, 可以提高抗车辙性能。开级配非常有利于抵抗铺设后的持续受压能力。

4.7

水损害的问题可以通过添加抗剥落剂的方法来解决, 尤其在使用酸性矿料时, 如果能够避免加热骨料而同时使沥青很好的裹附潮湿的骨料, 就可以减少稀释剂在拌和时的挥发, 这样就可以使冷补料在低温下容易使用。而在修补后气温升高时, 由于溶剂的挥发, 修补部分的抗车辙能力又会得到改善。

4.8

在实际生产时要很好的平衡上述各点, 在改进某一性能的同时不应损害到其他性能。

5 结语

目前, 我国的公路里程已经达到了190多万公里, 其中高速公路里程已经突破40000公里, 随着通车里程的不断增加, 建养并重观念的建立, 公民法律意识的增强, 以及社会经济发展对道路质量要求的提高, 道路养护越来越受到管理部门及社会公众的重视, 如何在现有条件下管好路、养好路、最大限度地提高道路的完好率, 确保道路安全畅通就尤为重要。而传统的路面养护技术——利用热拌沥青混凝土技术修补路面坑槽病害, 要受到诸如气候、距离、环保、成本等方面的限制, 已经不能适应现代化道路养护的要求。沥青路面冷补技术的出现是道路养护技术的一次革命。沥青路面冷补技术是道路养护的一个新技术, 使用冷技术可以在雨季和温度在-20℃以下仍可施工以及出现的问题和解决的方法。这项技术是道路养护的一项新技术, 其经济性能和技术性能都十分优越, 还具有施工工艺简便、应用领域宽等优点, 很适合道路的养护工作, 应将该技术推广到公路建设和道路养护的生产中。

摘要：20世纪80年代初期美国开始开发并应用沥青路面冷补技术, 20世纪90年代后期, 沥青路面冷补技术开始进入中国市场, 初期由于完全照搬了国外的技术配方生产冷补产品, 忽略了在实际使用中原材料、气候、道路状况、成本等因素的影响, 所以造成冷补材料在产品质量、使用方法等方面存在很多问题, 道路养护部门仅仅是把冷补材料作为一种应急性材料使用。2000年以后道路养护部门逐步认识并接受了沥青路面冷补技术, 国外的冷补材料陆续进入中国市场。经过近6年的发展, 目前沥青路面冷补技术逐步成熟并在公路养护中得到了大面积的推广使用。在目前的市场中, 以美国的沥青路面冷补技术应用最广。作为在国内推广沥青路面冷补技术较早的专业化公司, 北京安通科宁建筑材料有限公司引进了美国先进的沥青路面冷补技术, 6年来先后在我国20多个省、市、自治区的公路、市政道路系统及机场跑道的维修养护中应用, 应用案例多达1000多个, 在此基础上总结出一套完整的、适应于我国各个地区、各种气候条件下的沥青路面冷补技术配方。以下将从几方面对冷补材料的特性、生产、使用等进行阐述。

关键词：骨料,冷补料,粘合剂,添加剂,温度控制

参考文献

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