冷鋪瀝青材料的特性與配制技術

郝景峰 欒志剛 · 2008-12-22 00:00 留言

  摘要:用冷鋪瀝青混合料修補路面坑洞,具有方便、快捷等優(yōu)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(qū)別。實踐表明,所研制開發(fā)的冷鋪材料使用性能良好,從而比同類進口材料大大的降低了成本。 

  關鍵詞:冷鋪瀝青混合料;修補;疏松性;壓實性;成本 

  一、前言 

  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(shù)量太少而瀝青拌和廠難以生產(chǎn),而且特別在冬季和雨水較多的春季,施工單位對熱瀝青混合料的保溫和修補操作上也感到了諸多的不便。因此道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(fā)現(xiàn)路面上出現(xiàn)坑洞時,隨時運到現(xiàn)場,進行路面修補。由于平時儲存在倉庫內(nèi),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。 

  二、冷鋪瀝青材料的特點 

  這種混合料存放在密閉的袋內(nèi),可儲存幾個月,甚至更長的時間,都能保持良好的疏松狀態(tài)而不結(jié)成團塊,即使結(jié)成團塊,經(jīng)拍打就能散開;混合料在路面坑洞中攤鋪后,經(jīng)過壓實即能粘結(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: 

 ?、俾访嬖谛熊囎饔孟聲饾u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(jīng)行車碾壓會逐漸密實; 

 ?、谟捎谠诔叵率┕?,且使用簡單工具即可進行坑洞修補,操作頗為方便; 

 ?、劾滗仦r青混合料預先在工廠生產(chǎn)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; 

  ④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。 

  三、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(tǒng)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(jù)。試驗研究表明,影響冷鋪瀝青材料的性能主要有以下因素。 

 ?。ㄒ唬r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(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,當在外力作用下使它們緊密接觸時,則又會形成粘結(jié)而成為整體。 

  (二)瀝青用量 

  冷鋪瀝青混合料有一適宜的瀝青用量,但不能用常規(guī)馬歇爾試驗方法確定。根據(jù)試驗資料歸納適宜的結(jié)合料用量可按以下經(jīng)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(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,%。 

 ?。ㄈr青中的添加劑 

 ?、俑男詣?nbsp;

  經(jīng)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(jié)性,改善儲存性,尤其是改善混合料使用初期的穩(wěn)定性。 

 ?、谠鏊畡?nbsp;

  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、環(huán)烷酸皂等,以便使混合料顆粒表面的瀝青膜適當?shù)馗稍?,降低粘結(jié)性,保持混合料的疏松性。使用催干劑必須經(jīng)過細致的選擇和反復的試驗,使用不當反而影響其粘結(jié)性。 

[Page]
 ?。ㄋ模┘霞壟渑c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(yǎng)護部門只愿意使用一種規(guī)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(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度。冷鋪混合料所用集料由3mm~5mm和0~3mm碎石材料配合而成,其中3mm~5mm碎石應采用硬質(zhì)巖石軋制而成,具有良好的棱角性。 

  四、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(zhì),但不能按熱拌瀝青混合料的概念來進行評定。 

 ?。ㄒ唬┦杷尚耘c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(jīng)驗判斷的方法。我們借鑒工地現(xiàn)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,方法簡單而解決問題。 

 ?。ǘ┏跏紡姸?nbsp;

  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(wěn)定度評定其初始強度。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。 

 ?。ㄈ埩舴€(wěn)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(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。 

  (四)低溫粘結(jié)性 

  為檢驗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。 

  五、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兩種集料進行配合。結(jié)合料用量先按上述經(jīng)驗公式計算,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)進行試驗,檢驗疏松性與壓實性良好。 

  六、成本經(jīng)濟比較 

  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,成本相對比較高,主要是由于冷鋪瀝青材料生產(chǎn)量很少,管理、包裝要求較高,至使成本有所提高。粗略測算,這種冷鋪材料可能的價格大概是熱拌瀝青混合料的2倍~3倍左右,這就要在大的路面工程施工中適宜采納對熱鋪料的應用,但在地點分散,工程量小的施工路面維修中應用冷鋪瀝青混合料技術是利在可行的,既能節(jié)省時間,又能節(jié)約人力、物力,而產(chǎn)生快捷、便利的施工效果,由此可見在分散量小的路面施工上又比熱鋪料節(jié)約了成本,同時在與國外同類產(chǎn)品相比大大的降低了進口成本。此項產(chǎn)品的應用開發(fā)是具有良好的應用前景和廣泛的應用范圍,在我國公路基本普及以保養(yǎng)和維護為主的現(xiàn)狀下推廣應用是徹實可行的。


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