冷鋪瀝青材料的特性與配制技術

冷鋪瀝青材料的特性與配制技術

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，而成本卻比同類進口材料
大大降低。
關鍵詞：冷鋪瀝青混合料；修補；疏松性；壓實性；成本
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。
近年來，許多外國企業看好我國廣闊市場，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的
研究，開發我們自己的價廉物美產品是非常必要的。
2　冷鋪瀝青材料的特點
（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鋪后，經過壓實即能粘結成型而不松散，
這就要求混合料具有良好的粘結性能和壓實性。
正是由于冷鋪瀝青混合料具備這樣的特性，因而所鋪路面具有以下優點：
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；
②由于在常溫下施工，且使用簡單工具即可進行坑洞修補，操作頗為方
便；
③冷鋪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，方
法簡單而解決問題。
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。
冷鋪瀝青混合料技術要求列如表2。
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。取現場生產的冷鋪瀝青混合料，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　冷鋪混合料現場應用
2000年3月生產的冷鋪瀝青混合料，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℃的高溫和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、松散等現象。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、松散現象，說明材料具有較好的抗水性。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。
6　成本經濟比較
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別
，成本相對較高，同時由于冷鋪瀝青材料生產量很少，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
部門又能承受。同國外經銷的冷鋪材料相比，因國外產品經遠距離運輸
、加收關稅和高額利潤，價格差不多為熱拌料的10倍～20倍。由此可見
，所開發的產品性能既好，成本又低，故具有良好的應用前景。
參考文獻
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