浅析冷补沥青混合料在公路养护中的应用

袁 芳

传统的沥青路面坑槽修补采用热拌沥青混合料,热补技术成熟,但是对施工环境温度要求较高,在雨雪天气不能正常施工。冷补沥青混合料由添加剂、沥青、柴油和集料按一定的加工工艺混合制成,在寒冷的冬季和雨雪天气等恶劣条件下,可以随时随地使用简单工具修补道路,具有高效、节能、快速、环保等优点。因此,近年来国内外纷纷开展了冷补沥青混合料的研究,取得了一定的成果。

1 冷补沥青混合料的优点

1)预防性养护。由于冷补料能对路面进行快速、及时维修,使沥青路面损坏在初期就得到及时修补,避免了损坏进一步扩大。同时,避免了热拌沥青混合料在冬季长时间无法使用的缺陷。因此,可促进公路养护方式从被动的矫正性养护转化为主动的预防性养护。

2)储存方便,存放期长。存放在密闭的袋内,可储存6个月,都能保持良好的疏松状态而不结成团,即使结成团块,经拍打就能散开使用,且不影响质量。

3)全季节性全天候及低温养护。冷补料适应温度范围广,即使在高寒地区也可进行正常养护,突破了常规沥青混合料在低温下无法进行修补的局限性。冷补沥青混合料预先在工厂生产并储存起来,随时可供使用,因而适合常年路面坑槽修补,或供路面开挖埋设管线后恢复路面使用。

4)具有生产工艺简单、成本低的特性。可利用热拌沥青混合料设备生产,不需进行改装,可根据路面维修实际需要生产各种级配的冷补沥青混合料。

5)采用小型机具,修补工序简单、操作方便。在修补时无需加热或搅拌,设备要求不高。冷补料的养护操作工序简便易行,易于材料的推广应用。

6)质量稳定。经过使用证明,冷补料具有良好的粘结性能和压实性。混合料在路面坑槽中摊铺后,经过压实即能粘结成型而不松散。

2 冷补沥青混合料在公路养护中的应用现状

对于沥青路面的松散、坑槽等损坏,公路养护部门通常使用热拌沥青混合料进行修补。但是由于热拌沥青混合料修补路面受到天气、温度、坑槽大小、数量、损坏程度等因素的影响,对随时出现的坑槽不能及时修补。尤其是在春季和冬季,用常规的热补方法无法实施,路面损坏一般要等到温度升至15℃以上时才能修复。在这期间产生的松散、坑槽若不及时处理,雨水将沿着裂缝不断渗入路面下层甚至路基,导致沉陷、翻浆等重度损坏。在车辆冲击荷载的反复作用下,松散、坑槽不断扩大,很快连成一片,致使局部路段大面积损坏,大大影响行驶质量和行驶安全。

近年来,国外许多厂家,如美国、加拿大、法国、日本、韩国等纷纷在中国推销或生产冷拌沥青混合料产品。我国也已经有不少科研工作人员开始了对冷补沥青混合料的研究,取得了一定的研究成果,并逐步投入生产及应用中。

1)冷补料在兰州的生产和应用。为了满足特别是高寒、多雨地区路面养护的需要,兰州公路总段高等级公路管理养护中心引进一套较为先进的冷补料生产加工设备,并组织专业人员对冷补料的配合比进行设计。经过3年多的养护应用实践,冷补料的应用已被养护工人所熟悉,完全能满足兰州公路总段高等级公路管理养护中心管养高等级公路日常养护需要。从2004年开始,多条道路的冬季养护都使用的是冷补料,使用效果较为理想。从2009年开始,兰州公路总段高等级公路管理养护中心也开始生产冷补料,目前不但能满足日常养护需要,还可满足多条高速公路冷补料的供应。

2)冷补料在北京的生产和应用。交通部公路科学研究院与北京路桥路兴物资中心等单位合作,研究开发了高性能冷补沥青混合料技术。2006年12月初,在北京大兴生产了冷补料30 t,其中春季配方15 t,冬季配方15 t。2007年1月～3月,生产的冷补料全部应用于北京市城区主干道路的坑槽修补,工后跟踪观测表明,证实该技术使用效果十分理想,坑槽修补效果良好,没有出现松散、跑料等现象,完全适用于北京市各级城市道路的坑槽修补。

3)冷补料在湖南的生产和应用。预拌式冷补沥青混合料近年来在320国道邵阳、岳阳、益阳境内以及临长、潭邵高速公路进行了试用。并研制了用于高速公路的SBS与再生PE改性冷补沥青混合料,经应用证明是一种优良的冷拌胶结料,它粘度大,能覆以矿料较厚的沥青膜,混合料的使用强度高,耐久性强,性能优于一般的普通稀释沥青或乳化沥青冷补料。在潭邵高速公路的试用中,多处使用了该改性冷补沥青混合料对沥青路面的坑槽进行修补,通过两年的观测,修补后的坑槽基本上没再出现损坏。

4)冷补料在内蒙古道路养护工程中的应用。在内蒙古,每年5月～10月间,因气温较高可以随时采用热沥青混合料进行修补。在其他月份,因气温较低,常规修补措施无法实施,这期间产生的松散、坑槽得不到及时处理。为解决冬季沥青路面养护这一难题,通辽市交通局科研所与交通物资管理处于2005年底联合引进了改性沥青低温冷补混合料。通过一年多的应用证明,该材料用于冬季沥青路面养护是完全可行的,并在当地得到了全面推广应用,极大地提高了沥青路面冬季路况水平,取得了较好的经济及社会效益。自2005年,已在通辽市沥青路面公路养护工程中得到推广和应用。使用冷补料修补的路面,经过几年来的考验,仍然保持着良好的使用状态,没有脱皮、松散等现象。

5)冷补料在江西道路养护工程中的应用。2006年3月新余市公路管理局与北京科宁建筑材料有限责任公司合作成功开发了冷补沥青混合料。通过近一年的时间在路面修补中的使用情况来看,冷补沥青混合料修补的质量极佳,成本低、效果好。目前在新余市公路管理局沥青路面修补中得到广泛运用。新余市公路管理局使用70号沥青,0号柴油及北京科宁公司提供的改性添加剂,分冬季、春秋季和夏季三种配方配制。新余市公路管理局从2006年4月份开始大量使用冷补沥青混合料修补路面坑槽,使用近一年的时间,修补的坑槽有95%没有进行返修,而需要返修的大部分坑槽都是由于修补过程中不规范所造成的,特别是冷补沥青混合料用于水泥混凝土面板的断板、裂缝和沉陷修补效果极佳,2008年11月份在新余市公路管理局管养的公路水泥路面、新老水泥路面搭接处以及市政道路、铁路立交桥进行病害修补,修补质量好,无任何返工修补现象。

3 冷补沥青混合料在公路养护中的应用前景

冷补沥青混合料适用于公路裂缝、桥梁伸缩缝、公路及一般城市道路面层修补,适用于高等级公路面层、一般公路和城市道路面层、底层及坑槽修补。

冷补沥青混合料比热拌沥青混合料所增加的费用,主要是冷补沥青稀释软化剂的费用,每1 t混合料约增加100元。但它节约了拌和时的集料加温费用以及施工过程中成套机械的台班费用。综合起来,在同等条件下,尽管比热拌沥青混合料增加约20%的费用,但可以全天候快速、及时修补各种路面损坏,保证行车安全、节约材料、减少环境污染,其社会效益和经济效益明显,在高速公路及路网的沥青路面中具有广泛的推广价值和应用前景。

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