冷拌冷铺沥青混合料在公路养护施工中的应用

李众

（石家庄交通勘察设计院，河北 石家庄 050000）

0 引言

公路经过一段时间的运营使用，其路面难免产生一些病害破损，如裂缝、坑槽等，轻则影响路面外观，降低行车舒适度，严重时造成交通中断。针对路面病害，以往的修复方法大多采用热料进行，不仅要消耗大量的能源，且操作复杂，技术要求高，污染也十分严重。若能实现冷拌冷铺，则可以从根本上解决传统方法存在的弊端。因此，冷拌冷铺沥青混合料应运而生。为使其得到大范围推广应用，有必要对其应用进行分析研究。

1 冷拌冷铺沥青混合料

冷拌冷铺沥青混合料是一种在路面修补过程中使用的新型材料，其主要特点为可常年实现冷拌冷铺，属于溶剂型材料，常温条件下呈黑色，流动性较强，由基质沥青、有机溶剂和各类添加剂构成。其中，添加剂属于复配材料，其作用是促进有机溶剂挥发，确保基质沥青自身各项物理力学性质得以有效提高。目前，按照用途可使用以下三种基质沥青：70#沥青、100#沥青与140#沥青。当采用70#沥青时，可制备在高速公路中使用的冷拌冷铺沥青；当采用100#沥青时，可制备在非低温地区中使用的冷拌冷铺沥青；采用140#沥青时，可制备在低温地区中使用的冷拌冷铺沥青[1]。

冷拌冷铺沥青各项技术性能可采用基质沥青对应的试验方法进行检验，主要检验指标包括延度、针入度与软化点。经检验可知，其沥青针入度可以达到一针到底的水平，而延度和软化点都由于不能制模而无法完成试验。对此，可通过蒸馏、标准黏度及水煮法等相关试验来验证。本次只对部分试验结果进行分析：

（1）70#基质沥青在25℃温度条件下的针入度为70.8（1/10mm），25℃温度条件下的延度为132cm，软化点为47.1℃；

（2）100#基质沥青在25℃温度条件下的针入度为105.6（1/10mm），25℃温度条件下的延度为95cm，软化点为44.0℃；

（3）140#基质沥青在25℃温度条件下的针入度为126.9（1/10mm），25℃温度条件下的延度为106cm，软化点为43.8℃；

（4）采用70#基质沥青制备而成的冷拌冷铺沥青，其残留质量在85%以上，25℃温度条件下的针入度为72.0（1/10mm），25℃温度条件下的延度在150cm 以上，软化点为48.3℃；

（5）采用100#基质沥青制备而成的冷拌冷铺沥青，其残留质量在85%以上，25℃温度条件下的针入度为76.5（1/10mm），25℃温度条件下的延度在150cm以上，软化点为45.1℃；

（6）采用140#基质沥青制备而成的冷拌冷铺沥青，其残留质量在85%以上，25℃温度条件下的针入度为130.1 （1/10mm），25℃温度条件下的延度在150cm以上，软化点为42.0℃；

（7）70#基质沥青的四组分测定结果为：沥青质∶饱和分∶芳香分∶胶质=6.77∶16.55∶34.35∶42.33；

（8）100#基质沥青的四组分测定结果为：沥青质∶饱和分∶芳香分∶胶质=14.70∶28.86∶33.49∶22.95；

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（9）140#基质沥青的四组分测定结果为：沥青质∶饱和分∶芳香分∶胶质=16.91∶29.56∶32.18∶21.35。

（10）采用70#基质沥青制备而成的冷拌冷铺沥青，其四组分测定结果为：沥青质∶饱和分∶芳香分∶胶质=5.02∶19.54∶28.93∶46.51；

（11）采用100#基质沥青制备而成的冷拌冷铺沥青，其四组分测定结果为：沥青质∶饱和分∶芳香分∶胶质=12.53∶25.33∶28.86∶33.28；

（12）采用140#基质沥青制备而成的冷拌冷铺沥青，其四组分测定结果为：沥青质∶饱和分∶芳香分∶胶质=12.70∶30.60∶26.89∶29.81[2]。

从以上试验结果可知，冷拌冷铺沥青经蒸馏后对应的残留质量可以达到规范要求，且残留的沥青各项技术性能可以恢复，对延展性有改善作用；因制备时添加了有机溶剂，所以冷拌冷铺沥青中芳香分及沥青质实际含量相对较低，但由于添加了添加剂，所以胶质与固胶实际含量相对较高，可见该沥青和基质沥青在力学效能上并无太大差别；冷拌冷铺沥青标准黏度会由于有机溶剂含量变大而减小，同时伴随蒸馏时间不断延长而变大，表现出一定规律性；冷拌冷铺沥青和花岗岩与石灰岩之间的黏附性都可以达到五级，但基质沥青和花岗岩之间的黏附性只有三级，说明添加适量添加剂可以起到良好的改性作用，增强和岩石之间的黏附性[3]。

通过两种沥青材料的综合对比可知，首先，由于冷拌冷铺沥青采用了有机溶剂，所以能使基质沥青自身胶体结构发生很大变化，而添加剂的使用则会起到显著的改性作用；其次，从力学效能角度分析，两种沥青材料并无太大差别，而且伴随有机溶剂持续挥发，冷拌冷铺沥青自身技术性能会不断改善[4]。

2 冷拌冷铺沥青混合料配合比

冷拌冷铺沥青混合料是指采用冷拌冷铺沥青及其他各类集料拌和而成的混合料，对其配合比进行研究时，需充分考虑以下两方面因素：一是集料的级配应与原路面材料达到高度一致，同时还要满足相关规范的要求；二是集料的级配要达到均匀，保证致密性与防水性能，以此满足沥青及水泥路面提出的基本性能要求。基于此，在试验过程中选取以下两种级配：AC-13：16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm 和 0.075mm 筛孔通过百分率分别为100%、99.6%、85.2%、52.7%、41.8%、35.5%、26.0%、15.5%、9.9%和5.4%，沥青用 量 为 6.0%； AC-16： 19mm、 16mm、 13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm 和0.075mm 筛孔通过百分率分别为100%、96.5%、 78.6%、 63.3%、 47.7%、 36.5%、 26.3%、19.7%、14.3%、9.7%和5.0%，沥青用量为5.9%。当然，实际工程中也会用到其他级配，如AC-20 与AC-25。沥青用量可通过马歇尔试验或采用经验公式确定。由于养护工程性质较为特殊，且不同工程的技术装备有所不同，所以本次采用经验公式进行分析，对最佳沥青用量数值进行计算，计算公式为：

p= 0.021a+ 0.056b+ 0.099c+ 0.12d+ 1.2 （1）式（1）中：p为最佳沥青用量数值（%）；a为粒径达到2.36mm以上颗粒在总质量中的占比百分率（%）；b为粒径在0.3～2.36mm 范围内颗粒在总质量中的占比百分率（%）；c为粒径在0.075～0.3mm 范围内颗粒在总质量中的占比百分率（%）；d为粒径在0.075mm 以内颗粒在总质量中的占比百分率（%）[5]。

3 应用效果分析

该混合料从开始投入使用至今，已经在路面修补工程中得到大量应用，除能对沥青路面进行修补外，还能在大部分水泥路面中作为一种应急处理手段使用。为便于分析和研究，将城市及其周围高速公路及城市主干道与国省道作为观察路段，其每天的交通量大多保持在5 000～10 000辆范围内。通过一段时间连续观察，该沥青混合料实际修补效果良好。但应注意，对路面上的坑槽病害进行修补时，要用压路机对混合料进行碾压，并辅以必要的平板夯，以此保证修补效果，提高修补完成后路面的平整度；此外，在压实操作过程中要按照从中间到边缘的方向进行，确保新旧路面之间得以良好结合[6]。

4 结论

（1）冷拌冷铺沥青是典型的溶剂型沥青材料，可满足对路面进行修补时实现冷拌冷铺的要求，在整个操作中都不需要加热。

（2）伴随混合料中有机溶剂持续挥发，混合料自身技术性能可以得到很好的改善，使强度显著提高，同时还能表现出良好的温度敏感性及水稳定性，进而达到路面修补方面的各项技术要求。

（3）冷拌冷铺混合料不仅能在现场直接生产，还能在工厂中生产，同时通过装袋还能实现长时间密封保存，随用随取，极为方便。使用这种混合料修补路面，施工方法简单可行，所用机具设备均为小型机具，且有良好的通用性，对大规模推广应用十分有利。

经过大量的实践证明，该技术实际应用效果较好，能在冷拌冷铺基础上，减轻作业人员自身劳动强度，推动公路工程的环保进程，表现出良好的综合效益，是现阶段理想的路面修补方法。但该技术的应用还存在以下几方面问题：有机溶剂类型选择与剂量确定；混合料在低温条件下的储存可行性；规范且标准的试验及评价方式。以上均需要通过进一步的努力来改善和提高，相信通过不断地研究与实践，这种新型材料能够在我国实现大范围的推广应用，从而取得更好的应用效果。