冷补沥青（共7篇）
冷补沥青 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].
冷补沥青混合料原理与施工 篇2
沥青混凝土路面在经过长期使用后, 经常会出现凹坑、松散、开缝等危及道路安全的问题, 这些问题不仅会影响道路的通行能力, 对道路的寿命也会造成极大的影响甚至严重时还会引发交通事故, 对过往车辆人身和财产安全产生隐患。所以对于道路上出现的凹坑、松散、开缝等需要及时进行修复。早先我国采用的修补方法为热拌沥青混合料的方法, 热拌沥青混合料的方法是通过高温将沥青等材料加热配比得到合适的修补材料, 这种方法容易产生高温, 存在很多安全隐患, 因此, 在热拌沥青混合料的方法的基础上开发出了新的冷补沥青混合料方法。现就冷补沥青混合料强度形成原理进行阐述。
1 道路冷补的简介
在原来的修补方法中, 多采用的是热拌沥青混合料的方法, 这种方法是通过高温加热将沥青融化并加入一些修补材料, 而后将这些修补材料倒入需要修补的地方从而完成道路的修补工作, 这种热拌沥青混合料的方法采用的高温加热法往往会带来一些严重的安全隐患, 同时操作复杂, 因此需要采用一种新的道路材料修补法, 现今, 一种新的沥青混合料修补方法被开发出来的了———冷补沥青混合料修补法, 相较于热拌材料法, 冷态修补则不需要加热, 只需使用冷态沥青修补材料进行修补就可以了, 沥青冷补材料是指没有加热的矿料 (骨料) 与稀释的沥青经过拌和而形成的一种混合料。其通常采用两种拌合方法:工厂拌和和现场拌和。冷拌冷补沥青混合料是国内新兴的一种道路路面坑槽修补材料。冷补沥青混合料具有不受天气条件限制, 随用随补等优点, 在1998年以前, 我国城市道路工程并没有真正意义上的冷补材料, 只有水基的乳化沥青材料, 用于常温修补。2000年以后, 冷补材料作为一种科技含量较高的产品在国道、省道、市政道路上得到推广应用。
2 道路冷补沥青混合料的特点
传统的热拌沥青混合料的修补方法, 需要加热保温沥青, 不仅操作麻烦, 还需要消耗大量的能源, 同时污染环境, 并且养护时间较长, 影响道路的通行, 冷补沥青混合料法则没有以上这些缺点, 其具有其独特的优点:
相较于热拌沥青混合料法, 冷补沥青混合料法在各种复杂条件下都能够使用, 其可在20℃至50℃之间的温度范围内完成修补工作。
在进行修补工作时, 操作简单, 相较于热拌沥青混合料法, 在进行修补做业时, 无需粘层油。其使用材料操作简便, 无需使用大型工程机械设备, 可以根据道路的损坏情况使用不同的压实方式, 例如:进行小范围、小施工量的修补作业时可以采用人工压实和冲击压实的方法, 当需要大范围的修补时可采用压路机压实的方法, 方法选择简便。
如果使用质量极佳沥青冷补材料时, 可以保证修补后的道路能够使用很长一段时间, 这种极佳的沥青冷补材料, 具有极强的抗老化和粘结的特性, 在完成修补作业后能够很好的修补道路, 一次性修复成功率高。
相较于传统的热拌沥青混合料法, 冷补沥青混合料保存的时间更长, 通常可以在常温下可露天存放两年以上, 如果采用妥善的保存方式, 则可以存放更长的时间。冷补沥青材料生产简单, 可以极大地限度的采用原有的热沥青搅拌设备在当地生产, 从而能够降低在设备方面的投入。
在使用沥青冷补料修补后, 在进行修补的区域能够很快进行通车, 无需像传统的热拌沥青材料法那样需要等待道路冷却后才能进行通车, 这对于因道路修补工作而造成的道路堵塞具有很好的缓解作用。
这种新的沥青冷补材料具有很高的环保效益, 在生产和使用过程中不会像热拌沥青混合料法那样产生粉尘和黑烟, 特别是其不溶于水的特性。能够更好的保护大气环境和地下水资源。
这种新的冷补沥青材料能够广泛适用于水泥混凝土, 金属表面, 木面等不同基质的材料表面, 能够完成多种基质材料下的路面的修补与养护。
在修补过程中, 冷补沥青材料能够在各种天气条件下工作, 对于道路修补能够及时完成, 避免了道路状况的进一步恶化, 同时无需像热拌沥青混合料法那样需要多种搅拌设备和施工机械, 同时, 修补材料按需使用, 剩下的材料可以在下次修补中继续使用, 无浪费。
3 冷补沥青混合料的成型原理
沥青冷补材料的强度形成过程和热沥青混合料的强度形成过程有所不同, 热沥青混合料用的沥青是热塑性的, 而冷补沥青混合料的沥青是经过改性的, 己经不是完全的热塑性。冷补混合料的强度形成有一个缓慢的过程, 在摊铺, 碾压时具可塑性、流动性, 能被挤压至坑槽中不规则的地方。在行车和空气的作用下使一部分溶剂挥发, 沥青逐步变稠, 冷补混合料颗粒之间的分布更加紧密, 空隙率减少, 矿料相互的黏结更牢固。混合料的密度增大, 对路面软的感觉会逐渐消失, 这一过程需要7-10天时间。此后强度还会逐步增加, 经过三个月左右的时间, 其变形和强度会逐步稳定, 达到或超过热沥青混合料冷却后的性能。冷补混合料的强度由两部分构成:一是由于改性沥青自身的黏结性和黏附性及与矿料相互作用而形成的混合料的内聚力和黏附力所构成的。它们使得矿料颗粒料间不易分离, 形成整体, 也使混合料与原表面要有较高的粘着力而不易剥离、推移。二是混合料经碾压后由于矿料颗粒间的嵌挤锁结作用而形成的混合料的内摩擦阻力。冷补料这两部分力就构成其初期强度, 并足以抵抗车辆荷载的作用。
4 冷补沥青混合料使用
坑槽清理。将待修补的坑槽内及四周的碎石、废渣清理干净, 坑槽内不得存有泥浆, 冰块等杂物。市政道路工程的修补, 被修补的坑槽应整齐的切边, 废渣的清除要见到固体坚固面为止。
填满坑槽。把足够的沥青冷补材料填进坑槽内, 直到填料高出地面l.5cm左右。市政道路修补, 其冷补材料的投入量可增加10%或20%左右, 填满后坑槽中央处应稍高于四周路面并呈弧形, 若路面坑槽深度大于5cm时, 应分层填补, 逐层压实, 每层3-5cm。
压实铺设均匀后, 根据实地环境, 修补面积的大小和深度, 选择适当的压实工具和方法进行压实。如人工用铲背压实、人力夯、振动平板夯压实、压路机压实等。
清扫压实完成后可在表面均匀撒上一层石粉或细沙, 并用清扫工具来回清扫, 以便细沙填满表面空隙。验收修补完的坑槽表面应光洁、平整、无轮迹, 坑槽四周边角一定要压实, 无松散现象。普通道路修补压实度要达到93%以上, 高速路修补压实度要达到95%以上。
5 结束语
相较于原来的热拌沥青混合料法, 冷补沥青材料具有使用方便、生产使用无污染、适用于各种复杂的天气条件等优点, 文章从冷补沥青混合料的优点、冷补沥青混合料的使用方法、以及冷补沥青混合料强度的形成机理进行了介绍, 并着重对冷补沥青混合料强度形成原理进行阐述。
摘要：建国以来, 中国公路建设突飞猛进, 截止到2009年底国家公路总里程已经超过了370万公里。在这漫长的公路里程上, 经常会发生公路破损需要修补, 原来我国对沥青混凝土路面的凹坑、开裂裂缝等多采用热拌沥青混合料的方法来解决问题, 这种方法温度较高, 很容易造成事故或是对道路路基等造成损坏, 现今, 一种新的沥青混合料修补方法被开发出来的了——冷补沥青混合料修补法.文章将就冷补沥青混合料强度形成原理进行阐述。
关键词：冷补,沥青混合料,原理,施工
参考文献
[1]宋建生, 吕伟民.储存式沥青混合料组成设计的研究[J].同济大学学报, 1998 (6) .
[2]盛落实.冷补沥青混合料生产和施工工艺研究[J].公路交通科技 (应用技术版) , 2013 (6) .
增粘沥青冷补液的性能试验分析 篇3
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
[1]李素娟.冷补沥青混合料强度评价[J].交通世界(工程技术),2014(6):14-15.
[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.
[3]李峰,黄颂昌,徐剑,等.高性能冷补沥青混合料在北京的生产和应用[J].公路,2010(1):174-178.
[4]毛传义.冷补沥青混合料结构组成和材料特性研究[J].城市道桥与防洪,2010(5):168-170.
[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 篇4
关键词：冷补沥青混合料,级配,路用性能
沥青混合料是一种高科技道路修补材料,由添加剂、沥青、稀释剂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、及时等优点。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。本文通过设计不同的级配,对冷补沥青混合料性能进行了综合的对比分析,并依据不同的环境对冷补料级配的选择提出了建议。
1 级配设计
1.1 级配的选择
矿料骨架的形成首先靠合理的集料级配组成,其次靠合理的施工工艺。通过对混合料级配组成研究发现,主要是关键筛孔通过率对级配曲线有明显的影响。本文依据不同的级配类型,通过控制关键筛孔的通过率,有针对性的选择了4种级配(见表1)。
从表1中可以看出,4种级配的2.36 mm关键筛孔的通过率大小关系为:级配D>级配C>级配B>级配A。从整体级配曲线上来看,级配A接近下限,相当于开级配类型;级配D则接近上限,类似于密级配;级配B和级配C则位于两者之间,属于半开级配。
1.2 贝雷法评价
下面将采用贝雷法中两个重要的指标CA比和FAc比对选取的级配进行评价(见表2)。其中CA比过大则不能形成粗集料骨架结构,太小则容易出现离析和压实方面的问题,贝雷法要求CA比=0.2～0.5。细集料FAc比对空隙率和矿料间隙率等体积指标影响较大,FAc比增加时,混合料的空隙率和矿料间隙率有所下降。如果细集料FAc比太高,细集料中填充空隙的细颗粒增加,级配容易压实,但高温稳定性差。反之,若FAc比太低,细集料中粗颗粒间隙体积没有被足够的细料填充,这种混合料级配不均衡的且难于压实。
从表2中可以看出,4种级配的CA比均在0.2～0.5范围之内,都能形成粗骨料骨架结构,且不易产生离析,其中CA比的大小关系为:级配D>级配B>级配A>级配C,而FAc比的大小关系为:级配C>级配D>级配B>级配A。从以上两种大小关系可以简单看出,级配C的CA比最小而FAc比最大,其骨架性和密实性要优于其他3种级配。
2 配合比设计
2.1 沥青用量的确定
同济大学根据大量试验数据,总结出了一套适合于冷补沥青混合料最佳沥青用量的经验公式:
P=0.021a+0.056b+0.099c+0.12d+1.2。
其中,P为沥青用量,%;a为大于2.36 mm颗粒质量百分率,%;b为0.3 mm～2.36 mm颗粒质量百分率,%;c为0.075 mm～0.3 mm颗粒质量百分率,%;d为小于0.075 mm颗粒质量百分率,%。
根据上述公式可以算出4种级配的最佳沥青用量,具体数值如表3所示。
从计算结果可以看出沥青用量和级配有着密切关系,细集料越少,沥青用量也相应越少。
2.2 拌合配制
本文所选用的粗集料(2.36～9.5)为玄武岩,细集料(0～2.36)为石灰岩,填料为磨细矿粉,按照不同的级配配制石料,采用由安固补路通厂家提供的液体沥青在常温下进行拌和。
级配D拌合时间为180 s,级配A仅需要90 s就能基本拌匀,这是由于常温下液体沥青的粘度过大,随着细集料的增多,拌合难度也相应增大,具体表现为沥青不能裹附石料,花白料偏多。因此从拌合角度来讲,细集料不能过多。
3 级配对冷补料强度的影响
以下将通过马歇尔稳定度试验来对初始强度和成型强度进行评价。
从图1,图2中可以看出,级配C冷补料的初始强度达到2.4 kN,成型强度为8.7 kN,明显高于其他三种级配冷补料,其对应的空隙率也小于其他三种级配,这主要是由于级配C的CA比最小,FAc比最大,粗骨料能相互嵌挤,细集料能基本填充多余的空隙,其结构最接近于骨架密实状态,可使混合料具备较高的强度。
4级配对冷补料耐水性能的影响
试验方法:将成型马歇尔试件按热沥青混合料的试验方法进行残留稳定度和冻融劈裂试验。试验结果如图3,图4所示。
从图3,图4中易知,4种冷补料的残留稳定度和冻融劈裂抗拉强度随着空隙率的增大而减小,可见耐水性能的好坏与试件空隙率之间有着密切的关系,即空隙率越大其耐水性越差。
5结语
1)如果采用密级配(如级配D),由于细集料比较多而使混合料颗粒间的接触点较多,容易造成混合料结块,丧失疏松性,沥青用量大且不易拌和。而从施工和易性方面考虑,虽然级配A最优,但其属于开级配,空隙率大,强度和耐久性都不好。综合各方面技术要求,级配C既有较好的骨架结构又有适当的细集料填充,性能较优。2)对于LB-10型的冷补沥青混合料级配,关键筛孔(2.36 mm)的通过率宜控制在18%～22%,贝雷法评价CA比宜在0.24～0.29范围内,FAc比宜在0.45～0.50之间。3)冷补沥青混合料所应满足的技术性能要求大都是内在相关的,在改进某一技术性能的同时往往会给其他性能带来影响。应结合坑槽修补的时机、气候条件以及路面等级来确定选用哪种冷补料,比如在南方热带地区,混合料应突出对稳定性的要求;在北方寒冷地区,应强调混合料具有良好的和易性;而在潮湿多雨地区,应该重点要求混合料的耐水性。
参考文献
[1]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].
[2]晓闻.冷铺沥青混合料的研究[M].北京:人民交通出版社,1955.
冷补沥青 篇5
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
[1]延西利, 金晓晴, 李金永.LB冷拌冷铺沥青及其路面修补技术研究[J].公路, 2005, (8) :148-151
[2]任永利.HU-L冷补沥青混合料在高等级公路沥青路面养护维修中的应用[J].广东公路交通, 2003 (4) :11-12, 23
[3]张肖宁.沥青路面施工质量控制与保证[M].人民交通出版社.2009
冷补沥青 篇6
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
[1]中华人民共和国行业标准.公路集料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2000:9-157.
[2]中华人民共和国行业标准.JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2005:17-95.
[3]中华人民共和国行业标准.JTJ052-2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2000:25-411.
[4]王宏军.冷铺沥青混合料的材料及强度形成机理[J].中国西部科技,2004(8):62-64.
[5]张新天,高金歧.沥青路面冷补材料与应用技术的研究[J].北京建筑工程学院学报2004,20(1):22-26.
[6]毛玮芸.冻土地区沥青路面冷补材料路用性能研究[D].西安:长安大学,2005.
[7]Ali Topal,Burak Sengoz.Determination of fine aggregateangularity in relation with the resistance to rutting of hot-mix asphalt.Construction and Building Materials,Vol19,No.3.2005.155-163.
[8]J-F.Masson,P.Collins,M.Lowery.Temperaturecontrol of hot-poured sealants during the sealing of pave-ment cracks.Construction and Building Materials,Vol19,No.7.2005.423-429.
冷补沥青 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
[1]王飞跃, 梅兴民.道路路面维修改造就地冷再生技术应用[M].黄河水利职业技术学院学报, 2005, (01) :34-35, 40.
[2]范昌才.浅谈冷再生基层强度控制要点[M].淮北职业技术学院学报, 2010, (05) :117-119.
[3]蒋东方, 丁满琪.太湖大道三渣底基层冷再生研究[M].徐州建筑职业技术学院学报, 2005, (03) .
[4]黎建生.冲击压实改造技术在广韶高速公路旧水泥面板大修中的应用[M].广东交通职业技术学院学报, 2008, (02) :1-4.