浅谈冷补沥青混合料

1.冷补沥青混合料的组成

1.1沥青材料

采用普通重交通石油沥青，沥青的用量一般为5％左右。如果沥青含量多，则集料周围自由沥青较多，很容易粘结成块，且不能拍打松散，如果沥青含量较少，集料表面不能充分被沥青包裹，则混合料的粘结性较差，修补后不能粘结成整体而容易松散。但是乳化沥青的粘接性差，不适合用作冷补料的结合料。

1.2集料

集料主要由石灰石、玄武石、花岗石等砂和碎石组成，应保持洁净、干燥、无风化、无杂质，具有良好的颗粒形状，相关指标达到路面用集料技术标准。级配范围较宽，没有太大的限制，但以粗集料为主，细集料相对较少，少用甚至不用矿粉，而沥青用量并不明显减少。为保证混合料的疏松性和压实性，可通过调节沥青结合料的黏度和用量来解决。集料各种粒径的配合比根据修补坑槽的深度不同而不同，其配合比与热拌沥青混合料的集料配合比基本相同。

1.3稀释剂

低温混合料具有贮藏并能在低温下进行施工的原理是：在沥青中加入一定量的稀释剂后，沥青的粘度暂时降低，用其拌制的混合料短时间内不致硬化，保持着良好的施工性能，在施工后随着稀释剂的挥发，混合料的强度逐渐增加。显然，生产冷补沥青混合料的技术关键是稀释剂的选择。稀释剂一般选用柴油、煤油、航空煤油、轻油和植物油中的一种或两种作为溶剂油。稀释剂的选择通常有如下要求：石油沥青具有较大的溶解能力；有适当的挥发性；周围环境及人体无害。

1.4冷补添加剂

冷补添加剂是一种改性剂，一般属于厂家专利所有，其成份一般多为树脂类高分子化合物，主要作用就是使沥青改性，弥补因沥青稀释后所失去的一些路用性能。冷补添加剂不分类型，一般是靠稀释剂用量的多少来控制冷补沥青混合料是常温型的还是低温型的。用户使用时只需按厂家说明各项材料用量，冷补添加剂、稀释剂、基质沥青和矿料拌和，就可制得相应类型的成品混合料。

2.冷补沥青混合料的强度形成机理

冷补沥青混合料的变硬、强度形成很多因素有关，如沥青用量，稀释剂类型、集料级配类型、气温、车流量、修补时间。比如：加入柴油可改变沥青的流动性；添加改性剂，有利于提高混合料的粘结性，增强使用初期的稳定性；添加增水剂，有利于混合料抵抗雨水的侵蚀，并有利于在潮湿状态下紧急修补使用；添加催干剂，能使混合料颗粒表面的沥青膜适当地干燥，保持混合料的疏松性。在混合料摊铺后，随着添加剂的挥发，沥青变得越来越稠，沥青混合料间的粘聚力也随之提高，随着碾压的进行，集料之间排列更加紧密，内摩阻力逐渐增大，混合料的强度由此而形成。

当混合料在路面上摊铺压实后，其强度可以认为由下面两种因素形成：一是由于改性沥青自身的粘结性和粘附性及与矿料相互作用而形成的内聚力和粘附力所构成，使得矿料颗粒间不易分离，形成整体，也使混合料与原表面有较高的粘着力而不易剥离、推移；二是由于混合料经碾压后矿料颗粒间的嵌挤、锁结作用而形成的混合料的内摩擦阻力所构成。冷补沥青混合料这两部分力就构成其初始强度，并足以抵抗车辆荷载的作用。因此，沥青用量和级配影响着冷补沥青混合料的初始强度和最终的成型强度。

冷补沥青混合料摊铺好之后，随着时间、外界环境、车辆荷载等的作用，稀释剂不断挥发，挥发速度由快渐慢，这样矿料表面的沥青因分子间的作用力逐渐增大而相互溶合，沥青的粘度由小变大，粘聚力值处于不断增大的状态，使得混合料成为一个更加牢固的整体，随着往来车辆的轮载作用而逐渐压实最终完全成型。这样，粘聚力的增长大小、快慢决定了混合料的最终强度和成型时间。

3.冷补沥青混合料性能的评价方法

3.1粘附性试验

因冷补沥青混合料初期强度低，空隙率大，所以其抗水损害的能力比较弱。要想提高冷补沥青混合料抗水损害的能力，冷补沥青液与集料之间就要有良好的粘附性。对于常温型和低温型，都可以采用水煮法来检测沥青与集料之间的粘附性。

3.2冷补沥青混合料马歇尔强度试验

冷补沥青混合料在刚刚铺筑时，尚未完全成型，应具有一定的初始强度和刚度来承受车轮荷载。虽然马歇尔试验方法有它的局限性，但它已被各个国家广泛应用，且试验简单易行，可用来间接评价沥青混合料的初始强度。

随着时间和外界环境的影响，沥青混合料当中的溶剂不断挥发，并在车轮的作用下进一步压实成型，它的强度将会不断增长，大约在几个月以后其强度才能完全成型，因此，还需对完全成型后的路面进行马歇尔试验测量其强度。

3.3冷补沥青混合料的水稳定性和车辙试验

为了分析不同冷补沥青混合料的抗水损害的能力，还应测量其水稳定性，对于常温型和低温型冷补沥青混合料都可以采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。

由于马歇尔稳定度和流值试验与路面的长期使用性能无关，不能作为对抗车辙能力的指标，不能全面评价混合料在高温下受频繁车轮荷载作用的变形特性，因此采用车辙试验作为评价高温稳定性的主要方法。对于低温型冷补沥青混合料在评价其抗车辙性能时也同常温型冷补沥青混合料的评价方法相同，即采用车辙试验。

3.4低温型冷补沥青混合料的低温工作度试验

对于常温型冷补沥青混合料，不存在低温工作度问题。但对于低温型冷补沥青混合料，就是混合料在0℃以下时不仅要具有疏松性，又要有粘结性，因此，需要对低温型冷补沥青混合料进行低温工作度试验。目前，对于低温条件下的混合料的施工和易性尚没有统一的评价方法，借鉴了国外关于混合料施工和易性的一些方法，提出了如下方法：

将2kg沥青混合料用塑料袋包裹起来，然后一起放进-10℃的冰箱中保持24小时。取出后用放入装有扭矩测量装置的拌锅，测量其拌合过程中产生的扭矩大小，若产生扭矩较小且混合料没有或很少发生凝聚结块现象时，则说明此混合料有良好的低温工作性质，适宜于在冬季寒冷条件下使用。

参考文献：

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