冷補瀝青混合料的文獻綜述

1、1研究意義公路，在現(xiàn)代交通運輸業(yè)中，發(fā)揮著不可或缺的作用，是聯(lián)系各個地區(qū)的重要紐 帶。而采用瀝青混合料鋪設(shè)的路面，其平整性良好，行駛平穩(wěn)，噪音低，是目前 公路建設(shè)中的重要材料，目前仍未找到其他性能更好的材料可以替代瀝青混合料 用于公路路面鋪設(shè)。但是，由于瀝青老化、溫度應(yīng)力以及長期荷載作用等原因， 瀝青混合料路面總是難以避免松散、開裂、破壞、坑洼與坑槽等問題，不僅影響 著道路的正常使用，更嚴重危害著交通安全。因此，瀝青混合料路面養(yǎng)護成為當 前公路建設(shè)工作中的一大課題。目前，瀝青混合料路面的修補方式主要采用熱拌瀝青混合料。然而，熱拌瀝青混 合料具有以下幾個缺點：其生產(chǎn)與加工工藝要求較高，通常需要在

2、瀝青拌合場事先拌制完成，不利于破 損路段的修補；拌制完成后，應(yīng)用運料車運往施工現(xiàn)場。運輸期間，混合物要防雨、防污染， 還應(yīng)保證混合料溫度，避免出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。由于路面修補工作中，瀝青用量較小， 這一點對于遠距離、多地點的路面修補極為不利，極大地影響了路面修補質(zhì)量； 此外，熱拌瀝青對施工技術(shù)的要求也較高。不僅如此，在天氣寒冷甚至常年冰凍的地區(qū)，熱拌瀝青混合料施工極為困難，尤 其是在雨雪天氣。而在這樣的地區(qū)，由于不能對路面破損區(qū)域及時修補，導(dǎo)致雨 雪通過裂隙下滲，使基層含水量過大，再由于寒冷天氣產(chǎn)生不均勻凍脹，往往會 對路面帶來更嚴重的二次破壞。由于上述原因，一種新型材料應(yīng)運而生，它可以克服熱拌瀝青

3、混合料的以上缺點， 這便是冷補瀝青混合料。與熱拌瀝青混合料相比較，冷補瀝青混合料無需加熱， 對運輸、施工溫度要求低，適用范圍廣，在各個地區(qū)，各個季節(jié)均可使用。除此 之外，冷補瀝青混合料施工簡便，對施工技術(shù)要求也較熱拌瀝青混合料低，減輕 了工人的負擔(dān)，同時它在施工過程中造成的環(huán)境污染更是遠遠小于熱拌瀝青混合 料?？梢娎溲a瀝青混合料能帶來良好的社會經(jīng)濟效益，發(fā)展前景極為可觀，因此，對于冷補瀝青混合料的研究，具有十分重要的意義。2國夕卜研究背景和發(fā)展脈絡(luò)為了使路面養(yǎng)護工作簡單化，早在上個世紀二、三十年代起，很多國家便開始了 對冷補瀝青混合料的研究。其中，以前蘇聯(lián)與美國的研究最具有代表性。瀝青結(jié) 合料

4、的選取，大都以乳化瀝青與稀釋瀝青為主。乳化瀝青是瀝青和乳化劑在一定工藝作用下，生成水包油或油包水（具體誰包誰 根據(jù)乳化劑的種類而定）的液態(tài)瀝青。乳化瀝青是一種通常在高溫條件下使用的 道路瀝青，經(jīng)過機械攪拌和化學(xué)穩(wěn)定的方法（乳化），擴散到水中而液化成常溫 下粘度很低、流動性很好的一種道路建筑材料?？梢猿厥褂?，也可以和冷、潮 濕的石料一起使用。稀釋瀝青是用汽油、煤油、柴油等溶劑將石油瀝青稀釋而成的瀝青產(chǎn)品，也稱輕 制瀝青。該瀝青的軟化點高，在溶劑中不易溶化，溶融溫度亦較高。采用稀釋瀝青作為結(jié)合料的主要以前蘇聯(lián)為代表。前蘇聯(lián)在二十世紀50年代開始對冷補瀝青混合料進行研究，其主要采用稀釋瀝 青作為結(jié)

5、合料。前蘇聯(lián)推崇的是在瀝青混合料中采用較高的礦粉用量，常常高達 15%30%。他們的研究認為，為了保證混合料具有一定的強度、耐水性、耐熱性、 與耐凍性，需要在冷補瀝青混合料中加入適量的稀釋瀝青，而對于液體瀝青制 備的瀝青混合料來說，其礦料表面形成的瀝青膜與用粘稠瀝青作為結(jié)合料制作的 混合料相比要薄很多。因此，為了使混合料的瀝青膜達到一定厚度，獲得較大的 粘結(jié)力，保證路面的耐熱性與抗裂性，需要加大礦粉的用量。他們遵循的一個原 則便是，瀝青越稀薄，越要加大礦粉用量。因為礦料用量多，壓實性好，壓實后 不易出現(xiàn)松散現(xiàn)象，這便是他們制作的冷補瀝青混合料的優(yōu)點。但與此同時，這 種混合料鋪成的路面表面會比一

6、般瀝青混合料所鋪成的路面光滑，不容易達到應(yīng) 有的粗糙度。而且，由于礦粉用量大，其制作成本也較為高昂。英國為代表的幾個國家則采用乳化瀝青作為結(jié)合料。位于愛丁堡的Heriot-Watt大學(xué)對乳化瀝青混合料進行了長達六年的研究。其研 究成果顯示，若采用開式粗級配瀝青混合料，就可以使乳化瀝青混合料完全裂解， 然而這樣會使它的勁度模量和抗疲勞特性都很低，除非采用改性瀝青制作的乳化 瀝青。這樣的乳化瀝青混合料，其力學(xué)性質(zhì)是由骨料結(jié)構(gòu)控制的，需要很高的壓 實能量。同時，若采用細的密級配混合料可能不會使乳化瀝青完全裂解，但是其 可能具備相對較高的勁度模量。其力學(xué)性質(zhì)由構(gòu)成材料的基本結(jié)構(gòu)的瀝青膠砂控 制，它的鋪

7、筑需要使用重型壓實荷載。當采用改性瀝青作為結(jié)合料時，冷補混合 料能夠獲得接近于一般熱拌瀝青混合料的路用性能。同時，英國還開展了對永久 性冷鋪路面材料的研究另外，美國、南非、澳大利亞等還利用泡沫瀝青和回收再利用的瀝青做冷鋪路面 材料。3.國內(nèi)現(xiàn)狀隨著國家的經(jīng)濟發(fā)展與基礎(chǔ)設(shè)施的逐漸完善，我國的學(xué)者以及相關(guān)部門也著手對 冷補瀝青混合料進行了研究并投入實踐。多方資料顯示，黑龍江、遼寧、上海以 及河北等地的公路、市政、科研部門及高校都曾在此方面做過一定的研究與實踐。 該種材料的優(yōu)越性，已得到廣泛認同，但由于技術(shù)方面的一些困難，所以在推廣 方面仍有所欠缺。目前較為成熟的產(chǎn)品有：山西唐太（TT）牌冷補瀝青混

8、合料、四川LB冷補瀝青 混合料和長安大學(xué)HU-L冷補瀝青混合料。同濟大學(xué)曾對冷補瀝青混合料強度形成機理做過比較系統(tǒng)的理論分析，指出冷補 瀝青混合料本質(zhì)上是以瀝青為介質(zhì)的粘結(jié)體系，其粘結(jié)力主要來源與瀝青的分子 作用，在充分濕潤的情況下，瀝青分子的稠密程度是決定粘結(jié)力大小的主要因素。 另外，升溫和施加壓力都有利于瀝青分子熱布朗運動的加強，粘結(jié)溫度越高，時 間越長，壓力越大，擴散作用越強，因擴散作用導(dǎo)致的粘結(jié)力就越大，所以，冷 補瀝青混合料的性能與瀝青密切相關(guān)。同時根據(jù)大量的室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，指出冷補 瀝青混合料的性能主要與瀝青粘度、礦粉用量、瀝青膜厚度、瀝青品種等因素有 關(guān)。礦粉用量不宜過小或過大，以

9、免損害壓實性能，其用量應(yīng)控制在10%15%的 范圍內(nèi)；由于瀝青材料本身的局限性，有必要采用改性瀝青。1山西TT牌冷補瀝青混合料，分為低溫型與高溫型兩種，兩種都是密級配AC-13I 型。它采用的TT牌SBS改性瀝青冷補瀝青結(jié)合料是將基質(zhì)瀝青用SBS改性，同 時添加一些輕質(zhì)油份和溶劑稀釋，使其在常溫下可以保持液態(tài)，當需要混合料成 品時，只需在常溫下按照相應(yīng)配合比，將冷補瀝青結(jié)合料與石料拌合至無花白料 即可。四川LB冷補瀝青混合料，屬于溶劑型冷補瀝青混合料，主要組成材料為集料、 礦粉、基質(zhì)瀝青、有機溶劑、還原劑以及外加劑(含改性劑)。LB瀝青結(jié)合料根 據(jù)用途的不同選用不同標號的基質(zhì)瀝青進行制備，相應(yīng)

10、制備的；B瀝青結(jié)合料分 為LB-G、LB、LB-D三種系列，分別適用于高速公路、非低溫地區(qū)一般公路與低 溫地區(qū)一般公路LB瀝青結(jié)合料中的添加劑是一種化工復(fù)配材料，其作用主要 是促使LB瀝青結(jié)合料中溶劑的揮發(fā)，在溶劑逐漸揮發(fā)后，原基質(zhì)瀝青的物理性 質(zhì)得到還原和提高。長安大學(xué)HU-L冷補瀝青混合料，是使用HU-L型冷補瀝青改性劑對瀝青進行改性 制得冷補瀝青結(jié)合料，然后再與石料混合而成。HU-L冷補瀝青混合料的改性劑 為棕色油狀、有粘性感、略帶有刺激性氣味的粘稠液體，易揮發(fā)、沉淀，需密封 保存，是西安公路交通大學(xué)的科研成果。HU冷補改性劑直接約基質(zhì)瀝青拌合就 可以達到稀釋瀝青和改性瀝青的雙重功效，其

11、比例是：瀝青 8085%，改性劑 1520%。拌制好的混合料如存放時間較長或用于冬季修補路面，應(yīng)提高改性劑用 量。4.總結(jié)冷補瀝青混合料由于其易于保存，便于施工，適用范圍廣泛等優(yōu)點，近年來在國 內(nèi)得到廣泛關(guān)注與應(yīng)用。尤其在路面養(yǎng)護修補方面，與熱拌瀝青混合料相比較， 其各方面優(yōu)越性更顯突出。由于我國研究起步較晚，距國際先進水平還有一定距 離。然而在國內(nèi)許多專家學(xué)者的努力之下，已經(jīng)取得了一定的研究成果，但其廣 闊的應(yīng)用前景，仍具有巨大的研究價值，是一個能夠帶來良好的社會經(jīng)濟效益的 課題。參考文獻1楊揚，劉海蘋.冷補瀝青混合料強度研究J.黑龍江工程學(xué)院學(xué)報，2008, 22(3):11-13. DOI:10.3969/j.issn.1671-4679.2008.03.004.