冷补使全天候修补成为现实

   随着我国经济的高速发展而带来的交通量迅速增长、车辆大型化、超载严重等问题，使沥青混凝土路面面临严峻的考验。路面养护工程量越来越大，对养护技术的要求也越来越高，研制开发能快速、全天候修补路面的新材料、新技术以适应公路发展的需要已势在必行。 　　冷补沥青混合料适用于任何天气和环境，在雨雪天气和潮湿坑槽均可施工，防水性能好。施工简便，修补时无需粘层油，备料可随用随取，具有极强的抗老化性能和粘结性。修补后的坑槽，不易产生脱落、龟裂等不良现象，不需要重复修补即可保持路面平整。贮存时间可达2年以上。生产简单，可直接利用传统的热拌设备在当地生产。修补后无需封闭交通，可大大缓解因道路修补施工而造成的交通压力。可根据实际用量随时取用，剩余材料能继续使用，避免了材料浪费，有利于环境保护。 　　生产工艺 　　液体改性沥青是生产冷补沥青料的原料，由液体改性沥青添加剂、道路沥青和柴油按一定比例混合而成，可利用传统热拌沥青搅拌设备按一定工艺与集料混合制成沥青冷拌料，其配比有冬季、夏季两种，并可根据客户要求配置特殊配方，以满足不同气候条件的使用要求。常温下呈液态，有轻微石油气味，不溶于水，闪点177℃、沸点145 ℃～375℃，性质稳定。 　　在液体改性沥青的生产过程中，加热温度为80℃～120℃，严禁超过120 ℃。加热采用导热油或水浴方式，严禁使用明火直接加热。集料含水量≤4％时，可不需要加热或微热；当集料含水量>4％时，应先将集料在正常温度下烘干或加热到60℃ 左右，不得超过80℃。生产中原则上以粒径4.75mm以下的集料范围变化趋势进行相应的调整，每0.25％为一个调整范围。 　　其工艺流程为：检查设备→连接各种管路→配制液体改性沥青并保温→设定油石比→集料配料与上料→试生产30～120秒→取样测试分析（水剥离、纸迹试验、滚动等试验）→依据分析结果调整配合比→合格后正式生产（抽检）→ 停机→将成品料堆成金字塔状。新生产的成品料必须放置两天后才能使用或冷却后装袋存放。 　　集料由石灰石、玄武石、花岗石等组成，应保持洁净、干燥、无风化、无杂质，具有良好的颗粒形状，细长扁平颗粒含量≯20％、含水量≯4％、泥沙含量≯2％、压碎值≯30、磨耗损失≯30％。 　　检验 　　在生产初期和生产过程中，应对生产的成品料进行现场测试。测试包括：（1）水剥离试验，将充分搅拌后的成品料浸入水中，仔细观察、寻找未完全裹覆或剥离的集料，如果发现有未完全裹覆或剥离的集料，应重新设置沥青流量，增加沥青量0.25％，然后重新生产并取样试验，直到满足要求。 　　（2）滚动试验，此试验用于控制沥青的最小用量。取少量新制成的成品料，放在一张纸巾上，试图产生像圆木一样的滚动，察看其连接情况是否良好，如果破碎，说明沥青量偏少，应增加沥青量0.25％，然后重新生产并取样进行试验，直到满足要求。（3）纸迹试验，此试验用于控制沥青的最大用量。取少量新制成品料，自然放置在一张纸巾上，观察残留在纸上的痕迹，正常痕迹应为残留在纸上的黑色斑点。如果出现严重的墨迹，说明沥青加入量偏多，应减少沥青加入量0.25％，然后重新生产并取样进行试验，直到满足要求。 　　实验室试验包括：（1）沥青抽取试验，沥青抽取试验参照ASTM-2172标准执行，其合格范围为3～7％。（2）抗剥离试验，将冷补沥青料50克投入装有400ml 蒸馏水的烧杯中，沸腾后加热3分钟，并每秒钟搅拌一次，其合格值为：95％以上的液体改性沥青保护层不会溶解。此试验取样的样品应为生产后放置48小时后的成品。（3）使用效能试验，在松散状态下，取冷补沥青料平铺在铸铁平锅上（未压实），厚度为50mm，然后将其放入较冷房间或冰柜内，温度为-10℃（其中夏季配方为15℃、春秋季为5℃），恒温放置24小时后，在沥青料保持在较冷房间或冰柜的条件下，用铝勺刺入使其重新混合，如样品容易刺入，而且能以很小的团块混合，说明使用效能良好。（4）粘结试验，取两份冷补混合料，每份1200克放入标准的马歇尔铸模内，用马歇尔标准锤子（4.5KG）从457mm的垂直高度锤击每一边5次，这样压紧的部分保留在铸模内，其他部分被挤压出来。单独把压紧的试块放在筛网上，前后晃动滤网20次（大约每秒一次），然后放在桌子边缘10秒，并留有空隙使样品碎片通过筛孔，轻击筛孔，打开盖，筛中的样品落入盖中，称出所剩重量。用所称的剩余物重量除以原有重量，确定残留物的平均百分比，其合格范围为60％以上。 　　冷补沥青材料储存 　　冷补沥青料能在室内通风或室外无覆盖的条件下储存。为保持其松散性和储存寿命，建议其最少储量为20~30吨（密闭容器或塑料袋包装有利于更好的储存与销售）。存放场地应为坚硬的水泥混凝土或沥青混凝土地面，并远离易燃物品或高氧化度物料。 　　液体改性沥青在常温下桶装密封储存，可存放两年以上，应将桶存放在阴凉处或通风的仓库内，不能放置在阳光下，以防受热膨胀将桶胀裂，并远离易燃物品及高氧化度物料。待使用时，可用导热油管缓慢加热（导热由温度宜 <140℃），不可用明火加热。用立式、带侧面搅拌器的油罐最为合适。长期存放时，储存温度不可>60℃；常温存放，可存放两年以上；待使用时，要缓慢加热，温度上升、粘度降低后，方可打开搅拌器。建议用专用的沥青罐储存液体改性沥青，以防与其他沥青的交叉污染，影响产品质量。 　　液体改性沥青添加剂在常温下桶装密封储存，可存放两年以上，应将桶存放在阴凉处或通风的仓库内，不能放置在阳光下，以防受热变质，并远离易燃物品及高氧化度物料。 　　应用 　　冷补沥青料的修补深度如下表： 规格 最小修补深度（mm） 经济修补深度（mm） 备注 LB-10 26 29～52 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 LB-13 38 40～72 适用于高等级公路面层、一般公路和城市 道路面层、底层及坑穴修补 　　一般修补应将待修补的坑穴内及四周的碎石、废碴清理干净，坑穴内不得存有泥浆、冰块等杂物。高速公路、市政掘路工程的修补，被修补的洞穴、沟槽应有整齐的切边，废碴的清除要见到固体面为止。 　　把足够的冷补沥青料填进坑穴内，直到填料高出地面1.5cm 左右，高速公路和一般公路修补，其冷补沥青料的投入量可增加20％～10％左右。填满坑穴中央处应稍高于四周路面并呈弧形。如路面坑穴破损深度在5cm以上时，填补工作应以每3～5mm为一层，分层填补、逐层压实。 　　铺设均匀后，根据实地修补环境、修补面积大小和深度，选择适当的压实工具和压实方法进行压实。压实完成后可在表面均匀地撒上一层石粉或细纱，并用清扫工具来回清扫，以使细料填满表面空隙。 　　修补完的坑穴表面应光洁、平整、无轮迹，坑穴四周和边角一定要压实、无松散等现象，普通修补压实度要达到93％以上，高速公路修补压实度要达到95％以上。 　　经测算，每吨国产冷补料成本约220元，比国外的880元/吨降低成本660元/ 吨，一个公路局年需修补料约2万吨，如果使用冷补料占1/5即4000吨，则可节约264万元，全省乃至其它省份能部分采用，其经济效率就是一个大数目了。冷补沥青混合料适用于修补各种不同类型的道路面层，如沥青混凝土道路、水泥混凝土道路、桥面铺装、停车声场、机场跑道、人行道、公园道路、庭院场地等。应用冷补沥青混合料可以全天候快速、及时修补各种路面病害，保证行车安全、节约材料，减少环境污染，具有明显的社会和经济效益，值得推广应用。傅远辉

水泥上铺沥青技术控制是关键 (发布日期：2004-3-5 21:52:43)  
 鼠标双击自动滚屏 
 
   随着国民经济的发展，道路交通量剧增，汽车轴载日益重型化，许多早期建设的水泥混凝土路面产生了多种破损现象：结构承载能力不足、行车舒适性差、车速难以提高。在近年来县际和农村公路改建和扩建中，为节约工程投资，有效地利用旧水泥混凝土路面，在其上加铺沥青混凝土，以改善其使用性能，但加铺的沥青混凝土常出现反射裂缝，进而导致面层的开裂和剥落，表面水下渗，造成路面损坏。为此，对水泥混凝土路面改造技术需进一步分析研究，加强对其建设质量的控制。 　　旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层是一种特殊的路面结构，其应力、应变特性与一般的弹性层状体系有较大的差别,质量控制涉及到旧水泥混凝土板的处理、反射裂缝的防治、加铺层厚度控制、面层材料的选择、提高路面的抗渗性能等关健环节。 　　旧水泥混凝土板处理 　　旧水泥混凝土板受温度变化影响大，而且旧路面板存在接缝和裂缝，并常常伴有错台、断板、啃边、沉陷、脱空等损坏现象，使得复合结构中奇异部位尤为突出。以旧水泥混凝土路面作基层，应具有足够的强度与适宜的刚度。沥青混凝土路面属柔性路面，面层的强度直接取决于基层的强度，基层强度不足将直接导致面层的破坏。纵观国内水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层设计，最关键的问题是要对旧水泥路面板的处理。首先对其使用状况进行全面彻底的调查，对出现的路面病害、部分结构承载力不足等进行深层次的分析。一般通过人工调查对旧水泥路的病害按段落桩号进行统计，采用探地雷达、弯沉仪对混凝土板的脱空和其结构层的均匀情况、路面承载能力进行检测评价。尤其在传荷能力较差的接缝处，板下脱空影响重大，必须对水泥混凝土路面的处治给予高度重视。其次针对不同种类的病害进行有效的处理。对边角破碎损坏较深和较宽的路面，先用切割机切除损坏部分，然后浇注同标号混凝土;对破损较浅、较窄的，可凿除5cm以上，然后用细石拌制的混凝土混合料填平;对发生错台或板块网状开裂，应首先考虑是路基质量出现问题，必须将整个板全部凿除，重新夯实路基及基层，浇注同标号混凝土;对于板块脱空、桥头沉陷、板的不均匀沉陷及弯沉较大的部位，钻穿板块，然后用水泥浆高压灌注处理。 　　反射裂缝的防治 　　反射裂缝是指下层混凝土板的接逢或裂缝，由于温度和湿度的不断变化与车辆荷载的反复作用，在加铺层的相应位置上产生裂缝。就沥青混凝土路面开裂的原因，可分为两大类，即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。通常是由于旧水泥混凝土路面接缝、裂缝处的竖向和水平位移所致。竖向位移是接缝、裂缝两侧板面由于车辆荷载作用产生的垂直方向的相对位移。水平位移是由于温度或湿度变化引起的水泥混凝土板的胀缩产生的水平方向的位移。水泥混凝土板产生的水平位移，使沥青加铺层在接缝、裂缝处产生较大的拉应力，当拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时，即出现开裂。在温度、湿度应力和车辆荷载的综合作用下，裂缝不断向上发展，反射到加铺层表面。因此，需要对沥青混凝土面层反射裂缝进行综合防治。 　　根据反射裂缝的机理，主要应从结构和材料两方面进行考虑。面层厚度应保证超过10cm，可有效防止受拉疲劳产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力。材料中适当增加沥青用量，减小混合料空隙率，可延缓裂缝的扩展。设计采用应力吸收层，可用APP改性沥青油毡、铺设玻璃纤维格栅加强混凝土的抵抗差动位移（剪切强度）的能力。APP改性沥青油毡贴在旧水泥混凝土板上，有效地防止地表水通过旧水泥混凝土板缝下渗到土基，又能减少地下水通过旧混凝土板间接缝进入加铺层而浸湿加铺结构层材料，防止无机结合料处治的粒料层强度降低，延缓沥青混凝土面层出现剥落和松散。APP改性沥青油毡铺设在旧水泥混凝土板与加铺层之间，能起到应力吸收夹层的作用，并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向，起到了消散水平应变和传递竖向荷载的作用，增强沥青混凝土的整体抗拉强度，延缓反射裂缝的产生。玻璃纤维格栅是国内外公认的可用于减少沥青路面反射裂缝的技术措施。它具有高抗拉强度和弹性模量高的特点，其功能就是增强沥青混凝土的整体抗拉强度，改善铺装层的整体受力状态，减少永久变形，延迟疲劳破坏，防止和减少路面裂缝的产生。此外加强施工控制，保证在制备沥青混合料过程中不使沥青老化和加强碾压，使沥青混合料达到高的密实度，都有助于减少反射裂缝。 　　沥青混凝土加铺层厚度控制 　　沥青混凝土加铺层厚度由行车荷载和防止反射裂缝两个因素控制。旧水泥混凝土路面作为基层，强度较高，其上铺筑沥青混凝土结构层，强度满足行车荷载需要，关健是防止反射裂缝的产生。多年的研究表明，过厚的沥青混凝土面层由于温度影响会产生裂缝。因此，设计厚度标准应与一般的沥青混凝土路面设计一样，在满足承载能力的前提下，路面结构层厚度应有良好的水稳定性和高温强度，沥青混凝土面层应满足使用功能的要求，加铺层厚度首先要满足原路面纵向线型，同时为避免过多的破碎和替换混凝土板，考虑旧路局部地方下沉、部分板翘曲、旧路路面横坡度变化等情况，注意将调坡与路面现有承载力调查法相结合。旧路改造一般采用两层密实型沥青混凝土结构，沥青混凝土面层的最小厚度为8～10cm比较理想，一层为最小厚度5cm的沥青混凝土整平层，一层为4cm左右的抗滑表层，实现与其他沥青路面一样，具有良好的平整度、构造深度和密实度等。 　　沥青混凝土面层材料的选择 　　原材料是影响沥青混凝土质量的根本所在，严格把好进场材料关对沥青混凝土生产质量将产生至关重要的影响。生产沥青混凝土所需材料为沥青、石料、填料。关键的材料沥青要选重交通道路石油沥青、改性沥青，其性能、指标必须符合高等级路面施工要求。集料在沥青混合料中起到一个整体骨架作用来抵抗路面的变形，集料本身的强度特性、集料与沥青的粘附性、集料的棱角性和集料的级配对沥青混凝土路面的强度、高温稳定性和水稳性起决定性作用。石料应结合当地的地材情况，根据路面的使用性能和要求确定。要采用优质石料用先进的锤式破碎机生产。控制石料中的扁平状含量，扁片颗粒含量多会增加石料的表面积和沥青用量，也会降低混合料的抗形变能力。一般选破碎面较多、扁平颗粒较少的石料，并且必须达到洁净、无杂质、无风化，具有良好的颗粒形状，抗压强度应不低于三级，压碎值小于 25%，与沥青材料粘结力不低于三级。矿粉要洁净、干燥、无杂质，有30%能通过0.074mm筛，亲水系数小于1.0，外观无团粒、结块。砂的细度模数为2.3－ 3.0，含泥率小于1%。 　　提高沥青混凝土路面的抗渗性能 　　要保证路面结构的水稳定性和耐久性，预防水破坏是至关重要的。因此，应将路面抗渗性能作为一个重要指标来控制。尤其是粘附性有利于提高抗渗性。采用改性沥青、掺加抗剥落剂、在矿粉中掺加一定量的水泥，对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳性都有明显效果。但要注意不同抗剥落剂与各种石料之间的匹配问题。当选用掺加水泥时，应注意确保施工实际掺加剂量的准确性。此外，要选择适当的级配范围，提高沥青用量及提高4.75～9.5mm规格集料的用量相应地都可以提高混合料的抗渗性能。 　　旧水泥混凝土上加铺沥青混凝土面层，是改造旧水泥混凝土路面行之有效的方法之一，在公路的改建和扩建中大部分地区已普遍采用。虽然目前我国尚未有比较成熟的相关设计规范和方法，对加铺沥青混凝土的板块未提出相应的评价指标，对于特重交通路面结构设计的经验也很不足，但近年来国内许多科研、设计单位面对广大工程改造的迫切需要，在这方面的研究中取得了不少有益的、值得借鉴的经验，成功的关键在于精心设计、精心施工。同样厚度的沥青加铺层，采用不同的沥青材料、不同的结构层，其抗反射裂缝能力就不同。我们要对原有路面破损的成因进行细致的调查和深层次的分析，为材料组成设计和结构组合设计提供可靠的依据。此外，在加铺层施工中必须在试验指导下对整个生产进程实施科学的监测，参照施工技术规范规定的频率进行抽提、筛分和做马歇尔试验，指导拌和站对生产参数作相应的调整，进一步加强设计、施工的质量控制。张政杰