常溫瀝青混合料對水泥路面維修的探討

李文忠

（雞西市公路管理處）

1 冷補材料強度形成過程

冷補材料的強度形成過程和熱瀝青混合料的強度形成過程有所不同。熱瀝青混合料用的瀝青是熱塑性的,當瀝青的溫度降到常溫時混合料的強度就完全形成。而冷補瀝青混合料的瀝青經(jīng)過改性后,已經(jīng)不是完全的熱塑性,混合料的強度形成過程有一個緩慢的過程。混合料被攤鋪、碾壓時具有可塑性、流動性,能被擠壓至坑槽中不規(guī)則的地方,在行車和空氣的作用下使一部分溶劑揮發(fā),瀝青逐步變稠,混合料顆粒之間的分布更加緊密,空隙率減小,礦料相互的黏結更加牢固,混合料的密實度增大,對路面軟的感覺會逐漸消失。這一過程一般需要7～10 d的時間,此后強度還會逐步增加,隨時間的推移,其變形和強度會逐步穩(wěn)定,達到或超過熱瀝青混合料冷卻后的性能。此外,混合料的變硬、強度形成和趨于穩(wěn)定的遲早與很多原因有關,如外因：氣溫、車流量、鋪筑層的厚度；內因如：使用的稀釋劑類型和數(shù)量、采用集料的級配類型等。當氣溫高、車流量大、鋪筑層薄、集料級配粗和稀釋劑的揮發(fā)速度快、稀釋劑加入量少時,冷補料的強度形成會更快一些。

在最初冷補混合料被碾壓成型后,即可開放交通,且能保持穩(wěn)定、不松散、不脫落,路面盡管有軟的感覺,但并不影響使用性能,類似在炎熱的夏天,一般瀝青混合料路面均有發(fā)軟現(xiàn)象,但并不影響路面的正常使用。主要原因在于,冷補混合料的強度由兩部分構成：一是由于改性瀝青自身的黏結性和黏附性及與礦料相互作用而形成的混合料的內聚力和黏附力所構成,它們使得礦料顆粒間不易分離,形成整體,也使混合料與原表面有較高的粘著力而不易剝離、推移；二是由混合料經(jīng)碾壓后由于礦料顆粒間的嵌擠、鎖結作用而形成的混合料的內摩擦阻力所構成。冷補混合料這兩部分力就構成其初期強度,并足以抵抗車輛荷載的作用。

2 冷補材料的檢驗

在生產(chǎn)初期和生產(chǎn)過程中,應對生產(chǎn)的成品料進行現(xiàn)場測試。

現(xiàn)場測試包括：（1）水剝離試驗,將充分攪拌后的成品料浸入水中,仔細觀察、尋找未完全裹覆或剝離的集料,如果發(fā)現(xiàn)有未完全裹覆或剝離的集料,應重新設置瀝青流量,增加瀝青量0.25％,然后重新生產(chǎn)并取樣試驗,直到滿足要求。（2）滾動試驗,此試驗用于控制瀝青的最小用量。取少量新制成的成品料,放在一張紙巾上,試圖產(chǎn)生像圓木一樣的滾動,察看其連接情況是否良好,如果破碎,說明瀝青量偏少,應增加瀝青量0.25％,然后重新生產(chǎn)并取樣進行試驗,直到滿足要求。（3）紙跡試驗,此試驗用于控制瀝青的最大用量。取少量新制成品料,自然放置在一張紙巾上,觀察殘留在紙上的痕跡,正常痕跡應為殘留在紙上的黑色斑點。如果出現(xiàn)嚴重的墨跡,說明瀝青加入量偏多,應減少瀝青加入量0.25％,然后重新生產(chǎn)并取樣進行試驗,直到滿足要求。

實驗室試驗包括：（1）瀝青抽取試驗,瀝青抽取試驗參照ASTM-2172標準執(zhí)行,其合格范圍為3％～7％。（2）抗剝離試驗,將冷補瀝青料50 g投入裝有400ml蒸餾水的燒杯中,沸騰后加熱3min,并每秒鐘攪拌一次,其合格值為：95％以上的液體改性瀝青保護層不會溶解。此試驗取樣的樣品應為生產(chǎn)后放置48 h后的成品。（3）使用效能試驗,在松散狀態(tài)下,取冷補瀝青料平鋪在鑄鐵平鍋上（未壓實）,厚度為50mm,然后將其放入較冷房間或冰柜內,溫度為-10℃（其中夏季配方為15℃、春秋季為5℃）,恒溫放置24 h后,在瀝青料保持在較冷房間或冰柜的條件下,用鋁勺刺入使其重新混合,如樣品容易刺入,而且能以很小的團塊混合,說明使用效能良好。（4）粘結試驗,取兩份冷補混合料,每份1 200 g放入標準的馬歇爾鑄模內,用馬歇爾標準錘子（4.5 kg）從457mm的垂直高度錘擊每一邊5次,這樣壓緊的部分保留在鑄模內,其他部分被擠壓出來。單獨把壓緊的試塊放在篩網(wǎng)上,前后晃動濾網(wǎng)20次（大約每秒一次）,然后放在桌子邊緣10秒,并留有空隙使樣品碎片通過篩孔,輕擊篩孔,打開蓋,篩中的樣品落入蓋中,稱出所剩重量。用所稱的剩余物重量除以原有重量,確定殘留物的平均百分比,其合格范圍為60％以上。

3 冷補瀝青材料儲存與管理

冷補瀝青料能在室內通風或室外無覆蓋的條件下儲存。為保持其松散性和儲存壽命,建議其最少儲量為20～30 t（密閉容器或塑料袋包裝有利于更好的儲存與銷售）。存放場地應為堅硬的水泥混合料或瀝青混合料地面,通常露天存放成“金字塔”狀,并遠離易燃物品或高氧化度物料,避免雨水或雪水積存。

液體改性瀝青在常溫下桶裝密封儲存,可存放兩年以上,應將桶存放在陰涼處或通風的倉庫內,不能放置在陽光下,以防受熱膨脹將桶脹裂,并遠離易燃物品及高氧化度物料。待使用時,可用導熱油管緩慢加熱（導熱由溫度宜＜140℃）,不可用明火加熱。用立式、帶側面攪拌器的油罐最為合適。長期存放時,儲存溫度不可＞60℃；常溫存放,可存放兩年以上；待使用時,要緩慢加熱,溫度上升、粘度降低后,方可打開攪拌器。建議用專用的瀝青罐儲存液體改性瀝青,以防與其他瀝青的交叉污染,影響產(chǎn)品質量。

液體改性瀝青添加劑在常溫下桶裝密封儲存,可存放兩年以上,應將桶存放在陰涼處或通風的倉庫內,不能放置在陽光下,以防受熱變質,并遠離易燃物品及高氧化度物料。

4 冷補材料的施工工藝與進度

JK-10冷補材料推薦的修補深度規(guī)格最小修補深度26mm,經(jīng)濟修補深度29～52mm。

適用于公路裂縫、橋梁伸縮縫、公路面層、市政開槽面層及較淺坑穴的修補及一般城市道路人行道面層修補。

JK-13冷補材料推薦的修補深度規(guī)格最小修補深度38mm,經(jīng)濟修補深度為40～72mm。

適用于高等級公路面層、一般公路、城市道路、市政開槽面層、底層及坑穴修補。

推薦的使用季節(jié)與溫度：

冬季配方11～3月份,使用溫度范圍-30～50℃,夏季配方4～10月份,使用溫度范圍10～50℃,具體應根據(jù)當?shù)貙嶋H氣候條件情況,由用戶自行調整。

材料的施工：

一般修補應將待修補的坑穴內及四周的碎石、廢碴清理干凈,坑穴內不得存在泥漿、冰塊等雜物。高速公路、市政掘路工程的修補,被修補的洞穴、溝槽應有整齊的切邊,廢碴的清除要見到固體面為止。把足夠的冷補瀝青料填進坑穴內,直到填料高出地面1.5 cm左右,高速公路和一般公路修補,其冷補瀝青料的投入量可增加20％～10％左右。填滿坑穴中央應高于四周面并呈弧形。如路面坑穴破損深度在5 cm以上時,填補工作應以每3～5mm為一層,分層填補,逐層壓實。

修補路面縱、橫、斜斷板時,用切縫機按照裂縫各部位破損的寬度目測切割、切割深度按照實際破損深度而定,切完后,裂縫變?yōu)橛幸?guī)則的幾何圖形（不得有局部破損殘留）。用風鎬清除破損部分,深度一般約6 cm左右,嚴重的10 cm以上鑿完后用空壓清縫機或汽油吹風機清除碎石和粉塵,然后填入修補材料,直到填料高出地面1.5～2.5 cm左右（根據(jù)裂縫深度的不同而定預留高度）。

鋪設均勻后,根據(jù)實地修補環(huán)境、修補面積大小和深度,選擇適當?shù)膲簩嵐ぞ吆蛪簩嵎椒ㄟM行壓實。一般采用平板振動夯或人工手錘進行夯實,夯實完成后可在表面均勻地撒上一層石粉或細砂,并用清掃工具來回清掃,以使細料填滿表面空隙。修補完的坑穴表面應光潔、平整、無輪跡,坑穴四周和邊角一定要夯實,無松散現(xiàn)象,普通修補壓實度要達到93％以上,高速公路修補壓實度要達到95％以上。

冷補瀝青混合料適用于任何天氣和環(huán)境,在雨雪天氣和潮濕坑槽均可施工,防水性能好。施工簡便,修補時無需粘層油,備料可隨用隨取,具有極強的抗老化性能和粘結性,修補后的坑槽不易產(chǎn)生脫落、龜裂等不良現(xiàn)象,不需要重復修補即可保持路面平整。儲存時間可達2年以上。

5 冷補材料維修的質量控制與評定

首先,是冷補料瀝青質量的控制,如瀝青質量差,維修后強度始終上不來,這樣造成破損部位在車輪的碾壓下,上部冷補材料松動脫落,產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。因此必須控制檢驗冷補材料的質量是尤為重要的。

其次,破損部位切割時的技術控制,擴大切割會造成材料的浪費,過小切割又不能保證破損部位全部切除（會增長破損的蔓延）,因此,要熟練掌握切割技術,就要在實際工作中進行放樣,直至達到熟練的切割技術為止。

再其次是維修四周和邊角的夯實程度,按養(yǎng)護技術規(guī)范達到設計的夯實實度。

最后,檢查維修表面的密實度,撒上礦粉或細砂后,是否填滿維修表面空隙。

工序全部完成后,可隨時開放交通,通過車輪荷載的作用來評價維修部位的質量等級。