冷補瀝青混合料配合比設計

李青

摘要：冷補瀝青混合料是低溫條件下對瀝青混凝土路面坑槽病害的有效處理方式，具有不受環境因素影響、施工簡便、通車快速、維護成本低、延長道路使用壽命、節能減排等優點。本文先介紹冷補瀝青的組成結構，然后進行其混合料的配合比設計，最后對其性能進行評價。

關鍵詞：冷補瀝青;組成結構;配合比設計

冷補瀝青混合料的出現對于低溫條件下的道路路面松散坑槽系列病害的及時修補，防止路面病害的進一步發展，提高道路使用的安全性和舒適性。

1 冷補瀝青混合料的組成結構

1.1 礦質集料

礦料分為酸性石料和堿性石料，冷補瀝青混合料在修補后由于粗集料的嵌擠作用對初始強度產生很大影響。理想的石料應當100%破碎，幾乎不含細微材料。所以集料要具有充分的嵌擠性和抵抗車轍性能。

1.2 冷補液

1.2.1 基質瀝青

基質瀝青在冷補液中所占比例很大，其質量要符合規范要求，同時標號的選擇要按照公路等級、氣候條件、交通條件等確定。

1.2.2 稀釋劑

基質瀝青中可以加入一種或多種稀釋劑，這取決于路面使用的要求，稀釋劑的添加可使混合料在堆放時處于松散狀態，在修補時具有可壓實性。稀釋劑是影響冷補瀝青混合料的強度的關鍵因素，隨著稀釋劑的揮發，強度逐漸增強，稀釋劑對冷補瀝青混合料在存儲和修補時產生重要影響，稀釋劑的成分與用量也決定著冷補瀝青混合料產品的好壞。

1.2.3 添加劑

添加劑主要作用是彌補瀝青結合料摻入稀釋劑之后缺失的性能，冷補添加劑是一種改性劑，是由多種樹脂類高分子材料組成，可以確保冷補瀝青混合料達到一定的強度，保證修補過程中不會發生礦料脫落等現象。

2 冷補瀝青混合料配合比設計

2.1 原材料的選擇

2.1.1 礦料的選擇

（1）粗集料。粗集料必須是石質堅硬、清潔、無風化、表面粗糙有菱角，并且顆粒形狀較好的優質石料。

（2）細集料。細集料采用堅硬、潔凈、干燥、無風化、無雜質并有適當的顆粒級配，一般選用石灰巖，要求棱角分明，整潔干凈。

2.1.2 基質瀝青

冷補瀝青混合料在選用基質瀝青時應主要考慮冷補瀝青混合料的強度要求、施工環境要求和使用要求：基質瀝青應具有較高的粘結強度及較高的流動性。然而基于瀝青的基本性質，流動性高的瀝青粘結強度較低，拌制的混合料高溫穩定性較差。本研究參照規范中對瀝青性能的技術要求，并綜合考慮以上因素，選用常規90#號基質瀝青。

2.1.3 稀釋劑的選擇：選用0#柴油作為冷補瀝青的稀釋劑。

2.1.4 添加劑的選擇：本文主要的采用的添加劑是改性劑，包括SEBS和膠粉兩種。

2.2 外摻擠用量的確定

2.2.1 改性劑用量的確定

本試驗選用的外摻擠有兩種，分別為SEBS改性劑和膠粉，通過對兩種改性瀝青低溫性能的研究發現SEBS改性劑的合理添加范圍為4%～8%，膠粉的合理添加范圍在2%～6%。

綜合考慮冷補瀝青混合料的強度及路用性能，最終選用SEBS摻入量為5% ，膠粉摻入量為4%的改性瀝青作為冷補瀝青結合料，既可滿足冷補瀝青混合料的強度要求，也可滿足其施工要求。

2.2.2 稀釋劑的用量

不同稀釋劑摻量的冷補料馬歇爾初始強度進行對比分析后，本研究最終采取的稀釋劑的用量為28%。

2.3 礦料級配的確定

本試驗采用LB-13型礦料級配、基質瀝青用量4.5%，SEBS改性劑用量5 %、膠粉用量4%、稀釋劑摻量為28%的配合比配制不同礦粉含量的混合料，通過測試其初始馬歇爾強度及施工和易性來確定礦粉用量為2%。

本試驗冷補瀝青混合料的級配范圍見表1。

表1 冷補瀝青混合料的集料級配

類型 通過下列篩孔（mm）的百分率，%

16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075

SJ-13 100 94 79 44 26 14 9 6 4 3

2.4 最佳瀝青用量確定

根據同濟大學總結的經驗公式，確定最佳瀝青用量為4.7%。

3 冷補瀝青混合料性能評價

本次性能評價，主要對本次配合比設計中冷補瀝青進行車轍試驗、劈裂強度試驗、浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，具體試驗數據如表2所示。

表2 冷補瀝青混合料性能測試結果

技術指標 SJ-13 技術要求

破損率/% 17.5 ≦40

疏松性工作度等級 4級 ≧4級

水煮法裹覆面積/% >96 >95

浸水殘留穩定度/% 81 ≧75

凍融劈裂強度比/% 74 ≧70

穩定度/kN 3.32 ≧3

動穩定度/（次/mm） 2210 ≧1000

劈裂抗拉強度/MPa 0.36 ≧0.2

將實驗數據與相關技術指標進行對比，可以得到如下結論：

（1）本次配合比設計中的冷補瀝青混合料破損率為17.5%，疏松性工作度等級為四級，水煮法裹覆面積大于96%，均滿足技術要求，表明其具有良好的粘附性、疏松性和粘聚性，能夠滿足性能需求;

（2）車轍試驗結果表明，本次配合比設計中的冷補瀝青混合料的動穩定度達到2210次/mm，滿足技術要求，表明其高溫性能滿足性能要求;

（3）本次配合比設計中的冷補瀝青混合料的浸水殘留穩定度達到81%，凍融劈裂強度比為74%，均滿足技術要求，表明其水穩定性良好，能夠有效避免反復損壞的問題。

4 結語

綜上所述，冷補瀝青混合料的出現對于低溫條件下的道路路面松散坑槽系列病害的及時修補，防止路面病害的進一步發展，提高道路使用的安全性和舒適性，降低后期道路維修養護成本，提高道路的使用性能，具有十分重要的意義。冷補瀝青混合料的社會效益和經濟效益非常明顯，具有推廣價值。

參考文獻：

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[2] 劉旦.冷補瀝青混合料性能評價研究[J].湖南交通科技，2018（03）.

（作者單位：湖北省城建設計院股份有限公司）