熱拌瀝青混合料因對各環節溫度要求較高,因此在冬季路面病害養護維修中有很大的局限性。瀝青公司指出,與熱拌瀝青混合料不同,冷拌冷鋪瀝青混合料具有不需加熱、施工簡單、環境污染少、適用于低溫天氣、有良好的社會經濟效益等優勢。鑒于冷補混合料的這些優點,國內外相關研究也較多。但從目前的研究來看,仍然存在一些技術問題,也是現階段研究的焦點,諸如:松散性和壓實性之間矛盾問題,組成材料的技術要求問題,水中成型的強度問題,冷補料與原路面混合料的結合能力問題,以及低溫施工問題等。
瀝青冷補材料需具備的性能——瀝青路面施工企業來為大家娓娓道來:
(1)集料
細集料宜采用機制砂,干燥、清潔、石質堅硬,且不含雜質或粘土等。粗集料好采用玄武巖或石灰巖,保持干燥、清潔、呈立方體,表面粗糙且富有棱角。填料采用堿性巖石等磨細獲得,礦粉的母巖和用量對混合料的強度特性、疏松性及壓實性有顯著影響。
(2)級配
冷補瀝青混合料一般有兩種結構類型,一種是骨料嵌擠類,加拿大等國家較常用,該類混合料力學性能主要由骨料嵌擠提供,盡量少用礦粉,一般僅占混合料的1%~2%。另一種是密實類,前蘇聯是典型代表,該類混合料的力學性能主要由瀝青砂膠控制,礦粉用量高達15%~30%。兩者結構各有優缺點,骨架密實類混合料乳化劑比較容易完全裂解,但勁度模量和抗疲勞特性一般比較低;密實類混合料的乳化劑不容易裂解,但具有較高的勁度模量。
(3)結合料
大量研究表明,結合料對冷補瀝青混合料的性能影響大,黏度太低則混合料難以碾壓成形,太高不利于混合料的松散性——瀝青廠友情指出!
結合料使用目前研究主要有如下幾種:第一種一是在乳化瀝青中加入改性劑,以增加結合料的粘結力、溫度敏感性、流變狀況和附著力等。采用常規的稀漿封層攤鋪機鋪筑。典型代表有法國的JeanIafebvre公司提出的Grifibre混合料,和日本昭和瀝青工業株式會社提出的產品。第二種結合料為液體狀,揮發分很少,約1%該混合料的主要優點是適用溫度范圍廣;防水性能好,在雨雪天氣及積水坑槽也都可以施工,典型代表有加拿大寧楓公司的產品。第三種是液體石油瀝青,針入度較大,典型代表是美國我國我國規范(JTGF40-2004)對冷補材料的要求。
(4)冷補瀝青混合料技術要求
目前對于冷補材料的貯存、施工和使用性能評價國際上尚沒有統一的方法,但共識是使用前有良好的疏松性,攤鋪時有良好的可壓實性,攤鋪后較高的強度和抗水損害性能。
①初始強度。為避免冷補料攤鋪后初期因強度過低,而產生推移、車轍、擁包等病害,冷補料初期就須具有一定強度,即初始強度。一般以攤鋪碾壓后第7d的穩定度作為評價指標,我國規范要求冷補料7d的穩定度大于20kN時,方可開放交通。
②工作性。冷補瀝青混合料的工作性包括可壓實性和疏松性,兩種性能是矛盾的,但需兼顧。瀝青混凝土各國的評價工作性方法大同小異,有的用馬歇爾擊實一定次數后,放入洛杉磯磨耗機進行磨耗,控制損失率在一定范圍內。有的參照公路土工擊實試驗方法,進行無側限抗壓強度試驗,要求抗壓強度在一定范圍內,我國采用該方法控制冷補料的工作性,要求冷補料料老化前的抗壓強度≤200kPa,老化后抗壓強度≤1000kPa。
③成型后強度。為保證冷補料在攤鋪后使用過程經受得住車輪荷載的反復作用,要求其具有足夠的成型后強度,目前評價其強度特性的方法很多。比較成熟的事采用冷補料成型7d后的穩定度,但要求有很大差別,日本要求>3.0kN;而我國同濟大學通過研究得出要求>5.0kN,長安大學則要求>4kN,當然強度與級配差別有關。
④水穩定性。水穩定性指在水的作用下,混合料保持穩定不松散的特性。國內外評價冷補料水穩定性的評價方法基本一致,即在常溫擊實一定次數后成型時間,然后浸水一定時間,后進行穩定度試驗,分析浸水前后強度損失情況,一般要求殘留穩定度≥70%。