浅谈道路冷补技术在公路养护中的应用
摘要
本文根据某工程实践，介绍了道路冷补技术的发展历程和沥青冷补材料的成型机理、性能特点、施工、使用方法及注意事项等内容，为今后道路冷补技术在公路养护中的应用提供了参考。
关键词
道路冷补技术；公路养护；沥青路面
0.前言
在道路养护工程中，相对于传统的热态高温修补概念而言，对于采用常温或低温冷态的修补，即为冷补。其冷态修补用的材料即为冷补材料，英文：C01d Patch。具体讲，沥青冷补材料是指没有加热的矿料(骨料)与稀释的沥青经过拌和而形成的一种混合料。根据拌和形式，可以分为两种：工厂拌和、现场拌和。
在1998年以前，我国城市道路工程并没有真正意义上的冷补材料，只有水基的乳化沥青材料，用于常温修补。2000年以后，冷补材料作为一种科技含量较高的产品在国道、省道、市政道路上得到推广应用与普通热拌料相比沥青冷补材料是一种高科技道路修补材料，可以全天候使用。适用于任何天气和环境下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、停车场、机场跑道、桥梁伸缩缝等，下面就沥青冷补技术简要作以介绍。
1.沥青冷补材料的成型机理
沥青冷补材料的强度形成过程和热沥青混合料的强度形成过程有所不同，热沥青混合料用的沥青是热塑性的，而冷补沥青混合料的沥青是经过改性的，己经不是完全的热塑性。冷补混合料的强度形成有一个缓慢的过程，在摊铺，碾压时具可塑性、流动性，能被挤压至坑槽中不规则的地方。在行车和空气的作用下使一部分溶剂挥发，沥青逐步变稠，冷补混合料颗粒之间的分布更加紧密，空隙率减少，矿料相互的黏结更牢固。混合料的密度增大，对路面软的感觉会逐渐消失，这一过程，需要7—10天时间。此后强度还会逐步增加，经过三个月左右的时间，其变形和强度会逐步稳定，达到或超过热沥青混合料冷却后的性能。冷补混合料的强度由两部分构成：一是由于改性沥青自身的黏结性和黏附性及与矿料相互作用而形成的混合料的内聚力和黏附力所构成的。它们使得矿料颗粒料间不易分离，形成整体，也使混合料与原表面要有较高的粘着力而不易剥离、推移。二是混合料经碾压后由于矿料颗粒间的嵌挤锁结作用而形成的混合料的内摩擦阻力。冷补料这两部分力就构成其初期强度，并足以抵抗车辆荷载的作用。
2.沥青冷补材料的性能特点
1）适用于任何天气和环境。沥青冷补材料适用的环境温度范围宽，可在-20℃至50℃之间使用。2）施工简单。使用沥青冷补材料，修补时无需粘层油。备料可随用随取，不需要重型施工机械，可根据路面的不同修补情况采用压路机压实，冲击压实，人工压实。3）质量极佳。沥青冷补材料具有极强的抗老化和粘结性能。修补后的坑槽不易产生脱落，龟裂等不良现象，不需重复修补。4）容易保存。沥青冷补材料常温下可露天存放两年以上，袋装密封成品存放时间可更长。5）生产简单。沥青冷补材料生产工艺简单，可直接利用传统的热沥青搅拌设备在当地生产。6）便利交通。用沥青冷补料修补的区域无需封闭交通，可立即通车，能大大缓解因道路修补施工而造成的交通压力。7）绿色环保。沥青冷补材料生产和使用不会产生粉尘和黑烟，且成品不溶于水。因而不会污染大气和地下水，有利于环境保护。8）用途广泛。沥青冷补材料与沥青混凝土，水泥混凝土，金属表面，木面等不同基质的材料均有良好的粘结力，可广泛用于各种路面的修补与养护。9）修补成本低。使用沥青冷补料施工，不受天气和坑槽大小及数量的限制，修补及时，可避免坑槽扩大，节省修补材料，且修补时无需加热或搅拌，根据实际用量随时取用，剩余材料可在下次修补中继续使用，不会造成材料浪费，真正地100％利用。10）社会效益显著。使用沥青冷补材料能及时修补路面，保持路面常新，保证道路畅通、减少路面重修次数，延长道路寿命。
3.沥青冷补材料的施工
1)坑槽清理。将待修补的坑槽内及四周的碎石、废渣清理干净，坑槽内不得存有泥浆，冰块等杂物。市政道路工程的修补，被修补的坑槽应整齐的切边，废渣的清除要见到固体坚固面为止。2）填满坑槽。把足够的沥青冷补材料填进坑槽内，直到填料高出地面l.5cm左右。市政道路修补，其冷补材料的投入量可增加10％或20％左右，填满后坑槽中央处应稍高于四周路面并呈弧形，若路面坑槽深度大于5cm时，应分层填补，逐层压实，每层3—5cm。3）压实。铺设均匀后，根据实地环境，修补面积的大小和深度，选择适当的压实工具和方法进行压实。如人工用铲背压实、人力夯、振动平板夯压实、压路机压实等。4）清扫。压实完成后可在表面均匀撒上一层石粉或细沙，并用清扫工具来回清扫，以便细沙填满表面空隙。5）验收。修补完的坑槽表面应光洁、平整、无轮迹，坑槽四周边角一定要压实，无松散现象。普通道路修补压实度要达到93％以上，高速路修补压实度要达到95％以上。
4.冷补沥青使用方法
1）石料准备。石料应是碱性的石灰岩、玄武岩，同时具有棱角，片麻状含量小于10%。2）配合比设计。确定石料用量、石料级配、冷拌冷补沥清结合料用量、混合料的强度、流值空隙率等。3）炒拌方法。冷补混合料的炒拌，可在保证石料含水量小于5%的情况下直接拌和。拌和时将结合料充分溶化后直接与矿料一起送入强力拌和机内拌和，在石料不能保证含水量在小于5%时，可采用普通的沥青混凝土拌和楼进行拌和。石料按要求的级配送入拌和楼进行烘干，根据石料水分的含量调整烘干时间。一般情况下，石料在烘干时，温度控制在110-120℃ 之间；融化冷补沥青的温度控制在80-100℃之间；拌和温度应在100-110℃。整个拌和后的混合料无花白料为准。4）沥青冷补料的常规检测。取少量混合料置于一张白纸上来回滚动，观察在白纸上的油渍，如均匀分布成点，说明用量适中；油渍成团，用油量太多；不均匀分布或没有油渍，用油量太少。调整用油量时应以0.5个百分点上下调整，直到适中为宜。再则，用手取一团混合料，用手捏后松开，如混合料成团后慢慢散开说明油量适中；成团不松开，用油量太多；不成团，用油量太少。
5.注意事项
1）由于冷补沥青内含有一定量的易燃物质，在用炭火融化时，切忌不能使用旺火，以免发生燃烧安全事故。融化冷补沥青时，升温速度应控制在30-50℃/小时，最终温度尽量控制在80-100℃之间。2）在生产冷补料时，拌和温度应控制在100-110℃，严禁超过110℃，温度过高会使冷补沥青中在某些原料挥发，导致生产出的冷拌冷补混合料结块凝固，以至于无法使用。3）产品的储存、包装。冷补沥青采用铁桶包装，每桶180公斤。冷拌冷补混合料采用编织袋包装，规格为50公斤/袋，冷拌冷补混合料采用编织袋包装可存放1年。沥青冷补料能在室内通风或室外无覆盖的条件下储存。为保持其松散性和存储寿命，建议其最少存量为20—30吨，存放场地应为坚硬的水泥混凝土或沥青混凝土地面，并远离易燃物品及高氧化度物料。
6.结论
传统的道路养护方式受气温和雨雪及修补数量等客观因素限制，对一些道路病害不能快速、及时地修补，引起了道路病害的扩大，增加了养护的负担。而冷补沥青材料适用于公路裂缝、桥梁伸缩缝、公路及一般城市道路面层修补，适用于高等级公路面层、一般公路和城市道路面层、底层及坑槽修补，它不受天气限制，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。
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