張明雙

（東豐縣永宏路橋工程有限責(zé)任公司，吉林 東豐136300）

瀝青路面結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，由于車輛荷載及自然因素的作用會(huì)出現(xiàn)松散、坑洞、剝落等病害。路面病害不僅降低了路面的通行服務(wù)能力，降低了道路的正常使用功能，影響道路正常交通，尤其是在季凍區(qū)冬季受到溫度的影響瀝青路面結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度下降，脆性增加，加劇了路面結(jié)構(gòu)破損的形成，在高速道路上的坑洞甚至可能引發(fā)交通事故。因此對(duì)于路面出現(xiàn)的坑洞等破損需要及時(shí)加以修補(bǔ)。

目前，修補(bǔ)路面坑洞大都采用熱拌瀝青混合料，它對(duì)于地點(diǎn)集中，工程量較大的路面維修是可行的，但由于路面養(yǎng)護(hù)工程地點(diǎn)分散，工程量小，在路面養(yǎng)護(hù)維修過(guò)程中，因數(shù)量太少而瀝青拌和廠難以生產(chǎn)，而且施工單位對(duì)熱瀝青混合料的保溫和修補(bǔ)操作也感到不便，特別在冬季和雨水較多的春季，因此需要一種能夠隨時(shí)可以用于路面修補(bǔ)的材料。

冬季修補(bǔ)瀝青混合料不同于普通熱拌瀝青混合料，平時(shí)儲(chǔ)存在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，使用時(shí)在常溫下進(jìn)行攤鋪和壓實(shí)，它是事先將瀝青混合料預(yù)拌好，用袋裝好儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)路面上出現(xiàn)坑洞等破壞時(shí)，隨時(shí)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行路面修補(bǔ)。

1 冬季修補(bǔ)材料的特點(diǎn)

1.1 長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存性能：這種混合料存放在密閉的袋內(nèi)，可儲(chǔ)存幾個(gè)月，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，都能保持良好的疏松狀態(tài)而不結(jié)成團(tuán)結(jié)，即使結(jié)成團(tuán)塊，經(jīng)拍打就能散開(kāi)；

1.2 混合料常溫下在路面坑洞中攤鋪后，經(jīng)過(guò)壓實(shí)即能粘結(jié)成型而不松散，這就要求混合料具有良好的粘結(jié)性能和壓實(shí)性。正是由于冬季修補(bǔ)瀝青混合料具備這樣的特性，因而所鋪路面具有以下優(yōu)點(diǎn)：①路面在行車作用下會(huì)逐漸壓實(shí)，強(qiáng)度慢慢提高。如果在路面修補(bǔ)時(shí)，未能使用碾壓設(shè)備，路面在使用過(guò)程中經(jīng)行車碾壓會(huì)逐漸密實(shí)；②由于在常溫下施工，且使用簡(jiǎn)單工具即可進(jìn)行坑洞修補(bǔ)，操作方便；③冬季修補(bǔ)瀝青混合料預(yù)先在工廠生產(chǎn)并儲(chǔ)存起來(lái)，隨時(shí)可供使用，因而適合常年路面坑洞修補(bǔ)，或供路面開(kāi)挖埋設(shè)管線后恢復(fù)路面使用；④經(jīng)過(guò)碾壓成型的冬季修補(bǔ)瀝青路面，具有與熱鋪瀝青路面基本一樣的使用性能，且冬季修補(bǔ)瀝青路面不易出現(xiàn)溫度收縮裂縫。

2 冬季修補(bǔ)瀝青混合料配制原理與方法

冬季修補(bǔ)瀝青混合料必須具有良好的疏松性和壓實(shí)性，而這兩者既相矛盾又統(tǒng)一，這是冬季修補(bǔ)瀝青混合料配制技術(shù)的難點(diǎn)，但又是配制技術(shù)的關(guān)鍵和依據(jù)。試驗(yàn)研究表明，影響冬季修補(bǔ)瀝青材料的性能主要有以下因素。

2.1 瀝青的粘度：瀝青在混合料中起著粘結(jié)松散集料成為整體的作用。根據(jù)粘附理論，瀝青要粘附在集料表面，充分而必要的條件是能夠浸潤(rùn)集料表面，為此瀝青必須具有一定的流動(dòng)性以易于鋪展。液體瀝青在不很高的溫度下已成流動(dòng)液體，有利于浸潤(rùn)集料表面。當(dāng)溫度降至常溫時(shí)，粘度增大，內(nèi)聚力也增大，于其他物體粘結(jié)性降低，使所拌混合料易于分散；但由于其表面仍存在微弱的粘結(jié)性，當(dāng)在外力作用下使它們緊密接觸時(shí)，則又會(huì)形成粘結(jié)而成為整體。同時(shí)在低溫下瀝青又不致粘度過(guò)大而使混合料無(wú)法操作，因此必須使用液體瀝青，但其輕質(zhì)油分應(yīng)不致?lián)]發(fā)過(guò)快。根據(jù)研究，液體瀝青應(yīng)屬于一種中凝或慢凝的液體瀝青，而且其粘度宜控制在1Pa·s～10Pa·s范圍內(nèi)。

2.2 瀝青用量：當(dāng)瀝青用量較多時(shí)，集料表面瀝青膜較厚，自由瀝青較多，相互之間容易粘結(jié)，混合料易結(jié)塊成團(tuán)，結(jié)團(tuán)后也不易打散。當(dāng)瀝青用量較少時(shí)，不足以充分裹覆集料表面，瀝青與集料之間形成弱界面，雖混合料有較好的疏松性，但集料顆粒之間粘結(jié)性差，碾壓不能使混合料形成整體，路面容易出現(xiàn)松散。因此，冬季修補(bǔ)瀝青混合料有一適宜的瀝青用量，但不能用常規(guī)馬歇爾試驗(yàn)方法確定。根據(jù)試驗(yàn)資料歸納適宜的結(jié)合料用量可按以下經(jīng)驗(yàn)公式估算：

式中：P-冬季修補(bǔ)瀝青混合料結(jié)合料用量，%；a-大于2.36mm顆粒重量百分率，%；b-0.3mm～2.36mm顆粒重量百分率，%；c-0.075mm～0.3mm顆粒重量百分率，%；d-小于0.075mm顆粒重量百分率，%。

2.3 瀝青中的添加劑

①改性劑：經(jīng)過(guò)試驗(yàn)比較，在瀝青中添加樹(shù)脂改性劑，有利于提高混合料的粘結(jié)性，改善儲(chǔ)存性，尤其是改善混合料使用初期的穩(wěn)定性。②增水劑：在瀝青中添加增水劑，有利于混合料抵抗雨水的侵蝕，并使得能在潮濕狀態(tài)下緊急修補(bǔ)使用。③催干劑：在瀝青中添加催干劑，如亞硫酸鹽廢液（Sulphitewasteliquor）、環(huán)烷酸皂（Naphthenatesoap）等，以便使混合料顆粒表面的瀝青膜適當(dāng)?shù)馗稍铮档驼辰Y(jié)性，保持混合料的疏松性。使用催干劑必須經(jīng)過(guò)細(xì)致的選擇和反復(fù)的試驗(yàn)，確定其種類和數(shù)量，使用不當(dāng)反而影響其粘結(jié)性。

2.4 集料級(jí)配與礦粉用量：冬季修補(bǔ)材料是用于路面修補(bǔ)的材料，需要廣泛的適應(yīng)性，既可用于修補(bǔ)淺的坑洞、松散，又可用于修補(bǔ)深的坑洞，為此最好有較粗和較細(xì)兩種不同粒徑的混合料，由于較粗粒徑易造成掉粒，所以冬季修補(bǔ)材料宜設(shè)計(jì)成一種較細(xì)級(jí)配的混合料。為提高混合料的承載能力和表面粗糙度，其集料宜設(shè)計(jì)成近似SMA（瀝青馬蹄脂）以形成骨架結(jié)構(gòu)的級(jí)配，礦粉用量控制在1%～3%范圍內(nèi)，這樣有利于提高混合料疏松性和強(qiáng)度。所用集料由3mm～5mm和0～3mm碎石材料配合而成，其中3mm～5mm碎石應(yīng)采用硬質(zhì)巖石軋制而成，具有良好的棱角性。

3 性能確定

冬季修補(bǔ)瀝青混合料技術(shù)要求瀝青材料作為路面修補(bǔ)材料，需要滿足一定的技術(shù)要求以判斷其性質(zhì)，但不能按熱拌瀝青混合料的概念來(lái)進(jìn)行評(píng)定。

3.1 疏松性與壓實(shí)性：如何評(píng)定冬季修補(bǔ)混合料的疏松性和壓實(shí)性，國(guó)際上大都采用經(jīng)驗(yàn)判斷的方法。我們借鑒工地現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)土壤最佳含水量的簡(jiǎn)便方法，即用手將混合料捏緊，松開(kāi)手混合料能成團(tuán)，則表明混合料可壓實(shí)成型而不松散；將成團(tuán)的混合料拍一下，混合料就能散開(kāi)，則表明混合料疏松性良好，方法簡(jiǎn)單而又能解決問(wèn)題。

3.2 強(qiáng)度：初始強(qiáng)度冬季修補(bǔ)混合料在壓實(shí)后需要達(dá)到一定強(qiáng)度，以承受車輪荷載。由于馬歇爾試驗(yàn)方便，故以穩(wěn)定度評(píng)定其初始強(qiáng)度。取冬季修補(bǔ)混合料1000g，在常溫下正反面各錘擊75次，脫模后在常溫下測(cè)定馬歇爾穩(wěn)定度。

3.3 殘留穩(wěn)定度：儲(chǔ)存性冬季修補(bǔ)瀝青混合料壓實(shí)后，初始空隙率大，抗水性差，因此需要檢驗(yàn)其水穩(wěn)性。將常溫下成型的馬歇爾試件浸泡在水中一晝夜，測(cè)試浸水后的穩(wěn)定度Sw，該穩(wěn)定度Sw與原穩(wěn)定度So之比值K＝Sw/So，作為評(píng)定混合料的水穩(wěn)性。

3.4 低溫粘結(jié)性：為檢驗(yàn)混合料在冬季低溫下的粘結(jié)性能，將混合料裝入塑料袋內(nèi)，然后放在－10℃的冰箱內(nèi)冷凍4h以上，取出后將1000g樣品立即裝入試模，每面錘擊150次，觀察是否能粘結(jié)成型，在常溫下測(cè)試馬歇爾穩(wěn)定度，其值要求大于1.5kN。

4 冬季修補(bǔ)瀝青混合料生產(chǎn)與應(yīng)用

4.1 冬季修補(bǔ)混合料現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)先配制改性稀釋瀝青結(jié)合料，采用重交通道路瀝青、樹(shù)脂、石油溶劑、添加劑配合而成，其粘度分別調(diào)配成適合于冬春季節(jié)和夏秋季節(jié)兩種。集料采用0～3mm和3～5mm兩種集料進(jìn)行配合。結(jié)合料用量先按上述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，然后根據(jù)試拌情況加以調(diào)整?；旌狭显?0℃～80℃的溫度下進(jìn)行拌和。出料后采取措施（一般可采用風(fēng)冷）令其快速冷卻，然后裝袋儲(chǔ)存。取現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的冬季修補(bǔ)瀝青混合料，在室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)疏松性與壓實(shí)性，初始強(qiáng)度和抗水性。

4.2 冬季修補(bǔ)混合料應(yīng)用市場(chǎng)非常廣泛，即可使用于公路的不同季節(jié)的維修，解決季節(jié)性冰凍地區(qū)冬季維修困難的局面。同時(shí)對(duì)于一般城市道路可對(duì)鋪設(shè)管線后的路面結(jié)構(gòu)盡快修復(fù)，還可雨天施工，保證道路的暢通。因此具有良好的應(yīng)用前景。

5 成本經(jīng)濟(jì)比較

配制儲(chǔ)存式冬季修補(bǔ)瀝青混合料，在材料配方上與熱拌瀝青混合料有所區(qū)別，成本相對(duì)較高，同時(shí)由于冬季修補(bǔ)瀝青材料生產(chǎn)量很少，管理、包裝要求較高，也使成本有所提高。粗略測(cè)算，這種冬季修補(bǔ)材料可能的價(jià)格大概是熱拌瀝青混合料的2倍～3倍左右，但是隨著我國(guó)公路建設(shè)速度的加快，公路路面結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)里程也會(huì)隨之增加，冬季修補(bǔ)瀝青混合料的需求量也會(huì)增加，加之公路維修在養(yǎng)護(hù)維修過(guò)程中具有線長(zhǎng)、點(diǎn)多的特點(diǎn)，也可降低運(yùn)輸成本（同熱拌瀝青混合料相比），因此冬季修補(bǔ)瀝青混合料是一種公路養(yǎng)護(hù)的良好材料。

[1]公路工程質(zhì)量通病防治指南[M].北京：人民交通出版社.

[2]公路工程專業(yè)外語(yǔ)[M].北京：人民交通出版社.