(四川高速公路建設(shè)開發(fā)集團(tuán)有限公司,四川 成都 610041)
瀝青冷補(bǔ)料是指沒有加熱的集料與稀釋瀝青(或乳化瀝青)經(jīng)過拌和而形成的一種混合料。冷補(bǔ)是一種路面坑槽應(yīng)急修補(bǔ)技術(shù),與傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料修補(bǔ)技術(shù)相比,冷補(bǔ)技術(shù)通常在常溫或低溫狀態(tài)下施工,適用于不具備熱拌瀝青混合料鋪筑條件,但必需開展相關(guān)作業(yè)的路面修補(bǔ)工程或規(guī)模較小的零散路面修補(bǔ)工程。
乳化瀝青冷補(bǔ)料由于受含水量的影響,只適用于常溫修補(bǔ),下文討論的瀝青冷補(bǔ)料,主要是稀釋瀝青的冷補(bǔ)料,目前,這種材料,被廣泛應(yīng)用于南方地區(qū)的高等級路面應(yīng)急修補(bǔ)工程中。
冷補(bǔ)料的初期強(qiáng)度由稀釋瀝青的粘結(jié)力和骨料間的摩阻力構(gòu)成,隨著時間推移和氣溫逐漸升高,溶劑不斷揮發(fā),可達(dá)到提高強(qiáng)度的目的。但對于溫暖潮濕多雨的南方地區(qū),這種材料卻存在以下問題:
1.由于氣溫不夠低,導(dǎo)致冷補(bǔ)料中的稀釋瀝青黏度小,混合料較軟,初期強(qiáng)度較低;
2.連續(xù)密級配冷補(bǔ)料空隙率小,溶劑揮發(fā)速度慢,材料達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度的用時較長;
3.間斷開級配冷補(bǔ)料空隙大,溶劑揮發(fā)速度快,但其透水性較強(qiáng),容易被雨水浸泡;
4.南方地區(qū)氣溫較高,冷補(bǔ)料初期強(qiáng)度較低時,容易產(chǎn)生凹陷、推移等問題;
5.南方地區(qū)多雨,大空隙冷補(bǔ)料被雨水浸泡后,容易出現(xiàn)松散、坑槽等問題,影響使用壽命。
針對傳統(tǒng)冷補(bǔ)料在高溫多雨的南方地區(qū)應(yīng)用時存在的問題,筆者提出了解決方案的關(guān)鍵內(nèi)容:弱化稀釋溶劑對冷補(bǔ)料初始強(qiáng)度的影響;增加初始強(qiáng)度;減小成型空隙率;降低溫度敏感性;降低水敏感性。
經(jīng)過多方比較、反復(fù)試驗(yàn),最終確定解決方案為:采用早強(qiáng)水泥漿作為補(bǔ)強(qiáng)填充劑,形成半柔性的冷補(bǔ)料,即可解決上述問題。
級配設(shè)計原則:采用連續(xù)級配,防止材料離析;增加粗骨料用量,在成型初期形成嵌擠骨架,增強(qiáng)通車初期強(qiáng)度;減少礦粉用量,使混合料具有適當(dāng)?shù)目紫堵?,便于順利灌注水泥漿;孔隙率不宜過大;為了減少表觀差異,最大公稱粒徑采用與表面層一致的13.2mm。
依此原則,筆者初擬了表1中的級配I、級配II、級配III,經(jīng)比表面積計算、油石比預(yù)估、瀝青膜厚度核驗(yàn),計算出三個級配混合料的孔隙率分別為14~18%、2~6%、0~3%。
表1.半柔性冷補(bǔ)料級配設(shè)計
由上表數(shù)據(jù)可知,級配III無法灌注水泥漿;級配I的水泥漿灌注量過大;級配II水泥漿灌注工作存在一定困難;適宜的設(shè)計級配介于級配I和級配II之間,如表1中的設(shè)計級配LB-13K所示。
對設(shè)計級配LB-13K用瀝青混合料進(jìn)行了現(xiàn)場修補(bǔ)坑槽驗(yàn)證,其孔隙率為10~14%,水泥漿灌注順暢,表面紋理與原路面SMA-13比較協(xié)調(diào)。因此,推薦LB-13K為半柔性冷補(bǔ)料級配。
半柔性冷補(bǔ)料的瀝青材料應(yīng)具有黏度大、瀝青膜較厚、抗剝落能力較好等特點(diǎn);水泥漿的剛度、強(qiáng)度都遠(yuǎn)大于瀝青,因此可降低其軟化點(diǎn)、低溫延度、彈性恢復(fù)等指標(biāo)性能。
廢橡膠粉改性瀝青的黏度較高,能滿足半柔性冷補(bǔ)料的瀝青材料要求,并且廢橡膠粉改性瀝青符合舊料利用的環(huán)保政策,因此推薦采用廢橡膠粉改性瀝青作為半柔性冷補(bǔ)料的瀝青原材料。
橡膠改性瀝青在很多行業(yè)都有各自的指標(biāo)體系,筆者經(jīng)比較分析認(rèn)為,中石化《廢橡膠粉改性道路瀝青》中第III類的指標(biāo)符合半柔性冷補(bǔ)料的瀝青原材料要求,建議將其作為質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。
為了順利灌注水泥漿,盡早開放交通,灌注用水泥漿材料應(yīng)該滿足其稠度,且與壓實(shí)后冷補(bǔ)料孔隙率相適應(yīng);水泥漿應(yīng)該具有較高的早期強(qiáng)度;表面殘留余漿易于清理、防止污染周圍路面。
筆者經(jīng)過多次現(xiàn)場灌注試驗(yàn),總結(jié)出灌注路面坑槽冷補(bǔ)料的水泥漿技術(shù)指標(biāo)如下:
1.水灰比為0.7~2,空隙率越大,水灰比越?。?/p>
2.水泥標(biāo)號大于32.5即可;
3.孔隙率大于12%時,宜在水泥漿中加入粉煤灰、礦粉等,增加稠度;
4.孔隙率小于10%時,采用R型普通硅酸鹽水泥;孔隙率大于14%時,宜使用硫鋁酸鹽水泥提高通車強(qiáng)度;孔隙率在10~14%時,可采用快硬硅酸鹽水泥;當(dāng)孔隙率小于8%時,宜在水泥漿中添加“雙基的活性劑”,增強(qiáng)灌注水泥漿的滲透性。
經(jīng)過多年探索,筆者總結(jié)出了以下半柔性冷補(bǔ)料填補(bǔ)路面坑槽的施工要點(diǎn):
1.管制交通、準(zhǔn)備施工材料;
2.用風(fēng)鎬徹底清理路面坑槽周圍的病害混合料;
3.用強(qiáng)力吹風(fēng)機(jī)清除松散混合料、清潔坑槽面;
4.將瀝青冷補(bǔ)料填充至坑槽中,然后用橡皮錘壓實(shí),形成凸型料堆狀,高度超過路表2~3cm;
5.用平板夯碾壓冷補(bǔ)料,使其與路表平齊;
6.根據(jù)碾壓成型后冷補(bǔ)料表觀情況預(yù)估孔隙率,選擇合適水泥類型;依據(jù)坑槽大小,確定水泥漿拌制用水量,然后將水倒入拌漿桶中;
7.將水泥加入拌漿桶,用10ml勺子迅速舀起8ml左右水泥漿,倒入碾壓成型后的冷補(bǔ)料表面,觀察水泥漿滲入的時間,若水泥漿在表面停留時間小于2秒,應(yīng)繼續(xù)增加水泥,直至水泥漿在表面停留時間為2~4秒,并全部滲入,此時的水泥漿用量即為灌注此坑槽的最佳用量;
8.盡快將上述稠度的的水泥漿灌入冷補(bǔ)料中,直至坑槽邊緣溢出渾濁水泥漿;
9.用濕毛巾擦拭清理冷補(bǔ)料表面的余漿,在表面空隙中灑入少量水泥干粉,收干表面水分;雨天施工時,用干毛巾覆蓋冷補(bǔ)坑槽表面養(yǎng)生30min;
10.開放交通。
瀝青路面坑槽冷補(bǔ)是一種常用的快速路面養(yǎng)護(hù)技術(shù),本文用水泥漿灌注多空隙冷補(bǔ)料,解決了高溫多雨的南方地區(qū)應(yīng)用該技術(shù)時存在的問題。四川巴南高速已將上述冷補(bǔ)技術(shù)運(yùn)用在日常路面坑槽修補(bǔ)工程中,修補(bǔ)后的路面不滲水、無開裂、使用壽命長,可供同行借鑒。