冷补沥青混合料的文献综述

1、1研究意义公路，在现代交通运输业中，发挥着不可或缺的作用，是联系各个地区的重要纽 带。而采用沥青混合料铺设的路面，其平整性良好，行驶平稳，噪音低，是目前 公路建设中的重要材料，目前仍未找到其他性能更好的材料可以替代沥青混合料 用于公路路面铺设。但是，由于沥青老化、温度应力以及长期荷载作用等原因， 沥青混合料路面总是难以避免松散、开裂、破坏、坑洼与坑槽等问题，不仅影响 着道路的正常使用，更严重危害着交通安全。因此，沥青混合料路面养护成为当 前公路建设工作中的一大课题。目前，沥青混合料路面的修补方式主要采用热拌沥青混合料。然而，热拌沥青混 合料具有以下几个缺点：其生产与加工工艺要求较高，通常需要在

2、沥青拌合场事先拌制完成，不利于破 损路段的修补；拌制完成后，应用运料车运往施工现场。运输期间，混合物要防雨、防污染， 还应保证混合料温度，避免出现结块现象。由于路面修补工作中，沥青用量较小， 这一点对于远距离、多地点的路面修补极为不利，极大地影响了路面修补质量； 此外，热拌沥青对施工技术的要求也较高。不仅如此，在天气寒冷甚至常年冰冻的地区，热拌沥青混合料施工极为困难，尤 其是在雨雪天气。而在这样的地区，由于不能对路面破损区域及时修补，导致雨 雪通过裂隙下渗，使基层含水量过大，再由于寒冷天气产生不均匀冻胀，往往会 对路面带来更严重的二次破坏。由于上述原因，一种新型材料应运而生，它可以克服热拌沥青

3、混合料的以上缺点， 这便是冷补沥青混合料。与热拌沥青混合料相比较，冷补沥青混合料无需加热， 对运输、施工温度要求低，适用范围广，在各个地区，各个季节均可使用。除此 之外，冷补沥青混合料施工简便，对施工技术要求也较热拌沥青混合料低，减轻 了工人的负担，同时它在施工过程中造成的环境污染更是远远小于热拌沥青混合 料。可见冷补沥青混合料能带来良好的社会经济效益，发展前景极为可观，因此，对于冷补沥青混合料的研究，具有十分重要的意义。2国夕卜研究背景和发展脉络为了使路面养护工作简单化，早在上个世纪二、三十年代起，很多国家便开始了 对冷补沥青混合料的研究。其中，以前苏联与美国的研究最具有代表性。沥青结 合料

4、的选取，大都以乳化沥青与稀释沥青为主。乳化沥青是沥青和乳化剂在一定工艺作用下，生成水包油或油包水（具体谁包谁 根据乳化剂的种类而定）的液态沥青。乳化沥青是一种通常在高温条件下使用的 道路沥青，经过机械搅拌和化学稳定的方法（乳化），扩散到水中而液化成常温 下粘度很低、流动性很好的一种道路建筑材料。可以常温使用，也可以和冷、潮 湿的石料一起使用。稀释沥青是用汽油、煤油、柴油等溶剂将石油沥青稀释而成的沥青产品，也称轻 制沥青。该沥青的软化点高，在溶剂中不易溶化，溶融温度亦较高。采用稀释沥青作为结合料的主要以前苏联为代表。前苏联在二十世纪50年代开始对冷补沥青混合料进行研究，其主要采用稀释沥 青作为结

5、合料。前苏联推崇的是在沥青混合料中采用较高的矿粉用量，常常高达 15%30%。他们的研究认为，为了保证混合料具有一定的强度、耐水性、耐热性、 与耐冻性，需要在冷补沥青混合料中加入适量的稀释沥青，而对于液体沥青制 备的沥青混合料来说，其矿料表面形成的沥青膜与用粘稠沥青作为结合料制作的 混合料相比要薄很多。因此，为了使混合料的沥青膜达到一定厚度，获得较大的 粘结力，保证路面的耐热性与抗裂性，需要加大矿粉的用量。他们遵循的一个原 则便是，沥青越稀薄，越要加大矿粉用量。因为矿料用量多，压实性好，压实后 不易出现松散现象，这便是他们制作的冷补沥青混合料的优点。但与此同时，这 种混合料铺成的路面表面会比一

6、般沥青混合料所铺成的路面光滑，不容易达到应 有的粗糙度。而且，由于矿粉用量大，其制作成本也较为高昂。英国为代表的几个国家则采用乳化沥青作为结合料。位于爱丁堡的Heriot-Watt大学对乳化沥青混合料进行了长达六年的研究。其研 究成果显示，若采用开式粗级配沥青混合料，就可以使乳化沥青混合料完全裂解， 然而这样会使它的劲度模量和抗疲劳特性都很低，除非采用改性沥青制作的乳化 沥青。这样的乳化沥青混合料，其力学性质是由骨料结构控制的，需要很高的压 实能量。同时，若采用细的密级配混合料可能不会使乳化沥青完全裂解，但是其 可能具备相对较高的劲度模量。其力学性质由构成材料的基本结构的沥青胶砂控 制，它的铺

7、筑需要使用重型压实荷载。当采用改性沥青作为结合料时，冷补混合 料能够获得接近于一般热拌沥青混合料的路用性能。同时，英国还开展了对永久 性冷铺路面材料的研究另外，美国、南非、澳大利亚等还利用泡沫沥青和回收再利用的沥青做冷铺路面 材料。3.国内现状随着国家的经济发展与基础设施的逐渐完善，我国的学者以及相关部门也着手对 冷补沥青混合料进行了研究并投入实践。多方资料显示，黑龙江、辽宁、上海以 及河北等地的公路、市政、科研部门及高校都曾在此方面做过一定的研究与实践。 该种材料的优越性，已得到广泛认同，但由于技术方面的一些困难，所以在推广 方面仍有所欠缺。目前较为成熟的产品有：山西唐太（TT）牌冷补沥青混

8、合料、四川LB冷补沥青 混合料和长安大学HU-L冷补沥青混合料。同济大学曾对冷补沥青混合料强度形成机理做过比较系统的理论分析，指出冷补 沥青混合料本质上是以沥青为介质的粘结体系，其粘结力主要来源与沥青的分子 作用，在充分湿润的情况下，沥青分子的稠密程度是决定粘结力大小的主要因素。 另外，升温和施加压力都有利于沥青分子热布朗运动的加强，粘结温度越高，时 间越长，压力越大，扩散作用越强，因扩散作用导致的粘结力就越大，所以，冷 补沥青混合料的性能与沥青密切相关。同时根据大量的室内试验数据，指出冷补 沥青混合料的性能主要与沥青粘度、矿粉用量、沥青膜厚度、沥青品种等因素有 关。矿粉用量不宜过小或过大，以

9、免损害压实性能，其用量应控制在10%15%的 范围内；由于沥青材料本身的局限性，有必要采用改性沥青。1山西TT牌冷补沥青混合料，分为低温型与高温型两种，两种都是密级配AC-13I 型。它采用的TT牌SBS改性沥青冷补沥青结合料是将基质沥青用SBS改性，同 时添加一些轻质油份和溶剂稀释，使其在常温下可以保持液态，当需要混合料成 品时，只需在常温下按照相应配合比，将冷补沥青结合料与石料拌合至无花白料 即可。四川LB冷补沥青混合料，属于溶剂型冷补沥青混合料，主要组成材料为集料、 矿粉、基质沥青、有机溶剂、还原剂以及外加剂(含改性剂)。LB沥青结合料根 据用途的不同选用不同标号的基质沥青进行制备，相应

10、制备的；B沥青结合料分 为LB-G、LB、LB-D三种系列，分别适用于高速公路、非低温地区一般公路与低 温地区一般公路LB沥青结合料中的添加剂是一种化工复配材料，其作用主要 是促使LB沥青结合料中溶剂的挥发，在溶剂逐渐挥发后，原基质沥青的物理性 质得到还原和提高。长安大学HU-L冷补沥青混合料，是使用HU-L型冷补沥青改性剂对沥青进行改性 制得冷补沥青结合料，然后再与石料混合而成。HU-L冷补沥青混合料的改性剂 为棕色油状、有粘性感、略带有刺激性气味的粘稠液体，易挥发、沉淀，需密封 保存，是西安公路交通大学的科研成果。HU冷补改性剂直接约基质沥青拌合就 可以达到稀释沥青和改性沥青的双重功效，其

11、比例是：沥青 8085%，改性剂 1520%。拌制好的混合料如存放时间较长或用于冬季修补路面，应提高改性剂用 量。4.总结冷补沥青混合料由于其易于保存，便于施工，适用范围广泛等优点，近年来在国 内得到广泛关注与应用。尤其在路面养护修补方面，与热拌沥青混合料相比较， 其各方面优越性更显突出。由于我国研究起步较晚，距国际先进水平还有一定距 离。然而在国内许多专家学者的努力之下，已经取得了一定的研究成果，但其广 阔的应用前景，仍具有巨大的研究价值，是一个能够带来良好的社会经济效益的 课题。参考文献1杨扬，刘海苹.冷补沥青混合料强度研究J.黑龙江工程学院学报，2008, 22(3):11-13. DOI:10.3969/j.issn.1671-4679.2008.03.004.