【技术】冷拌冷铺改性乳化沥青混合料施工技术研究

摘要：针对传统热拌沥青混合料的缺点，借鉴乳化沥青冷再生混合料的成型方法，以改性乳化沥青作为胶结料设计了冷拌冷铺沥青混合料，介绍了冷拌改性乳化沥青混合料施工过程、养生及其竣工验收标准与检测方法，为今后冷拌冷铺改性乳化沥青混合料应用提供了参考。

关键词：冷拌冷铺沥青混合料；改性乳化沥青；干湿劈裂强度；路用性能

1材料技术要求

1.1 改性乳化沥青性能技术要求

表1 改性乳化沥青技术要求

测试项目	单位	测试方法	指标要求
储存稳定性， 1天	%	T0655-1993	不高于1
储存稳定性， 5天	%	T0655-1993	不高于5
蒸发/蒸馏残留物含量	%	T0651-1993	不低于62
破乳速率		T0658-1993	慢裂
筛上剩余量 ， 1.18mm	%	T0652-1993	不高于0.05
赛波特粘度， 25℃	SFs	T0623-1993	20-100
电荷		T0653-1993	正电荷+
与矿料的粘附性/裹覆试验		T0654-1993	不低于2/3
延度， 5℃，5cm/min.	cm	T0605-1993	不低于35
测力延度比， 4℃，5cm/min	%	ASTM D226	不低于30
粘韧性，25°C ;  500mm/min	N.m	T0624-2011	不低于25
韧性，25°C ;  500mm/min	N.m	T0624-2011	不低于20
弹性恢复， 10°C	%	T0662-2000	不低于70

1.2集料技术要求

粗集料应选用坚硬、粗糙、外观有棱角的集料；细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质且有适当的颗粒级配。细集料的洁净程度，天然砂以小于0.075mm含量的百分数表示，石屑和机制砂以砂当量（适用于0-4.75mm）或亚甲蓝值（适用0-2.36mm或0-0.15mm）表示。矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等渗水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净、能自由地从矿粉仓流出。外填料---填料采用普通硅酸盐425#水泥，用量由混合料的试验来确定。水---采用可饮用的水源，其用量应根据现场骨料的含水率和混合料试验设计决定。添加剂---施工中如果需要，应根据摊铺效果经试验确定所用添加剂种类和剂量。

2集料级配要求

组成沥青混合料的原材料选定后，沥青混合料的技术性质在很大程度上决定于集料间的级配组成。沥青混合料由于集料的级配不同，可以形成不同的组成结构，其路用性能也有所区别。表2指出了薄层罩面冷拌改性乳化沥青混合料的级配要求。沥青混合料作为路面的结构层必须具备特定的技术要求，例如水稳定性、高温稳定性、劈裂强度等，详见表3所示。

表2 冷拌冷铺料矿料级配要求

筛孔	级配范围（通过率%）
（mm）	下限	级配中值	上限
9.5	95	97.5	100
4.75	55	65	75
2.36	38	48	58
1.18	26	34.5	43
0.6	17	20	33
0.3	10	17	24
0.15	6	11	16
0.075	4	6.5	9

表3 冷拌冷铺沥青混合料试验技术要求

混合料检测项目	稳定度（kN）	流值（mm）	密度（g/cm3）	稳定度（kN）	流值（mm）	空隙率（%）	60℃维姆稳定度	-10℃劲度模量（MPa）
建 议 值	25℃/养生/测试			105℃/养生/测试				60℃/养生/-10℃ 测试
	＞3	2-4.5	＞2.35	＞2.5	3-6	5-7.5	18-25	＜2000

3冷拌改性乳化沥青混合料施工过程及养生

3.1冷拌冷铺沥青混合料的拌和

为了保证均匀、连续、不间断摊铺，必须保证拌和设备的产能，以确保摊铺的连续性。对设备进行原材料标定，摊铺时要注意检查冷拌冷铺沥青混合料的均匀性，及时分析异常现象。如混合料有花白、离析等现象，应作废料处理并及时予以纠正。

3.2冷拌冷铺沥青混合料的摊铺

连续稳定的摊铺是提高路面平整度的最主要措施，摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产能、施工机械配套情况以及摊铺厚度、摊铺宽度，按5—15m/min予以调整选择，做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。未碾压实之前，施工人员不得进入踩踏，一般不允许人工找补整修，只有在特殊情况下，在技术人员或管理人员指导下，允许用人工找补或更换混合料，缺陷较严重时应予以铲除，并调整摊铺机或改进摊铺工艺。摊铺遇雨时，立即停止施工，未压实的混合料必须铲除。

3.3冷拌冷铺沥青混合料的碾压

压实是保证沥青混合料层质量的重要环节，为了保证压实效果，需要采用轻型和重型压路机搭配碾压。同时，为了保证压实度和平整度，碾压应在冷拌冷铺沥青混合料不产生推移、开裂及粘轮的情况下进行。冷拌冷铺沥青混合料容易粘轮，并且无强度时易推移，所以选择合适的压路机、最佳振动频率与振幅是关键。

冷拌冷铺沥青混合料的碾压分三个阶段进行，即初压、复压和终压。初压的目的是整平和稳定混合料以及促进乳化沥青破乳，建议采用8 T左右的轻型钢轮压路机碾压2遍，碾压时可开启高频振动。复压的目的是使混合料密实、稳定、成型，因为在复压前混合料中有大量的水分蒸发，通过复压对混合料空隙进行压密，促进沥青还原；碾压时视混合料表面与压路机的粘轮情况，可采用25T 左右的胶轮压路机，碾压 2～3遍。终压是为了保证平整度以及压实度，最终混合料的密实程度将取决于该道工序，因此，终压过程非常重要，因为在复压后其中混合料的水分蒸发，留有少量的空隙，需要通过终压进行压密。终压通常使用静力胶轮压路机，建议采用25T或更重的胶轮压路机，碾压次数3～5遍。

3.4冷拌冷铺沥青混合料的养生

在摊铺压实后，拌冷铺沥青混合料内还有少量的水分没有蒸发，致使沥青未能够完全还原，混合料的强度较低。因此，需要对其在自然条件下养生48h以上，在养生期间不能有机动车辆在其表面上作业。

4冷拌冷铺沥青混合料施工质量控制

施工过程中材料质量是施工质量的基础，只有严格控制好才能保证混合料的路用性能得以良好发挥，具体材料的质量控制见下表4。工程质量控制也是施工过程关键的环节，良好的工程质量与施工过程中的质量控制是密不可分的，具体施工过程中质量控制见下表5。

表4 施工过程中材料质量检查的项目与频率

材料	检查项目	检查频度	试验规程规定的平行试验次数或一次试验的试样数
粗集料	针片状颗粒含量 颗粒组成（筛分）	随时 随时	2 2
细集料	颗粒组成（筛分） 砂当量 亚甲蓝值	随时 必要时 必要时	2 2 2
矿粉	外观 <0.075mm含量	随时 必要时	－ 2
改性乳化沥青	蒸发残留物含量 蒸发残留物延度 蒸发残留物弹性恢复 表1所列的全部技术参数	每2天1次 每2天1次 每2天1次 每周1次	2 3 3 3

表5 冷拌冷铺联结层施工过程中工程质量控制标准

项目		检测频率	质量要求或 允许偏差	检测方法
油石比		每日1次	±0.3%	燃烧法测定
厚度		每500平方米1点单点评定	不低于设计 厚度的8%	插入法量测
平整度		每200m/2点	6mm	3米直尺：每200米测2处X10尺
矿料级配	0.075mm	每日1次取2个试样筛分的平均值	±2%	T0725
	0.15、0.3、0.6、1.18、2.36（mm）		±4%
	4.75、9.5（mm）		±5%

5冷拌冷铺沥青混合料竣工验收标准与检测

冷拌冷铺表面薄层竣工验收标准见下表6：

表6 冷拌冷铺联结层竣工验收标准

检查项目	质量要求或允许偏差		试验方法和频度
厚度	代表值	不低于设计厚度10%	《公路工程质量检验评定标准 》     附录H JTG F80/1-2004
	合格值	不低于设计厚度15%
渗水系数	300ml/min		每200m测一处T0971
平整度	6  mm		3米直尺：每200米测2处X10尺T0932

冷拌冷铺乳化沥青混合料施工后，经过行车荷载的作用，强度逐渐形成，通过外观检测施工质量，对于出现问题进行局部处理，纤维沥青碎石封层能够恢复原路面的抗滑性能和防水性能，因此需要进行相应的质量检测。

5.1平整度检测

冷拌冷铺表面薄层经过一定的养生后开放交通，因为其强度形成主要有三个阶段：初期碾压成型阶段、破乳时粘结强度增长阶段、粘结强度达到最大值并趋于稳定阶段。开放交通后，由于强度未达到最佳状态，应当限速行驶，但是急刹车现象造成层间的剪切力急剧增大，会造成表面封层的搓起，如有此类问题应当及时修补。

5.2渗水系数检测

冷拌冷铺表面薄层现场渗水系数试验与《公路路基路面现场测试规程》（JTJE60-2008）中沥青路面渗水试验方法（T0971-2008）相同。根据国内外冷拌冷铺表面薄层的研究，以及对于实体工程的检测评定，原路面的防水性能能够得到有效的改善，提出了冷拌冷铺表面薄层性能要求，即渗水系≤300ml/min。

5.3厚度检测

冷拌冷铺表面薄层的厚度检测方法参照《公路工程质量检验评定标准》附录H（JTG F80/1-2004），具体要求如下：其代表不低于设计厚度的10%，合格值不得低于设计厚度的15%。

7.结论

本文从原材料的要求、级配的组成及性能要求、混合料的拌和、摊铺、碾压、养生、施工质量控制、施工过程及养生、竣工验收标准与检测等方面对冷拌冷铺改性乳化沥青混合料施工过程中的关键环节和关键技术进行了详尽的介绍，通过试验，结果表明，冷拌冷铺沥青混合料的干湿劈裂强度和干湿劈裂强度比、车辙试验动稳定度、弯曲试验破坏应变和冻融劈裂强度比均随养生龄期的增加而增加，且均满足现行施工规范中对改性热拌沥青混合料的技术要求，说明其具有应用潜力无穷。