浅谈高性能冷补料在公路养护中的应用
浅谈高性能冷补料在公路养护中的应用
陈保 李林
（河南省镇平县公路管理局 河南 镇平 474250）
摘要：本文通过制备高性能的冷补料，介绍了冷补料的配制程序、性能评价试验、拌和生产方式、存储和施工方法等内容，试验证明：冷补料具有储存稳定、施工和易性好、水稳定性好、成型强度等优良的路用性能，是一种用途非常广泛的路面修补材料。
关键词：高性能；冷补料；公路养护
冷补料是一种高科技道路修补材料，可以全天候使用，适用于在任何天气和环境下补修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、机场跑道等。经过多年来的不断改进和完善，冷补料材料的性能更加成熟，无论在质量和使用上，都优于热拌的沥青、乳化沥青混合料，并以其操作简单、存放长久、修补质量好、用途广泛、利于环保等特点，已在全世界得到应用，在国内许多市政道路、干线公路、高速公路得到普遍推广应用。
1.冷补料的性能适用天气和环境
冷补料适用的环境温度范围宽，可以在-30℃至50℃之间适用，冷补防水性能极佳，在雨雪天气和积水坑穴都可以施工。使用冷补材料，修补时无需粘层油，备料可随取，随用不需要重型施工机械，可根据路面的不同修补情况采用冲击压实，人工压实等。冷补料具有极强的抗老化和粘结性功能，修补后的抗穴，不易产生脱落，龟裂等不良现象，不需要重新修补。用冷补维修材料补过的区域无需封闭交通，可立即通车，大大缓解因道路修补施工而造成的交通堵车。冷补材料生产和使用不会产生粉尘和黑烟，且材料不溶于水，因而不会污染大气和水，有利于环境保护。冷补材料与沥青混凝土、水泥混凝土、金属表面等不同基质的材料均有良好的粘结力，可广泛应用与高速公路、干线公路、市政道路、机场道路、桥梁等多种路面的修补与养护。使用冷补材料施工。不受天气和坑槽大小、数量的限制、修补及时，可避免坑槽扩大，节省修补材料，且修补时无需加热和搅拌，可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，真正的100%利用。
2.冷补料的基本性能
2.1冷补料的组成
冷补料主要由冷补液和矿料拌和制备完成。冷补液由基质沥青（A级沥青）、隔离剂（“-20#-0#”普通柴油）、添加剂（配制冷补液的关键原料由多种聚合物组成，常温下呈液态油状，能够改善冷补液与骨料之间的粘附性能，促进强度的形成）参配而成。生产时选用骨架空隙型级配，骨架嵌挤提供的初期强度可以抵御行车荷载，保证一定的空隙率促使隔离剂较快挥发，加速强度的形成。要求矿粉含量要小于5%,确保长期存储时，冷补材料性能保持稳定，满足施工和易性要求。
2.2冷补料强度形成过程
初期强度主要由骨架嵌挤形成，随着时间的推移，冷补液中的隔离剂逐步挥发，冷补液粘度增大，沥青结合料的粘结力增大。骨架嵌挤力和结合料粘结力共同作用形成最终强度。
2.3性能评价试验
（1）粘附性试验：取250g的冷补料放入沸水中，试验时以1r/s的速率用玻璃搅拌，持续3min。目测粘附性等级，要求粘附性等级达到5级。
（2）贯入试验：取冷补料松散放入测试盒中，置于4℃的冰箱中保温3h；用贯入强度仪测试，记录贯入强度仪上的读数，记为贯入强度。要求贯入强度在0.5～４之间。
（3）粘聚性试验：取冷补料装入马歇尔试模中，放入4℃冰箱3h；取出后双面各击实５次，脱模后稳重并迅速放在标准筛上；将标准筛直立并使试件沿筛框来回滚动２０次，大约每秒１次；打开筛盖，称取最大的一块的质量，计算残留率。要求残留率≥60%。
（4）修正马歇尔试验：取冷补料装入马歇尔试模中，双面各击实25次；连同试模以侧面竖立方式置于110℃烘箱中养生24h；取出后再双面各击实2５次，再连同试模在室温中竖立放置6h；脱模后在25℃恒温水槽中养生30min/48h，进行马歇尔试验。性能指标要求稳定度≥5KN,残留稳定度≥85%。
2.4冷补料基本性能
通过试验可知：冷补料具有储存稳定性好，成品料袋装密封储存，性保持长期稳定；施工和易性好，低温条件下仍有良好的施工性能；水稳定性好，可在雨雪天气施工，具有良好的抗水损害能力；成型强度高，经初步压实，即具有抵抗挤压和车辙的能力；施工方法简单、修补质量极佳、立即通车、绿色环保、用途广泛、修补成本低等优良的路面修补性能。
3.冷补料的生产和储存
小规模生产可以采用常温拌和，批量生产，可以采用中温拌和，沥青采用拌和楼。其生产工艺流程为：冷补料配制—搅拌—冷补沥青混合料—包装、储存。
3.1冷补料的生产
冷补液配制要在110℃～130℃之间的基质沥青中加入柴油和添加剂，并借助机械搅拌或泵循环装置混合均匀。冷补液的温度宜保持在80℃～100℃。冷补料搅拌时集料回热温度宜为70℃～80℃，不要超过100℃。冷补料搅拌时间≥25s，出料温度不宜超过80℃。
3.2冷补料的包装、储存
（1）冷补料的储存。冷补料从拌和楼出料后，可用装卸卡车卸于干燥洁净的地面上，冷却至常温后装入袋中密封，冷补料应装袋密封储存。冷补料也能在室外或室内无覆盖的条件下储存，为保持其松散性和存储寿命，建议其最少储存量为20-30吨，密闭容器和塑料袋包装有利于更好的储存与使用。室外储存的应放置在坚硬的地面上，存期半年，通常露天存放成“金字塔”状，远离易燃物品及高氧化度物料，避免雨水或雪水积存。
（2）冷补沥青的储存。冷补沥青在常温下桶装密封储存，可存放两年以上，应将桶存放在阴凉处或通风的仓库内，不能放置在阳光下，以防受热膨胀将桶胀裂，并远离易燃物品及高氧化度物料。待使用时，可用导热油管缓慢加热，禁止用明火加热。
（3）冷补添加剂的储存。冷补添加剂在常温下桶装密封储存，同样可存放两年以上，应将桶存放在阴凉处或通风的仓库内，不能放置在阳光下，以防受热变质，并远离易燃物品及高氧化度物料。
4.冷补料的施工方法
道路应急抢修时，简单的清扫即可填料。用运料车的车轮碾压几遍，或用铁锹人工拍打几下即可。道路非应急抢修时，冷补料的施工程序为：坑槽开挖—坑槽清扫—涂刷粘层油—填料—振动夯实—封边处理。冬季施工时，堆放在室外的冷补料使用前宜搬至暖和的室内回温24h，施工时装料车宜加铺保温苫布。
施工时一般应将带修补的坑槽及四周的碎石、废渣清理干净，坑槽内不得存有泥浆、冰块等杂物。高速公路、市政道路工程修补。被修补的坑槽、沟槽应有整齐的切边，废渣的清除要见到固体坚固面为止。然后把足够的冷补材料添进坑槽，直到高出地面1.5cm左右，高速公路和干线公路修补，其冷补料的投人量可增加10%左右。填满后坑槽中央应高于四周路面并呈弧形。如路面破损深度在5cm以上时，填补工作应以4cm为一层，分层填补，逐层压实，铺设均匀后，根据实地修补环境、修补面积大小和深度，选择适当的压实工具和方法进行压实。如：人工夯实、震动板夯实、压路机压实等方式。压实完成后可在表面均匀的撒上一层石粉或细砂，使用清扫工具来回清扫，以使细砂填满表面空隙。修补玩的坑槽表面应光洁、平整、无轮迹，坑槽四周和边角一定要压实、无松散等现象，普通修补压实度要达到93%以上。高速公路修补压实度要达到95%以上。
5.结论
实践证明，高性能冷补料不仅适用于各种道路坑槽的修补，而且对道路的中修、小修同样具有良好的修补效果，其成本、质量和使用都优于一般冷补材料或传统的热拌沥青、乳化沥青混合料。为更好地发挥冷补材料的综合性能，达到最佳的使用效果，生产时可根据季节和气温具体情况配制相应配方的冷补沥青混合料。
