山西科技 SHANXISCIENCEANDTECHNOLOGY
2009年第 6期 11月 20日出版
●应用技术
冷补沥青混合料的配比设计
张明强
(甘肃圆陇路桥机械化公路工程有限责任公司，甘肃兰州，730000)
摘 要：与热拌沥青混合料相比，冷补沥青混合料由于不受天气条件限制，能随用随补，成为目
前公路沥青路面坑槽修补的一种新形式。针对冷补沥青混合料的配比问题，选择了冷补 沥青混合料的原材料，研究了冷补沥青添加荆的配方，对冷补沥青混合科初始强度和成 型强度进行了试验。试验结果表明，所配制的冷补沥青混合料有较好的性能。
关键词：冷补 沥青混合料；配比；强度试验
中图分类号：U416．02 文献标识码：A
文章编号：1004—6429(2009)06—0125—03
沥青路面在长期的使用过程中，由于自然因素和车辆的作 用，用于拌制冷补沥青混合料的细集料应洁净、干燥、无风化、会逐渐损坏而出现松散、坑洞、剥落等病害。这些病害不仅会 加速不含杂质，并有适当的级配范围。我们采用了玄武岩碎石作为路面的破坏，而且降低路面的使用性能，造成行车颠簸、车 速减粗、细集料，矿粉采用石灰石矿粉。慢，降低道路的通行能力，甚至影响交通安全。因此，必须及
表 1 70'A级石油沥青性能指标
时地对路面进行维护和修补。
试验项目 单 位 技术标准 试验值
热拌沥青混合料维修路面适合于地点集中、工程量较大的
针人度 (25oC，5s，100g)
O．1mm
60～80
68．9 路面维修，对于零星分散、工程量小的路面采用热拌沥青混合料 软化点(环球法 )
℃ 44～54
50
修补就不方便，特别在冬春季节，由于受气温和雨季的限制，采
延度(15oC，5cndmin)
Cm >l0() 126
用热料修补也不方便。
闪点 (COC)
℃ ≥260
268
采用冷补沥青混合料维修路面，适用于任何天气和环境，且
材料不需加热，能随用随补，使用方便．适用广泛 。因此，近年来 60℃动力粘度 Pa·S ≥l8O 286
在国内外纷纷开展了对冷补沥青混合料的研究。本文在国内外 含蜡量(蒸馏法 )
％ ≤3％ 1．95
已有研究成果的基础上，通过大量试验，对冷补沥青混合料 的配 溶解度
％ ≥99．5％ 99．98
比进行了研究。 密度 (15℃)
g／em
实测
1．0356
1 冷补沥青混合料原材料选择 质量变化
％ ±O．8
-0-33
1．1 沥青材料 针入度指数 PI
—1．8～l -0．89
考虑到冷补沥青混合料要求易于操作和保证它的疏松性以 及
残留针入度(25℃)
％ ≥58％
63．8
工作性，应采用低稠度沥青，为了保证混合料在夏季不发软， 改
1
．3 添加剂 善它的高温稳定性，我们采用国产 7 石油沥青，这是考虑到 稀释剂完全挥发，混合料形成稳定的路面结构后，两者的路用性 能 冷补添加剂是一种改性剂，其 成份一般多为树脂类高分子
化合物。主要作用就是使沥青改性，同时也有稀释沥青的效果。完全一样。参照《公路：亡程沥青及沥青混合料实验规程》 (JTJ052-
主要组成材料如下：2000)
的有关试验方法检验，各项指标满足要求。其技
(1)改性剂：目前用于道路改性沥青的聚合物种类较多，由
术性能见表
1。 于苯乙烯一丁二烯一苯乙烯(SBS)既可以改善高温稳定性，又可
1-2 砂石材料 以
提高沥青的低温抗裂性能，所以本文选择 SBS作为改性剂。
冷补沥青混合料用粗集料应该洁净、干燥、无风化、不含杂 (2)溶剂：溶剂是冷补添加剂和冷补沥青混合料的重要组成
质，并符合规范规定要求。经检验，其碱性集料比酸性集料与沥 部分，一方面，在冷补添加剂中作为分散介质需将 SBS、PE及其 青的粘附性好。所以，集料最好采用碱性集料。
他组分溶解并能互相混合均匀；另一方面，它随冷补添加剂一起 作者简介：张明强，男，1979年出生，2004年毕业于吉林大
加入到基质沥青中起到降低基质沥青粘度的作用，使冷补沥青混
学，助理工程师，730000，甘肃省兰州市雁北路 2826号
收稿日期：2009-06—17
合料在一定时间内保持良好的施工性能，当冷补沥青混合料施] 完成后，溶剂会逐渐挥发，冷补沥青混合料的强度不断提高。
·
125·
山西科技 SHANXISCIENCEANDTECHNOLOGY
(3)增粘剂：为了改善沥青混合料和冷补沥青混合料的粘结 强度，在冷补沥青添加剂中加入了适量的增粘树脂(为高分子材 料用增粘剂，一种有机物添加剂 )，提高沥青结合料和冷补沥青 混合料的粘附性能和粘结强度。
(4)增塑剂 ：为了增加 SBS、PE与沥青及其他组分的相溶
性、冷补沥青混合料的压实性能，加入了适量的增塑剂(为高分 子材料用有机添加剂 )。
(5)防水剂：为了改善冷补沥青混合料抵抗雨水侵蚀的能
力，加入了适量的防水剂(为一种高分子材料用有机添加剂)。
(6)补强剂 ：为了提高沥青的粘滞性和冷补沥青混合料的强
度，加入 了一定量的纳米无机填料作为补强材料。
将各组成溶剂按不同比例配制成不同配方的冷补沥青添加 剂，然后，将其与基质沥青、稀释剂、矿料配制成冷补沥青混合 料，通过大量的试验，初试出了冷补沥青添加剂的配方。在此基 础上，进一步通过试验进行筛选和优化，确定了冷补沥青添加剂 的配方。部分筛选和优化试验结果见表 2。
表 2 冷补沥青添加剂配方筛选和优化试验结果
编 SBS含 混合料类型 油石比 初始强度(马歇 浸水残留 疏松性和 号 量(
(％) 尔稳定度 kN1 稳定度(％) 压实性
5．O 4．95 78．6 稍 差 配
55
536
82．7
良
好
方
6．0
LB
1
10型 6．O 5．22 84．3 良 好
(10 一20℃ 6．5 4．87 85．2 微小结块
5
下使用 )
510
93 80l4 稍 差 配
55 626 83．2
良
好 方 8．O
2
6．0 6．48
85．7 良
好
1 微小结块
6．5 6．12 86．由表 2可知，用配方 2冷补沥青添加剂配制的冷补沥青混 合料各项技术性能优良，以此配方为基准作为冷补沥青添加剂
的配方。 1．4 确定沥青混合料的结构类型
按级配原则构成的沥青混合料，其结构通常由 3种方式组
成，即：悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构。悬浮密实 结构通常按密实级配原则进行设计，其密实度与强度较高，水
稳 定性、低温抗裂性、耐久性都比较好，但其受沥青材料性质的影 响较大，高温稳定性差；骨架空隙结构沥青混合料强度受沥青的
性质和物理状态影响较少，故高温稳定性好。但由于空隙率较
大，透水性 、耐老化性能、低温抗裂性能、耐久性较差；骨架密实 结构的沥青混合料综合了悬浮密实结构和骨架空隙结构的特 点，
采用了非连续间断型级配，密实度、强度和稳定性都比较好。 为了兼顾混合料的抗水害能力以及耐久性，选定以骨架密实结
构沥青混合料级配为基础进行调整作为推荐级配。
1．5 确定最佳沥青用量 传统的热拌沥青混合料配合比设计的方
法有两种：一种是
马歇尔试验，另一种是经验公式法。由于在沥青混凝土路面坑槽
2009年第 6期 11月 20日出版
修补中进行马歇尔试验过于麻烦，所以用经验公式法确定最佳
3 冷补沥青混合料成型强度试验
冷补沥青混合料在补筑之后，随着溶剂 、稀释剂等的挥发， 沥青粘度的增大，混合料的强度是不断增大的。为了保证沥青路
沥青用量。同济大学根据大量试验数据，总结出了一套适合于冷 补沥青混合料最佳沥青用量的经验公式：
P =0．021a+0．056b+0．099C+0．12d+1．2
式中：P—— 冷补沥青混合料结合料用量，％； a—
— 大于 2．36mm颗粒质量百分率，％； b—— 0．3—2．36mm颗粒质量百分率，％； C—— 0．075—0．3mm颗粒质量百分率，％；
d—— 小于 0．075mm颗粒质量百分率，％。
由矿料级配，根据上面公式可计算出LB一1O型沥青混合料
的最佳沥青用量为 4．6％。
2 冷补沥青混合料初始强度试验
为了满足沥青混合料在路面上摊补后可经受住车轮的轮载作用，避免混合料因强度过低，而在轮载的集中力作用处产生推移、拥包而形成类似车辙的病害，冷补沥青混合料在压实后需要 达到一定强度。可采用马歇尔稳定度这一指标来评价它的初始 强度。冷
补沥青混合料初始强度试验结果见表 3。
表 3 LB一10型冷补沥青混合料初始强度试验结果
冷补沥青混合料类型
稳定度(kN) 备注
适应于 2O℃～3O℃
6．23
25℃成型，测试
LB一1O型 适应于 1O℃～20℃
7．79
l5℃成型，测试
适应于 0～10℃ 6．24 5℃成型，测试
·
l26·
面在夏季高温季节行车荷载反复作用下不致产生诸如波浪、推 移、车辙、拥包等病害，冷补沥青混合料除了要满足修补初期所 需的技术要求以外，还必须考察冷补沥青混合料在路面成型后 能否
满足路面的性能要求。先将冷补沥青混合料在 163℃烘箱 中加热
4h(以使混合料中的溶剂、稀释剂等挥发)后，然后按照 现行试验规程(JTJ052-2000)的方法成型试件，进行马歇尔稳定 度试验，油石 比为 4．6％，试验测得稳定度为 15．9kN。 4 结束语
选择了冷补沥青混合料的原材料，确定了冷补添加剂用主 改 性剂品种和规格后，通过大量的试验确定了冷补添加剂其他 组成成分的品种、规格及用量，确定 了冷补沥青添加剂的配方，
确定了最佳沥青用量，对所配置的冷补沥青混合料进行了初始 强 度试验和成型强度试验，试验结果表明均满足要求。
参考文献
[1]
中华人民共和国交通部．JTJ052-2000 公路工程沥青及 沥
青混合料试验规程[s]．北京：人民交通出版社，2000．
[2] 中华人民共和国交通部．JTGF40~2004 公路沥青路面施
工技术规范[S]．北京：人民交通出版社，2005．
[3] 刘大梁，刘小燕．高性能预拌式冷铺沥青混合料的研制和应
用[J]．公路，2004(10)：112一l14．
[4] 李 勇．沥青路面冷补技术的特点和应用 (下转第 130页)
山西科技 SHANXISCIENCE ANDTECHNOLOGY 2009年第 6期 I1月 20日出版
773．965m，前为 774．000m，为坑底承压和安装固定枕木需浇注
管内出土利用自制小车人工推运，垂直运输采用少先吊运 至坑外。为减少管臂摩擦阻力，应在外侧涂冷底子油一道并刷沥 青一道。
20cm厚 C15砼底板，西砼上平高程 772．370m，东砼上平高程 772．405m，纵坡坡度为 0．005。浇注砼底板时，枕木 20×20X300 方木要预埋入砼内 5cm，外露 15cm，枕木间距 60cm。枕木上安
(2)给水管安装。顶管完成后即可穿人给水钢管，按设计要
设导轨，枕木与导轨间垫 1cm厚导轨垫铁，用道钉固定导轨，顶 镐中心距套管中心线以下 27．3cm，工作坑西端一角要预留积水 坑：尺寸 40cmx40cm×50cm，若降水效果不好，地下水进人工 作坑，可用 3潜水泵明排。
求进行钢管焊接施工。
2．9 纠偏措施
纠偏方法较多，简单的纠偏方法有挖土纠偏、斜撑杆或千斤 纠偏。挖土纠偏是管子出现左右偏差，若偏左管前左多留土，右 侧多挖；上下偏差，若管子低头则管顶多挖，管底多留土，反之亦
工作坑后背：后背钢板桩前，现浇 C30钢筋砼，板墙，板墙后
开挖深 5m、宽 3m基坑，换填级配砾石至自然地面。
2-7 测量
然。斜撑杆或千斤纠偏是利用圆木或别的材料或千斤，一头顶到 偏的方向士体垫板上，一头顶到管内，管子顶进时纠偏。以上两 种方法一般需进行多次才能完成。
检测仪器：经纬仪 l台，水准仪 1台，激光水准仪 1台。 经纬仪打出中心线，利用垂球挂球线放到坑底作为激光水
2．10 钢板桩拔除
3 结束语
准仪定位中线，激光水准仪架空安在顶镐后面与中线对正，即可 制导顶进作业。当管子用 45t汽车吊放到导轨上后要校核，管两 头和
给水管 1420钢管安装完毕后，用 25t汽车吊拔除 28b型
槽钢板桩。工作坑和接受坑回填后清理西干渠内防水层。
发现偏差及时纠偏。
2．8 顶管作业
中心线是否符合要求，顶进开始后每加一次顶铁复核一次，
施工期间对西干渠进行沉降观测，做好施工观测记录。
方案，经过工 程实践检验，西 干渠在顶管施工期间运行工况正
】998．
通过详细分析，确定了大口径供水管道穿越西干渠的顶管
常，既保证了供水管道的正常施工，又确保了西干渠的安全，取 得了不错的施工效果，为以后类 似管道的穿越施工提供了成功 的经验。
参考文献
(1)顶进作业与出土。顶进设备：管中心线方向高程准确 ， 顶力中心线与顶管中心线要在同一垂直面内，高程要符合要求。 吊装设备由于每节重约 12．5t，且吊装半径约 12m，故采用 45t
汽车吊下管。顶进开始管前掏土同顶管直径相同，顶进 50cm后 管顶及左右允许超挖 1—1．5cm，管中心以下 130。不许挖超。
[I] 余彬泉，陈传灿．顶管施工技术[M]．北京：人民交通出版社，
Jacking Construction ofW ater Supply PipesacrossMain Canals
Zheng Jianwei
(上接第 126页)[J]．筑路机械与施工机械，20o5(6)：26—28． [6] 迟银波．沥青路面冷补材料试验研究[J]．森林工程 ，2007，23 [5] 延西利，何进财，金晓晴．冷补沥青混合料的技术性能及试 (3)：55—57．
验方法探讨[J]．交通标准化，2006(9)：72—77．
ABSTRACT：Thepaper，based on theactualconstruction，makesplansofjackingconstructionoflarge—diameterwatersupplypipes
across main canals，introduces some specifc methods and the practice shows thatthey are feasible and reasonable and have achieved satis—
factory results．
KEYWORDS：large—diameterwatersupplypipe；jacking；maincanal
Proportion Design ofthe Cold FillAsphaltM ixture
Zhang M ingqiang
and has become anew form ofilingfthe pitsofoadr pavement．Considering the mixing proportion and raw materialsofhet mixture，the paper
ABSTRACT：Compared with hot—mixasphaltmixture，cold ilfasphaltmixturecanbeused with noregard to hetweatherand time
studiesthe mixing and tests initial strength nda forming strength，the esultrshowsthatthemixture ofthe proportion has betterperform ncea．
KEYW ORDS：coldillfsphaltamixture；proportion；strengthtest
130·
·
冷补沥青混合料的配比设计 pdf - 图文
