郭懷存（甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

1 引 言

瀝青路面是我國高等級路面的主要組成形式，與水泥混凝土路面相比，其具有行車舒適性好、路面平整度高、施工期短、噪聲小、養(yǎng)護(hù)維修方便等優(yōu)點。但是在長期的使用過程中，路面要經(jīng)受車輛荷載及外界環(huán)境的長期作用，不可避免的會產(chǎn)生開裂、車轍、推擠、坑槽等病害，嚴(yán)重時會降低行車舒適性，大大縮短道路使用壽命，甚至危及行車安全。

坑槽作為瀝青路面病害的重要組成形式，其產(chǎn)生的原因是多方面的，但水損壞及車輛荷載的反復(fù)作用是其產(chǎn)生的最主要原因。目前，對于瀝青路面坑槽的修補(bǔ)主要采用熱拌瀝青混合料，其具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、與舊路面兼容性良等優(yōu)點，但其施工受環(huán)境影響較大，在低溫季節(jié)及降雨天氣不得施工，嚴(yán)重影響了坑槽的及時修補(bǔ)。而且，熱拌瀝青混合料在拌和及施工過程中會產(chǎn)生大量的有害氣體，不僅危害施工作業(yè)人員身體健康，而且嚴(yán)重污染環(huán)境[1]。因而，冷拌瀝青混合料作為一種新型材料應(yīng)運(yùn)而生，其具有無需加熱、環(huán)境污染少、適于低溫季節(jié)及雨天施工、施工簡便等優(yōu)點。

2 冷補(bǔ)材料分類及性能評價方法

冷補(bǔ)瀝青材料的作用原理是在常規(guī)瀝青中添加柴油等稀釋液，外加添加劑，以降低瀝青黏度，實現(xiàn)其可在低溫施工的目的，作為冷補(bǔ)瀝青混合料其應(yīng)具有以下性能[2]。

1）良好的高溫抗車轍、低溫抗開裂以及水穩(wěn)定性；

2）具有足夠的強(qiáng)度；

3）與舊路面良好的粘結(jié)性及相容性；

4）較好的抗疲勞及耐老化性能等。

2.1 修補(bǔ)材料分類

根據(jù)成型過程及結(jié)合料類型的不同，冷補(bǔ)瀝青混合料主要分為三大類[3]：

2.1.1 溶劑型

該類瀝青混合料是用稀釋液（煤油、柴油等）對原瀝青進(jìn)行稀釋，然后添加一定量的外加劑，使瀝青在低溫及常溫條件下具有一定的流動性，實現(xiàn)與集料低溫或常溫的拌和。拌和后，由于瀝青粘度較小，可較長時間的儲存，鋪筑于路面后，隨著稀釋液的揮發(fā)，混合料的強(qiáng)度逐漸形成。

2.1.2 反應(yīng)型

該類瀝青混合料是通過兩種或多種組分的材料進(jìn)行交聯(lián)固化發(fā)應(yīng)，且反應(yīng)需要一定的時間。在反應(yīng)初期，瀝青呈流動狀態(tài)，可在低溫或常溫下與集料拌和，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，混合料強(qiáng)度逐漸形成。因而，該種瀝青混合料需要在現(xiàn)場拌和，并及時進(jìn)行施工。

2.1.3 乳劑型

該類瀝青混合料采用的瀝青為乳化瀝青，該瀝青在常溫下具有良好的流動性，因而可實現(xiàn)與集料在常溫下的拌和，拌和后其性能穩(wěn)定（破乳前），可袋裝進(jìn)行儲存。鋪筑于路面后，乳化瀝青中的水分逐漸揮發(fā)（乳化瀝青破乳），混凝土強(qiáng)度逐漸形成。

2.2 性能評價方法

目前，國內(nèi)外對于冷補(bǔ)瀝青混合料的性能評價并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)達(dá)成的共識是應(yīng)當(dāng)具有良好的疏松性及可壓性，具有較高的強(qiáng)度及良好的水穩(wěn)性，具體包括以下幾個方面[4]：

2.2.1 初始強(qiáng)度

以瀝青混合料攤鋪碾壓后第7d的穩(wěn)定度作為標(biāo)準(zhǔn)，要求其應(yīng)大于2.0KN。

2.2.2 成型強(qiáng)度

以瀝青混合料攤鋪碾壓后第7d的穩(wěn)定度作為標(biāo)準(zhǔn)，但不同的研究機(jī)構(gòu)要求有所不同，同濟(jì)大學(xué)要求大于5.0KN，長安大學(xué)要求大于4.0kn，日本要求大于3.0KN。

2.2.3 工作性

包括疏松性和可壓實性，對冷補(bǔ)瀝青混合料進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗，老化前的強(qiáng)度應(yīng)小于200KPa，老化后的強(qiáng)度應(yīng)小于1000KPa。

2.2.4 水穩(wěn)定性

以浸水馬歇爾試驗方法進(jìn)行評價，要求殘留穩(wěn)定度不小于70%。

3 路面修補(bǔ)技術(shù)

良好的坑槽修補(bǔ)技術(shù)是保證瀝青路面坑槽修補(bǔ)質(zhì)量的前提，因而選擇合適的修補(bǔ)技術(shù)十分重要。根據(jù)修補(bǔ)設(shè)備及施工工藝的不同，目前的修補(bǔ)技術(shù)主要包括四大類[5]：

3.1 挖補(bǔ)式修補(bǔ)技術(shù)

該技術(shù)是目前最為常見的修補(bǔ)技術(shù)，修補(bǔ)時將不規(guī)則的坑槽部分切割成矩形，并挖至路面完好部分，然后填補(bǔ)修補(bǔ)材料，最后碾壓成型。修補(bǔ)后使用年限較長，因而又稱永久修補(bǔ)技術(shù)。

3.2 填料式修補(bǔ)技術(shù)

該技術(shù)修補(bǔ)坑槽時對坑槽進(jìn)行簡單處理后直接填充填料，然后碾壓成型。該技術(shù)是一種臨時的緊急修補(bǔ)技術(shù)，修補(bǔ)后極易再次破壞。

3.3 噴射式修補(bǔ)技術(shù)

該技術(shù)在國內(nèi)使用較少，是世界上最新的坑槽修補(bǔ)技術(shù)。該技術(shù)修補(bǔ)坑槽時，采用自動養(yǎng)護(hù)車，將乳化瀝青以高壓噴射的方式噴入坑槽，修補(bǔ)路面，無需碾壓。該技術(shù)修補(bǔ)的坑槽經(jīng)久耐用，對交通影響小，可隨時開放交通。

3.4 熱烘式修補(bǔ)技術(shù)

該技術(shù)僅需對路面進(jìn)行簡單處理后（去除表面雜物），使用加熱設(shè)備對坑槽處路面進(jìn)行加熱，然后填入瀝青混合料，最后使用碾壓設(shè)備碾壓成型。但是由于加熱設(shè)備加熱深度有限，因而只能用于上面層損壞的坑槽修補(bǔ)。

4 研究進(jìn)展

國外對于冷補(bǔ)材料的研究較早，19世紀(jì)20年代開始，前蘇聯(lián)和美國開始對冷補(bǔ)材料展開研究，研究時前蘇聯(lián)重點關(guān)注混合料成型后的強(qiáng)度，因而礦粉摻量較高[6]。美國的SHARP 計劃中涉及了冷補(bǔ)材料的研究，研究時采用級配與熱拌瀝青混合料相同，瀝青采用的溶劑型瀝青，重點關(guān)注溶劑揮發(fā)速度與外界濕度和溫度的關(guān)系。

加拿大推出特有的添加劑，重點研究冷補(bǔ)材料在低溫條件下的施工，研究時采用的級配為開級配，礦粉摻量少，但強(qiáng)度較高。日本根據(jù)情況的不同研發(fā)了兩種型號的瀝青混合料。英國重點研究乳劑型冷補(bǔ)材料，并在實際工程中使用，取得了良好的效果。

國內(nèi)對于冷補(bǔ)材料的研究較晚，但隨著研究的深入，取得了豐碩的成果。山西太原公路管理局在1994年開始研究冷補(bǔ)材料，并在108國道、太長線等實際工程中使用了該技術(shù)，效果良好[7]。四川公路科技事業(yè)有限責(zé)任公司開發(fā)了溶劑型瀝青（LB瀝青），該瀝青是在基質(zhì)瀝青中摻加有機(jī)溶劑及添加劑，在常溫下呈流動狀態(tài)，并在實際路面坑槽修補(bǔ)工程中使用了該材料，效果良好[8]。

長安大學(xué)[9]開發(fā)了溶劑型瀝青，并開發(fā)了HU-L添加劑，該添加劑為棕色，帶有刺激性氣溫，制備的瀝青混合料可常溫存放6個月以上。同濟(jì)大學(xué)對冷補(bǔ)材料的強(qiáng)度形成機(jī)理進(jìn)行了研究，指出冷補(bǔ)混合料的強(qiáng)度來源于瀝青的分子力作用，其強(qiáng)度主要依靠瀝青粘度、膜厚及礦粉用量[10]。東北林業(yè)大學(xué)對冷補(bǔ)材料也進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并應(yīng)用于實際工程，效果良好。廣東工業(yè)大學(xué)對環(huán)氧乳化瀝青進(jìn)行了大量研究，發(fā)現(xiàn)其性能優(yōu)于普通瀝青，可滿足路面坑槽修補(bǔ)的需要[11]。此外，東南大學(xué)、長沙理工大學(xué)、武漢理工大學(xué)等知名院校也對坑槽冷補(bǔ)材料展開研究，取得了豐碩的成果，大大促進(jìn)了我國公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)的發(fā)展。

總之，目前國內(nèi)外對于冷補(bǔ)材料的研究以溶劑型為準(zhǔn)，分析原因主要是因為反應(yīng)型冷補(bǔ)材料成本太高，乳劑型冷補(bǔ)材料成型時間長，初期強(qiáng)度低，以及儲存不穩(wěn)定等。

5 展 望

冷補(bǔ)材料具有可儲存、節(jié)能環(huán)保、施工方便、可在低溫雨雪天氣施工等優(yōu)點，對快速修補(bǔ)道路坑槽優(yōu)勢明顯。隨著研究的深入，國內(nèi)外在坑槽冷補(bǔ)材料研究方面取得了豐碩的成果，但仍有一些問題尚未解決，如缺乏專門的評價體系及試驗方法評價其性能、疏松性和可壓實性的平衡、新老材料界面的粘結(jié)、冷補(bǔ)材料強(qiáng)度相對較低等問題，仍然是未來冷補(bǔ)材料的研究熱點。

同時，目前圍繞坑槽冷補(bǔ)的研究多集中于施工工藝及修補(bǔ)材料兩大方面，缺乏修補(bǔ)材料結(jié)構(gòu)方面的研究。無論使用何種材料均應(yīng)建立在一定結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，脫離結(jié)構(gòu)的材料研究及開發(fā)是毫無意義的。而且，對于坑槽修補(bǔ)深度也無相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，只是評經(jīng)驗確定，修補(bǔ)后路面性能如何也缺乏評價標(biāo)準(zhǔn)。

受限于目前壓實工藝的水平，坑槽邊角位置往往得不到有效的壓實，成為坑槽修補(bǔ)后的薄弱環(huán)節(jié)，極易在邊角位置再次發(fā)生瀝青混合料的松散、剝落，進(jìn)而產(chǎn)生新的坑槽。因而，如何采取有效的施工工藝保證邊角位置的壓實質(zhì)量是急需解決的一大問題。

[1]任永利.HU-L冷補(bǔ)料在高等級公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修中的應(yīng)用[J].廣東公路交通,2003.

[2]時寧.瀝青路面坑槽修補(bǔ)界面技術(shù)研究［D］.重慶:重慶交通大學(xué)，2007.

[3]龐世華，陳忠達(dá)，惠丹丹.環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青冷補(bǔ)混合料的研究［J］.石油瀝青，2012，26(4):46－48.

[4]陳士軒,孫術(shù)學(xué),李紅.瀝青路面坑槽病害冷補(bǔ)材料研究綜述[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2016,12(07):3-4.

[5]龐世華.環(huán)氧乳化瀝青冷補(bǔ)混合料及應(yīng)用研究［D］.西安:長安大學(xué)，2013.

[6]惠高峰.馬安厚.郝毅慶.常溫瀝青混合料冬季修補(bǔ)瀝青路面坑槽技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].山西交通科技,1998.

[7]王玉亮.瀝青路面冬季補(bǔ)坑槽技術(shù)研究與實踐[J],山西交通科技.2000.

[8]楊揚(yáng).寒區(qū)瀝青砼路面坑槽冷補(bǔ)材料路用性能研究[D].黑龍江:東北林業(yè)大學(xué).2007.

[9]蓋衛(wèi)鵬.冷補(bǔ)瀝青混合料養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究［D］.西安:長安大學(xué),2010.

[10]余世敏.儲存式冷鋪瀝青混合料的設(shè)計及應(yīng)用研究[D].上海:同濟(jì)大學(xué),2008.

[11]何遠(yuǎn)航.水性環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青及其微表處路用性能研究[D].廣州:廣東工業(yè)大學(xué),2008