沥青路面裂缝与坑槽冷补技术现状应用与探讨

1、    沥青路面裂缝与坑槽冷补技术现状应用与探讨    陈永真摘 要：由于多种因素作用，沥青路面在通车后相对较短时间内，就出现裂缝、坑槽、等病害，需要采取相应的养护维修措施以修复其路用功能。本文主要针对沥青路面裂缝和坑槽探讨了目前主要的冷补应用技术和材料。关键词：沥青路面；裂缝坑槽；冷补技术1概述沥青路面因其连续性好、平整度佳、适用范围广、行车舒适等优势成为目前我国公路工程的主要路面结构形式。但是由于多种因素作用，沥青路面使用寿命一般低于设计使用年限，在通车后相对较短时间内，就出现裂缝、坑槽等病害，需要采取相应的养护维修措施以修复其路用功能。裂缝类及坑槽

2、类病害是沥青路面最为常见的两种病害，在实际道路养护维修工作中发生频率最大，维修难度也较大，主要修补技术有冷补和热补两种方式。沥青路面裂缝修补材料种类也较多，大体可分为三种类型：热灌式地沥青、粘性有机硅树脂、冷灌式填缝材料。除以上三种修补材料，近几年依靠沥青改性技术的不断发展，以改性沥青为基本材料的新型填缝料也被广泛应用。沥青路面坑槽损坏修补材料一般采用热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料，目前应用的冷补沥青混合料普遍存在初始强度低、强度增长慢、温度敏感性大等问题。2 国外沥青路面冷补技术研究现状国外较早开始了关于沥青路面冷补材料的研究，乳化沥青的工业化生产始于1921年，当时乳化沥青主要作为沥青路面

3、表面处治材料及常温下路面修补材料使用，乳化沥青也是当时冷补沥青混合料的主要结合料。前苏联的研究指出冷补沥青混合料与热拌沥青混合料的根本区别在于，为了保证获得必要的强度、耐水性、耐热性和耐冻性，在冷补沥青混合料中加入了适当的液体沥青，因此在矿物材料中应有适量的矿粉含量，沥青越稀释，越应加大矿粉用量。美国shrp计划研究了沥青路面坑槽修补的关键技术，对比了坑槽分别在潮湿或干燥状态下，修补材料和修补工艺的不同对于坑槽修补后性能的影响。研究表明，在相同外界环境温度及不同修补工艺种类情况下结果有一致性，即干燥环境下被修补坑槽寿命比潮湿环境下被修补坑槽高34倍；施工环境较高温度下被修补坑槽寿命比施工环境较

4、低温度下被修补坑槽高23倍；采用永久性修补工艺的被修补坑槽寿命比采用临时性修补工艺的长；油石界面区是影响沥青混合料力学性能、水稳定性和高温稳定性的重要因素，同时对沥青混合料的低温性能、抗疲劳性能以及抗老化性能也有一定影响，提高油石界面粘附强度可有效改善沥青混合料的性能。1991年，英国颁布了用于修复公路孔洞的规范，该规范不准使用长期以来使用的可以存储的沥青碎石。规范允许使用新研制的永久性冷补路面材料，要求满足刚度模量规范和大于2、3年的保证期。英国在1996年10月召开了冷补和温补沥青混合料工艺讨论会，会中提出的论文主要涉及混合料组成、刨槽修复、人行道以及欧洲大陆有关沥青混合料经验的概述。英国

5、heriot.watt大学用了六年的时间对乳化沥青混合料进行了系统的研究，并提出了对沥青路面修补材料的新要求。日本对用于重交通沥青路面面层的冷补沥青混合料进行了研究，达到了预期性能要求：冷补沥青混合料的动稳定度>3000次/mm，总能耗比热拌沥青混合料降低10%以上。日本大有株式会社对常温沥青混合料进行了系统研究，总结并提出了相关试验方法和技术标准。除了冷拌沥青混合料之外，沥青改性技术也被广泛应用与沥青路面修补领域，世界各国研制了多种以改性沥青为基本材料的新型沥青路面填缝材料。例如美国公路部门在1995年研制了一种crf-pm聚合物改性乳液，其弹性、流动性和粘结力都比同种材料较好，施工时

6、受季节和气候影响小，与旧沥青混合料之间有较强的粘结性能，不易失效。美国crafco公司通过改变材料配比研制了适用于不同环境、施工要求的改性沥青密封胶，可满足不同施工要求和环境要求。未来沥青路面冷补沥青混合料的发展有以下几个方向：可以控制破乳时间的乳化沥青、掺聚合物的乳化沥青、精制乳化沥青、高浓度乳化沥青等。综上所述，国外对于沥青路面冷补材料主要集中于冷补沥青混合料和改性填缝料等方面，对于乳化沥青和界面粘接材料进行了系统、细致的研究，有多项技术和多种材料被广泛应用，但是作为国外专利技术，引进使用需要较高的成本，并且其各项性能也存在改善的空间。3 国内沥青路面冷补技术研究现状相比国外，国内对于沥青

7、路面冷补材料和坑槽、裂缝界面粘接材料研究与应用较晚，约在上世纪90年代才开始对其进行较为深入的研究。但是沥青路面冷补材料在我国的发展却比较快，国内许多科研院所、大专院校和专家学者先后研制成功了许多种类的沥青路面冷补材料。这些材料在实际运用过程中不断完善发展，取得了许多成熟、高效的成果和技术手段，但是也存在一定的问题需要解决。东北林业大学较早开展了对于低温冷补沥青混合料的研究，得到拌制冷补沥青混合料的两种方法：一是在沥青中掺入一定量的煤油；二是掺入一定量的柴油和油腳（该油脚是一种包含磷等多种元素的油类物质，在沥青混合料中起到隔离和润滑的作用）。在大量试验研究基础之上，东北林业大学于1994年补筑

8、了试验路，利用该技术和乳剂型常温沥青混合料进行修补，对比了两者的性能。经过两年的路用观察，被修补路面使用性能良好，修补材料基本无脱落失效，验证了其优良性能。长安大学道路材料研究所研制出hul冷补沥青混合料，该混合料中添加了hul冷补添加剂，这种添加剂是一种棕色、易挥发的油状液体。hul冷补沥青混合料与旧沥青混合料粘结性能较强，不易脱落失效，施工简单，环保无毒，受天气因素影响小，但是此混合料成形慢，需要养护较长时间才能得到期望强度。北京交科新材料技术公司和交通部科学研究院及国外相关机构进行研究合作，研制成功了交科系列冷补沥青材料。此外，该公司还研制了温拌沥青混合料添加剂，利用该添加剂的温拌沥青混

9、合料比普通热沥青混合料的出料、摊铺、成型温度平均降低3050，节能减排效果明显，环保效益显著，并且可有效改善沥青混合料的压实工作性，延长道路使用年限。同济大学吕伟民老师等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，其粘结力主要来源于沥青的分子作用，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。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。四川公路科技实业有限责任公司研制出了lb冷补沥青混合料，此冷补沥青混合料与其他种类的冷补沥青混合料的不同之处在于掺加

10、了有机溶剂、还原剂以及外加剂（含改性剂）。lb沥青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提高。根据具体工程要求，调整材料配比和基质沥青种类便可得到不同种类的适用于不同公路等级和温度区的lb沥青混合料。目前，国内对于沥青路面裂缝修补材料的研究尚处于初级阶段，大多数公路尤其是等级较低公路的养护工作，仍然主要采用普通的道路石油沥青或乳化沥青作为沥青路面裂缝修补材料。孙剑波、安平、董大为等人分别在相关文献中提出使用硅酮膠、宝利福等密封胶作为沥青路面裂缝修补材料，并对其施工工艺及成本作了一定的分析。但这些都还只是应用在个别公路养护中，尚未得到全面推广。4 结束语根据国内外相关研究成果，参考有关文献报道的现有沥青路面冷补材料资料，可以得到以下结论：现有的沥青路面冷补材料一般初始强度较低，并且使用后强度增长速度也较慢，需要其中的溶剂等成分完全作用后才能得到目标强度，养护时间较长；温度敏感性大，容易受外界环境影响，难以满足目前高等级路面养护维修的要求；国内外对沥青路面冷补材料性能评价研究没有统一标准和共识，缺乏系统性，有待完善和进一步研究。参考文献：1 茅荃.沥青混凝土路面坑槽修补技术研究