冷拌冷铺沥青混合料的强度与试验方法

张晓晨

【摘要】冷拌冷铺沥青混合料是一种由沥青、矿料、有机溶剂在常温下拌合而成的沥青混合料，目前主要应用于路面的修补和养护。它具有可在常温下施工、施工工艺简单易学、修补效果好（尤其对水泥混凝土路面）的特点。本文采用对比的方法，以普通热拌沥青混合料为基础，从强度形成机理、影响强度形成的因素及强度试验方法三个方面来论述冷拌冷铺沥青混合料的优点和不足。

【关键词】冷拌冷铺沥青混合料；强度；影响因素；试验方法

引言

目前，沥青混合料被广泛用于高等级公路的路面铺筑工程中。但长期的研究和工程实践证明，在车辆荷载、环境等因素的作用下，沥青路面易发生车辙、坑槽、松散剥落等多种路面病害，严重影响路面的使用性能和寿命。要解决这个问题，最好的解决办法就是发现病害及时修补。但沥青混合料施工受温度影响较大，在我国北方地区施工季节较短，因此要做到及时修补比较困难。冷拌冷铺沥青混合料正是为了突破低温对施工的限制而产生的。它具有施工工艺简单易学、施工受温度影响小、经济实用、修补效果好等优势。

本文结合国内外研究现状就冷拌冷铺沥青混合料的强度形成机理、强度影响因素及试验方法进行综述。

1 冷拌冷铺沥青混合料的强度形成机理

1.1 强度组成

冷拌冷铺沥青混合料的强度组成与热拌沥青混合料相似，两者均由沥青的黏聚力和集料内摩阻力组成。粗细集料相互嵌挤，沥青分散到集料中，在集料表面形成一定厚度的沥青膜，从而使矿料黏聚为一个整体。

1.2 强度形成

与普通热拌沥青混合料碾压成型即形成强度不同，冷拌冷铺沥青混合料的强度是伴随着车辆的碾压、有机溶剂的挥发和环境的作用下逐步形成的。因此，冷拌冷铺沥青混合料就存在初始强度和成型强度的概念。大量试验和实践经验证明，冷拌冷铺沥青混合料的初始强度较低，其成型强度则能够满足道路的使用要求。

2 影响冷拌冷铺沥青混合料强度的因素

2.1 内因

内因即材料本身的特性。冷拌冷铺沥青混合料中包含着沥青、集料和有机溶剂，这些都会对其强度构成影响。

2.1.1 沥青的影响

沥青的影响主要体现在其黏度和用量上。

沥青的黏度与其对集料的裹附性息息相关，若沥青不能有效地裹附集料，则拌合而成的混合料强度会大受影响。除此之外，黏度过小的沥青流动性大，不利于混合料的压实，进一步影响其强度的形成。

沥青用量决定着集料表面沥青膜的厚度。沥青膜厚度过大，影响有机溶剂的挥发；厚度偏薄，又会降低沥青对集料的裹附性。因此，沥青用量过多或过少都不利于混合料强度的形成。

2.1.2 矿料的影响

对于任何类型的沥青混合料而言，集料的性能越好、级配越佳，就越有利于形成性能优良的混合料。从用途和利于有机溶剂挥发的角度出发，冷拌冷铺沥青混合料通常采用骨架空隙结构。

2.1.3 有机溶剂的影响

有机溶剂是冷拌冷铺沥青混合料中特有的成分，它决定了其强度形成的过程性。有机溶剂有溶解和稀释沥青的作用，对于改善沥青和集料的适应性有重要作用。因此，选择合适的有机溶剂类型和用量不仅能够提高混合料的路用性能，而且有利于缩短混合料强度形成的时间。

2.2 外因

外因主要包括各种环境因素，如温度、水、养生条件等。施工现场工作环境复杂，混合料不仅要承受车辆荷载的作用，也要经受环境变化的影响。

虽然冷拌冷铺沥青混合料对温度的要求较低，其拌和、压实、养生都可在常温下进行，但温度越高混合料强度形成的越好。

冷拌冷铺沥青混合料采用的低黏沥青置换水的能力有限，因此混合料易发生早期水损害，降低其强度和耐久性。

养生条件主要是指温度、风、轴重、车速等环境因素。养生条件主要影响有机溶剂的挥发速度。在温度高、风力大、车速快等养生条件好的工程中，有机溶剂的挥发速度快，强度形成也快。 3.冷拌冷铺沥青混合料强度的试验方法

3.1 马歇尔稳定度试验

冷拌冷铺沥青混合料的强度试验以马歇尔试验为主。由于冷拌冷铺沥青混合料的强度可分为初始强度和成型强度，因此其马歇尔稳定度试验分为两阶段进行，如表1。

测试混合料的初试强度的主要作用是为了判断路面开放交通的时间，只要混合料的强度达到了一定的标准就可以开放交通；而成型强度的主要作用则是为了检测混合料能否抵抗长期重复荷载的作用。

3.2 水稳定性试验方法

水稳定的评定同样分两阶段进行：第一阶段评价其初始强度的水稳定性；第二阶段评价其成型强度的水稳定性。

对于冷拌冷铺沥青混合料水穩定性的评价既可以通过测试沥青与集料的黏附性或混合料的粘聚性来间接判断混合料抵抗水侵蚀的能力，也可以直接进行修正马歇尔试验，计算其残留稳定度比。

3.3 高温稳定性试验方法

冷拌冷铺沥青混合料同样使用车辙试验来评价其高温稳定性。笔者认为，冷拌冷铺沥青混合料的高温稳定性测试同样应分两个阶段进行，即初试强度形成后和成型强度形成后。两阶段试验均应在规范要求的温度、压强下进行，试验结果也都用动稳定度来评价，但两阶段试验结果应采用不同的标准，毕竟在混合料的初试强度形成后，随着有机溶剂的挥发，沥青的粘度会随之增大，混合料的强度也会不断提高。

4 结语

与热拌沥青混合料相比，冷拌冷铺沥青混合料对温度的要求较低，在季节性冰冻地区可以起到延长工期的作用，且冷拌冷铺的施工工艺简单，易于掌握，是一种良好的路面养护方式。冷拌冷铺沥青混合料的强度问题是限制其发展和应用的一个重要问题，目前国内对于它的研究还处于初始阶段，规范中也没有专门针对冷拌冷铺沥青混合料强度的规定，因此，如何提高冷拌冷铺沥青混合料的强度并制定出针对性强的规范要求是今后一个时期的研究重点。

参考文献：

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