半柔性冷补路面坑槽技术的应用

（四川高速公路建设开发集团有限公司，四川 成都 610041）

一、概述

沥青冷补料是指没有加热的集料与稀释沥青（或乳化沥青）经过拌和而形成的一种混合料。冷补是一种路面坑槽应急修补技术，与传统的热拌沥青混合料修补技术相比，冷补技术通常在常温或低温状态下施工，适用于不具备热拌沥青混合料铺筑条件，但必需开展相关作业的路面修补工程或规模较小的零散路面修补工程。

乳化沥青冷补料由于受含水量的影响，只适用于常温修补，下文讨论的沥青冷补料，主要是稀释沥青的冷补料，目前，这种材料，被广泛应用于南方地区的高等级路面应急修补工程中。

二、沥青冷补料存在的问题

冷补料的初期强度由稀释沥青的粘结力和骨料间的摩阻力构成，随着时间推移和气温逐渐升高，溶剂不断挥发，可达到提高强度的目的。但对于温暖潮湿多雨的南方地区，这种材料却存在以下问题：

1.由于气温不够低，导致冷补料中的稀释沥青黏度小，混合料较软，初期强度较低；

2.连续密级配冷补料空隙率小，溶剂挥发速度慢，材料达到规定强度的用时较长；

3.间断开级配冷补料空隙大，溶剂挥发速度快，但其透水性较强，容易被雨水浸泡；

4.南方地区气温较高，冷补料初期强度较低时，容易产生凹陷、推移等问题；

5.南方地区多雨，大空隙冷补料被雨水浸泡后，容易出现松散、坑槽等问题，影响使用寿命。

针对传统冷补料在高温多雨的南方地区应用时存在的问题，笔者提出了解决方案的关键内容：弱化稀释溶剂对冷补料初始强度的影响；增加初始强度；减小成型空隙率；降低温度敏感性；降低水敏感性。

经过多方比较、反复试验，最终确定解决方案为：采用早强水泥浆作为补强填充剂，形成半柔性的冷补料，即可解决上述问题。

三、半柔性冷补料设计

（一）级配设计

级配设计原则：采用连续级配，防止材料离析；增加粗骨料用量，在成型初期形成嵌挤骨架，增强通车初期强度；减少矿粉用量，使混合料具有适当的孔隙率，便于顺利灌注水泥浆；孔隙率不宜过大；为了减少表观差异，最大公称粒径采用与表面层一致的13.2mm。

依此原则，笔者初拟了表1中的级配I、级配II、级配III，经比表面积计算、油石比预估、沥青膜厚度核验，计算出三个级配混合料的孔隙率分别为14～18%、2～6%、0～3%。

表1.半柔性冷补料级配设计

由上表数据可知，级配III无法灌注水泥浆；级配I的水泥浆灌注量过大；级配II水泥浆灌注工作存在一定困难；适宜的设计级配介于级配I和级配II之间，如表1中的设计级配LB-13K所示。

对设计级配LB-13K用沥青混合料进行了现场修补坑槽验证，其孔隙率为10～14%，水泥浆灌注顺畅，表面纹理与原路面SMA-13比较协调。因此，推荐LB-13K为半柔性冷补料级配。

（二）沥青材料设计

半柔性冷补料的沥青材料应具有黏度大、沥青膜较厚、抗剥落能力较好等特点；水泥浆的刚度、强度都远大于沥青，因此可降低其软化点、低温延度、弹性恢复等指标性能。

废橡胶粉改性沥青的黏度较高，能满足半柔性冷补料的沥青材料要求，并且废橡胶粉改性沥青符合旧料利用的环保政策，因此推荐采用废橡胶粉改性沥青作为半柔性冷补料的沥青原材料。

橡胶改性沥青在很多行业都有各自的指标体系，笔者经比较分析认为，中石化《废橡胶粉改性道路沥青》中第III类的指标符合半柔性冷补料的沥青原材料要求，建议将其作为质量控制标准。

（三）灌注用水泥浆材料设计

为了顺利灌注水泥浆，尽早开放交通，灌注用水泥浆材料应该满足其稠度，且与压实后冷补料孔隙率相适应；水泥浆应该具有较高的早期强度；表面残留余浆易于清理、防止污染周围路面。

笔者经过多次现场灌注试验，总结出灌注路面坑槽冷补料的水泥浆技术指标如下：

1.水灰比为0.7～2，空隙率越大，水灰比越小；

2.水泥标号大于32.5即可；

3.孔隙率大于12%时，宜在水泥浆中加入粉煤灰、矿粉等，增加稠度；

4.孔隙率小于10%时，采用R型普通硅酸盐水泥；孔隙率大于14%时，宜使用硫铝酸盐水泥提高通车强度；孔隙率在10～14%时，可采用快硬硅酸盐水泥；当孔隙率小于8%时，宜在水泥浆中添加“双基的活性剂”，增强灌注水泥浆的渗透性。

四、半柔性冷补料填补路面坑槽的施工工艺

经过多年探索，笔者总结出了以下半柔性冷补料填补路面坑槽的施工要点：

1.管制交通、准备施工材料；

2.用风镐彻底清理路面坑槽周围的病害混合料；

3.用强力吹风机清除松散混合料、清洁坑槽面；

4.将沥青冷补料填充至坑槽中，然后用橡皮锤压实，形成凸型料堆状，高度超过路表2～3cm；

5.用平板夯碾压冷补料，使其与路表平齐；

6.根据碾压成型后冷补料表观情况预估孔隙率，选择合适水泥类型；依据坑槽大小，确定水泥浆拌制用水量，然后将水倒入拌浆桶中；

7.将水泥加入拌浆桶，用10ml勺子迅速舀起8ml左右水泥浆，倒入碾压成型后的冷补料表面，观察水泥浆渗入的时间，若水泥浆在表面停留时间小于2秒，应继续增加水泥，直至水泥浆在表面停留时间为2～4秒，并全部渗入，此时的水泥浆用量即为灌注此坑槽的最佳用量；

8.尽快将上述稠度的的水泥浆灌入冷补料中，直至坑槽边缘溢出浑浊水泥浆；

9.用湿毛巾擦拭清理冷补料表面的余浆，在表面空隙中洒入少量水泥干粉，收干表面水分；雨天施工时，用干毛巾覆盖冷补坑槽表面养生30min；

10.开放交通。

五、结语

沥青路面坑槽冷补是一种常用的快速路面养护技术，本文用水泥浆灌注多空隙冷补料，解决了高温多雨的南方地区应用该技术时存在的问题。四川巴南高速已将上述冷补技术运用在日常路面坑槽修补工程中，修补后的路面不渗水、无开裂、使用寿命长，可供同行借鉴。