冷拌瀝青混合料研究現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢

瀝青路面作為我國高等級公路的主要形式，對于我國公路交通建設(shè)有著積極的推動作用。但瀝青路面施工不僅需要較高的溫度，縮短了施工工期，而且消耗能源，排放大量的溫室氣體，破壞了生態(tài)環(huán)境。在國家大力提倡“綠色交通”的新時代背景下，迫切需要在道路交通建設(shè)中提供一種低能耗、少污染、成本低、資源節(jié)約、施工便捷的道路修筑材料，從而滿足“綠色施工”的技術(shù)要求 ?；谏鲜鰡栴}，冷拌冷鋪技術(shù)一經(jīng)提出便得到快速發(fā)展應(yīng)用，冷拌冷鋪瀝青混合料即將瀝青膠結(jié)料(乳化瀝青或液體瀝青)與一定級配要求的集料、添加劑等按照一定比例常溫條件下拌和、攤鋪的新型道路材料。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了常溫下施工，不受氣溫、季節(jié)的影響，克服了傳統(tǒng)路面資源浪費(fèi)、環(huán)境污染的弊端，具有顯著的社會、環(huán)境效益。

我國對于冷拌冷鋪技術(shù)的研究仍滯后于西方發(fā)達(dá)國家，現(xiàn)階段我國研究學(xué)者主要從混合料配合比設(shè)計及性能評價、冷拌瀝青技術(shù)指標(biāo)控制、冷拌冷鋪混合料工程應(yīng)用等方面進(jìn)行了系列研究。交通部公路交通科學(xué)研究院李峰指出現(xiàn)階段基于馬歇爾擊實(shí)法進(jìn)行冷再生混合料性能評價不能完全反映冷補(bǔ)材料的性能指標(biāo)，通過室內(nèi)試驗提出了冷補(bǔ)材料的評價標(biāo)準(zhǔn)，更加強(qiáng)調(diào)了混合料的低溫性能。

根據(jù)冷拌瀝青與礦料的作用機(jī)理不同，將冷拌瀝青混合料分為乳化型、溶劑型、反應(yīng)型三種混合料類型。

1) 乳化型冷拌冷鋪瀝青混合料

該混合料采用乳化瀝青作為膠結(jié)料與礦料常溫下拌合而成，乳化瀝青破乳前黏度較低，混合料間的黏附性較差，具有良好的施工和易性，混合料拌和過程中，乳化瀝青與集料充分接觸，外力作用下包裹瀝青的水分被擠出，瀝青與集料的黏附性增強(qiáng)，混合料強(qiáng)度增加 [18]。但相關(guān)研究表明其初始強(qiáng)度較低，耐久性較差，容易出現(xiàn)早期病害。乳化型冷拌冷鋪瀝青混合料強(qiáng)度形成過程如圖1所示。

2) 溶劑型冷拌冷鋪瀝青混合料

該混合料由瀝青、稀釋劑、外加劑按照一定摻配比例制備冷拌瀝青然后與集料常溫條件下拌和而成。稀釋劑的成分主要為各種石油組分，能夠?qū)こ淼臑r青溶解成流動的液體，降低瀝青的黏度，保證混合料施工過程中具有良好的施工和易性。在行車荷載和自然環(huán)境的作用下，瀝青中的稀釋劑逐漸揮發(fā)，瀝青黏結(jié)力增強(qiáng)，混合料間的密實(shí)度逐漸增加，最終強(qiáng)度逐漸形成 。溶劑型冷拌冷鋪瀝青混合料具有初始強(qiáng)度低，隨時間延長強(qiáng)度顯著增加的典型特點(diǎn)，其強(qiáng)度形成過程如圖2所示。

3) 反應(yīng)型冷拌冷鋪瀝青混合料

該混合料由環(huán)氧改性瀝青作為膠結(jié)料，常溫下與礦料拌和而成。由于膠結(jié)料中添加了環(huán)氧樹脂改性劑，瀝青黏結(jié)力顯著增強(qiáng)，混合料多用于瀝青路面坑槽的修補(bǔ)?；旌狭习韬瓦^程中撒入適量的固化劑，固化劑均勻分散于混合料的空隙間，與環(huán)氧瀝青發(fā)生反應(yīng)形成錯綜復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，顯著提高混合料間的強(qiáng)度 。此外環(huán)氧樹脂膠結(jié)料在反應(yīng)過程中會釋放熱量，加快稀釋劑的揮發(fā)，促進(jìn)了混合料最終強(qiáng)度形成。其強(qiáng)度形成過程如圖3所示。

冷拌瀝青混合料拌和工藝流程

冷拌瀝青混合料社會及環(huán)境效益

冷拌瀝青混合料常溫施工，減少了能源消耗及溫室氣體的排放，是踐行“資源節(jié)約型社會”和“環(huán)境友好型社會”的重要途徑，具有顯著的社會及環(huán)境效益：

1) 便于生產(chǎn)，存放備用。傳統(tǒng)熱拌瀝青混合料拌和設(shè)備不需改裝即可進(jìn)行冷拌冷鋪瀝青混合料的生產(chǎn)，且拌和好的混合料裝入密封袋中即可長期保存，不影響混合料的使用性能。

2) 減少溫室氣體排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。冷拌冷鋪瀝青混合料在常溫條件下即可均勻拌和，相比于傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料，減少了集料加熱過程中的溫室氣體排放，具有良好的環(huán)保作用。

3) 節(jié)約資源，降低能耗。冷拌冷鋪瀝青混合料在常溫條件下拌和，省去了集料的加熱過程，大大節(jié)省了燃料資源，減少了能源消耗。

4) 延長施工季節(jié)。冷拌冷鋪瀝青混合料對成型溫度不敏感，施工過程不受溫度、季節(jié)的影響，延長了混合料的施工季節(jié)，加快了工程進(jìn)度。

5) 開放交通快?；旌狭辖?jīng)壓實(shí)后既具有一定的早期強(qiáng)度，用于路面坑槽修補(bǔ)，不經(jīng)養(yǎng)生即可開放交通，不會影響車輛的通行。