科寧冷補(bǔ)瀝青混合料的配制技術(shù)與性能分析摘要：本文結(jié)合單位生產(chǎn)的科寧冷補(bǔ)瀝青混合料進(jìn)行了說(shuō)明與闡述，并提出作者自己的一些看法與建議。關(guān)鍵詞：科寧冷補(bǔ)瀝青混合料配制技術(shù)性能分析一、 冷補(bǔ)材料的特點(diǎn)為了解決冬季不利氣候條件下路面的及時(shí)性修補(bǔ)問(wèn)題，20世紀(jì)80年代，國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始冷補(bǔ)材料的試驗(yàn)與應(yīng)用。20世紀(jì)末，許多外國(guó)企業(yè)看好中國(guó)市場(chǎng)，紛紛來(lái)華推銷(xiāo)他們的冷補(bǔ)材料。國(guó)內(nèi)已有多家科研單位進(jìn)行冷補(bǔ)添加劑的研制。冷補(bǔ)添加劑的不同，將直接影響冷補(bǔ)材料的性能與質(zhì)量。2002年，我們?cè)诳疾臁⒄{(diào)研了國(guó)內(nèi)外冷補(bǔ)材料的應(yīng)用情況后，與北京安通科寧建筑材料有限公司合作，引進(jìn)美國(guó)生產(chǎn)的科寧冷補(bǔ)添加劑（KN），在G312線禮泉養(yǎng)護(hù)基地建廠，研究、生產(chǎn)冷補(bǔ)材料，我們稱(chēng)之為科寧冷補(bǔ)瀝青混合料。通過(guò)我們不斷的調(diào)制與研究試驗(yàn)，現(xiàn)已基本掌握了這種冷補(bǔ)材料的特性與配制技術(shù)。建廠一年來(lái)，已生產(chǎn)科寧冷補(bǔ)瀝青混合料4000多噸，在我省陜南、陜北、關(guān)中地區(qū)廣泛使用，路用效果良好，可以說(shuō)填補(bǔ)了我省在冬季低溫和雨雪天氣等不利氣候條件下公路修補(bǔ)的一項(xiàng)空白。二、 科寧冷補(bǔ)混合料的配制原理（一）材料組成科寧冷補(bǔ)瀝青混合料由瀝青、柴油、科寧冷補(bǔ)添加劑和礦料組成。生產(chǎn)時(shí)，預(yù)先配制冷補(bǔ)瀝青，然后采用專(zhuān)用冷拌瀝青攪拌設(shè)備按與傳統(tǒng)熱拌工藝相似的方法與礦料混合，即可生產(chǎn)出冷補(bǔ)材料。（二）材料性能1、 冷補(bǔ)瀝青由添加劑、瀝青和柴油按一定比例混合而成，有冬季和夏季兩種配方，常溫下呈液態(tài)。冷補(bǔ)瀝青主要起粘和劑的作用，它將混合料粘結(jié)在一起，并將修補(bǔ)材料和路面粘和。當(dāng)瀝青被稀釋后，原有基質(zhì)瀝青的性能將被破壞，添加劑的加入，使稀釋瀝青的性能得到改性，使其具有冷補(bǔ)材料所需的低溫粘聚性、抗凍性等性能。2、 科寧冷補(bǔ)添加劑由多種聚合物組成，是配制冷補(bǔ)瀝青的關(guān)鍵原料，常溫下呈液態(tài)油狀，性質(zhì)一般比較穩(wěn)定，有輕微刺激性氣味，用桶裝，每桶180kg，可生產(chǎn)混合料180噸?？茖幚溲a(bǔ)添加劑可以改進(jìn)稀釋后的瀝青與干（濕）骨料之間的粘附性能，并改善低溫工作性能，提高水穩(wěn)性能，它提供的凝膠結(jié)構(gòu)可稀釋瀝青低溫增粘，并有助于冷補(bǔ)材料初期強(qiáng)度的形成。3、柴油屬于稀釋劑，用于稀釋瀝青，它可使混合料在堆放時(shí)不結(jié)團(tuán)，其揮發(fā)速度直接影響冷補(bǔ)料的強(qiáng)度形成時(shí)間。（三）科寧冷補(bǔ)瀝青混合料的強(qiáng)度形成機(jī)理科寧冷補(bǔ)瀝青混合料的強(qiáng)度形成過(guò)程與熱拌瀝青混合料的強(qiáng)度形成有所不同。熱拌瀝青混合料是熱塑性的，當(dāng)瀝青溫度降到常溫時(shí)混合料的強(qiáng)度就完全形成。而冷補(bǔ)瀝青混合料的瀝青經(jīng)過(guò)改性后，已基本不完全是熱塑性，混合料的強(qiáng)度形成有一個(gè)緩慢的過(guò)程?；旌狭媳粩備仭⒛雺簳r(shí)具有可塑性、流動(dòng)性，可被擠壓至坑槽中任何不規(guī)則的地方，在行車(chē)和空氣的作用下，溶劑逐漸揮發(fā)，瀝青逐步變稠，礦料之間粘結(jié)更加緊密，空隙率減小，混合料的密實(shí)度增大，對(duì)路面軟的感覺(jué)逐步消失。此后隨著時(shí)間的推移，強(qiáng)度會(huì)逐步嗇，變形和強(qiáng)度會(huì)逐步穩(wěn)定，添加劑在不破壞瀝青原有膠體結(jié)構(gòu)的情況下，增強(qiáng)了瀝青的粘附性和瀝青混合料的水穩(wěn)性、低溫抗裂性，達(dá)到或超過(guò)熱拌瀝青混合料冷卻后的性能。混合料變硬、強(qiáng)度形成和趨于穩(wěn)定與很多因素有關(guān)。外因：氣溫、車(chē)流量、鋪筑層厚度。內(nèi)因：礦料級(jí)配類(lèi)型、稀釋劑的多少等。四、科寧冷補(bǔ)瀝青混合料的配制方法（一）科寧冷補(bǔ)瀝青的配比在生產(chǎn)科寧冷補(bǔ)瀝青混合料時(shí)，先在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行冷補(bǔ)瀝青配比試驗(yàn)。科寧公司提供有冬季和夏季兩種配方。由于夏季一般采用熱拌瀝青混合料，故未生產(chǎn)。根據(jù)養(yǎng)護(hù)實(shí)際，我們?cè)谑覂?nèi)進(jìn)行了冬季、春秋季兩種類(lèi)型的KN冷補(bǔ)瀝青配比試驗(yàn)?？茖幑诽峁┑亩九浞綖椋豪溲a(bǔ)劑：柴油：瀝青=2.5:24:73.5,經(jīng)室內(nèi)配置試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)出的冷補(bǔ)材料其粘聚性差，易離析。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，確定室內(nèi)配比為：冷補(bǔ)劑：柴油：瀝青=2.5:17.5:80，該配方生產(chǎn)的瀝青混合料粘聚性好，不易離析。以上配比中礦料級(jí)配是根據(jù)科寧公司提供的KN-13型礦料級(jí)配技術(shù)要求進(jìn)行的試配，其礦料合成級(jí)配為10?15mm碎石為40%，0?5mm碎石為58%，石屑為2%，瀝青用量為4.9%。KN冷補(bǔ)瀝青混合料室內(nèi)配比工藝為：2.5%冷補(bǔ)劑與17.5%柴油混合后，加入80%溫度為120°C的基質(zhì)瀝青，形成冷補(bǔ)瀝青，再與溫度為60°C的礦料拌合。科寧公司提供的技術(shù)資料中說(shuō)明，科寧冷補(bǔ)瀝青用量原則上以顆粒4.75mm以下的礦料范圍變化趨勢(shì)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，每0.25%為一個(gè)調(diào)整范圍。生產(chǎn)時(shí)冷補(bǔ)瀝青用量可參照下面計(jì)算公式：P=0.02A+0.07B+0.15C+0.20D其中：P——定重量的干燥的礦料中應(yīng)加入的冷補(bǔ)瀝青的數(shù)量（油石比）A—保留在300叩以上的集料的量(％)B—300pm至150pm之間集料的量(％)C—150pm至75pm之間集料的量(％)D—75pm以下集料的量(％)參照以上公式，我們根據(jù)公路養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)實(shí)際需要以及礦料級(jí)配的不同，配制出了以下幾種配方，以適用不同的養(yǎng)護(hù)需要。科寧冷補(bǔ)瀝青混合料的礦料級(jí)配礦料級(jí)配除采用科寧公司推薦的KN-13外，我們又根據(jù)養(yǎng)護(hù)實(shí)際，選用AM-16、AM-20、AM-25三種級(jí)配進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)證明，選用以上三種瀝青碎石結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的科寧冷補(bǔ)材料因其空隙率大柴油較易揮發(fā)，抗車(chē)轍性能好，適宜于厚度在5cm以上的坑槽下面層鋪筑，KN-13則適宜于上面層及厚度5cm以下的坑槽。科寧冷補(bǔ)瀝青混合料中冷補(bǔ)瀝青的配比是關(guān)鍵，其中當(dāng)柴油用量較大時(shí)混合料強(qiáng)度形成慢；當(dāng)柴油用量較小時(shí)混合料凝固較快，使用時(shí)不易操作。在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)根據(jù)施工季節(jié)、交通量大小、病害面積等因素選擇配比?？茖幚溲a(bǔ)瀝青混合料的生產(chǎn)1.原材料及生產(chǎn)設(shè)備添加劑選用科寧公司提供的科寧冷補(bǔ)添加劑(美國(guó)產(chǎn))，溶劑選用國(guó)產(chǎn)-10號(hào)柴油，瀝青選用蘭煉中、輕道路石油瀝青A-100乙型，礦料選用機(jī)軋碎石。所選材料均經(jīng)過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，滿足規(guī)范和使用要求。生產(chǎn)設(shè)備除應(yīng)有瀝青存儲(chǔ)和加熱捂水設(shè)施外，還應(yīng)配置“KN-冷補(bǔ)瀝青”混合罐，混合罐應(yīng)具有機(jī)械攪拌或油泵循環(huán)裝置及加熱系統(tǒng)，以便能夠?qū)崿F(xiàn)科寧冷補(bǔ)瀝青配制時(shí)循環(huán)攪拌和保溫要求。禮泉基地選用的生產(chǎn)設(shè)備主要有：50噸導(dǎo)熱油設(shè)備，3號(hào)攪拌罐，西安筑路機(jī)械廠生產(chǎn)的YLB-40型瀝青拌和機(jī)。2.生產(chǎn)過(guò)程科寧冷補(bǔ)混合料生產(chǎn)工藝流程首先，按確定的生產(chǎn)配比在攪拌罐中導(dǎo)入脫水瀝青，再按配比分別加入添加劑和柴油，在攪拌罐中配制冷補(bǔ)瀝青，攪拌時(shí)間約三十分鐘左右，保證攪拌均勻。配制時(shí)要嚴(yán)格控制材料的劑量，并注意冷補(bǔ)瀝青的溫度，溫度宜保持在80?120°C范圍內(nèi)，最高不能超過(guò)140°C。其次，按礦料級(jí)配要求進(jìn)行配料，如礦料的含水量＜4%時(shí)，可直接冷拌;如礦料含水量＞4%時(shí)，應(yīng)首先將礦料進(jìn)入烘干筒加熱至60C左右，但出料溫度不得大于80C，以免出現(xiàn)離析現(xiàn)象。五、科寧冷補(bǔ)瀝青混合料的性能分析試驗(yàn)（一）基本材料性能試驗(yàn)1、基質(zhì)瀝青采用蘭煉中、