东北林业大学进行了溶剂型冷补料的长期使用性能研究,其主要针对2类材料,一种是沥青加煤油,一种是沥青加柴油。通过大量的室内试验,并在此基础上铺筑试验路,与乳化型常温沥青混合料进行对比分析,经过2年的观察,路表没有出现裂缝,路用性能较好,但由于混合料油量偏大、拌合不均匀等,路表出现轻微的拥包及泛油现象。
综合对比国内外对冷补料的研究现状可知:中国对于冷补沥青混合料的研究相对不足,理论研究不够完善, 研究体系不够系统;由于材料、工艺以及设备的不足,仍然存在修复后耐久性差、抗冲刷能力差、易出现二次病害等问题[12-18]。但是,从国内对于冷修补技术的投入力度以及科研强度来看,研发出具有普遍适用性、广泛应用于工程实体的冷补沥青混合料指日可待。
主要是以高分子反应型树脂材料作为冷补料的胶结料,采用2种或2种以上组分的树脂材料进行交联固化反应(图3),这种胶结料具有较高的机械强度、高低温性能、耐水性和耐磨性。混合料强度较高、成型较快、修补效果好,一般是现场拌合就地修补,短时间内即可开放交通;不足之处在于成本太高。国内对于反应型冷补料的研究刚刚起步,尚未推广应用。
高矿粉型冷补料。矿粉掺量为15%~30%,其结构为悬浮密实型,强度主要由沥青与矿粉形成的胶浆提供,混合料特征为空隙率小、稀释剂易挥发或者乳化沥青的破乳较慢、前期强度差、水稳定性好、和易性差。
(2)低矿粉型冷补料。矿粉的掺量为0~2%,其结构为骨架空隙型,强度主要依靠矿料间的嵌挤作用,混合料特征为空隙率大、稀释剂挥发速度和乳化沥青的破乳较快、前期强度高、水稳定性差、和易性好、耐久性不高。
综上可知,冷补料强度的形成与混合料的骨架结构密切相关,与热拌沥青混料在温度下降后强度即可形成不同,冷补料强度的形成依靠稀释剂挥发或者乳化沥青破乳来发挥沥青的胶结作用[19-21]。冷补料强度的形成分为存储阶段、摊铺碾压阶段以及后期路用阶段。在存储阶段冷补胶结料黏度较低,混合料呈松散状,尚未形成强度;在摊铺碾压阶段,混合料在碾压作用下,矿料间距减小,稀释剂挥发或乳化沥青破乳缓慢,其强度主要依靠矿料间的嵌挤作用;在路用阶段,随着车辆荷载以及温度荷载等作用的影响,稀释剂不断挥发或者乳化沥青破乳完成,逐步凸显沥青的黏结作用,且矿料间距变小,嵌挤作用增强,内聚力增大,终冷补料强度的形成依靠沥青黏聚力和矿料内聚力共同完成。
对于溶剂型冷补料,稀释剂是沥青常温流动性的,而添加剂则是稀释沥青补强的关键成分,应加大对于冷补料添加剂的研发,深入对冷补料级配理论的研究,提高稀释剂的挥发速率。