鞠 鹏，王 浩，丁寅南

（陕西省汉中公路工程机械化公司，陕西 汉中 723000）

1 引言

沥青路面具有噪音小、路面平整、行驶舒适等优点，被广泛应用于我国高等级公路。然而沥青路面在气候环境、车辆荷载等的长期作用下易出现开裂、车辙、拥包、坑槽等病害，其中以坑槽病害最为常见，如不及时修补，在荷载的作用下，路面底部材料与边缘材料会继续脱落，造成路面破损程度进一步加大，严重影响行车安全[1]。

目前，常见的沥青路面坑槽修补材料主要有热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料，本文在介绍其研究进展的同时，简要分析概括了两类修补材料的优缺点，以期为沥青路面坑槽修补材料的研究提供参考。

2 热拌型沥青路面坑槽修补材料

目前，沥青路面病害修补材料中应用较多的为热拌沥青混合料，常见的热拌沥青混合料有传统型和再生型两种[2]，国内外学者对此进行了较为全面的研究，取得了丰硕的成果。

2.1 传统热拌型沥青路面坑槽修补材料

传统热拌型沥青路面坑槽修补材料即用热拌沥青混合料修补路面坑槽。在热态下施工操作，一般适用于路面坑槽面积较大，坑槽相对比较集中的情况，但用于小面积修补或低温修补后容易出现拥包、松散等病害。热拌沥青混合料的拌制工艺中常规热拌设备不适宜生产小批量成品料，运输中也存在二次倒运和重复加热的问题；现场拌制有可能存在拌制的沥青混合料性能不稳定、质量差等情况。目前，热拌型沥青路面坑槽修补材料研究主要集中于通过（复合）改性沥青提高胶结料性能，从而改善其高低温性能、抗疲劳性能等，另外对坑槽修补过程中封缝处理工艺也进行了深入研究。

针对普通热拌沥青混合料高低温性能不理想的问题，吕文江等[3]采用AC-13型级配制备聚氨酯（PU）改性沥青混合料，通过高温车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验以及冻融劈裂试验，评价了该PU改性沥青混合料的路用性能，结果表明，聚氨酯能够显著提高混合料的高低温性能和抗水损害能力。S.Kocak 等[4]将废旧轮胎橡胶粉加入到SBS改性沥青混合料中，在节约能源、降低成本的同时，有效提高了SBS 改性沥青混合料的高温抗车辙能力和抗疲劳性能。

针对现有热拌沥青混合料耐高温性能及抗疲劳性能不佳的问题，冯乔[5]采用多聚磷酸（PPA）与橡胶粉对基质沥青进行复合改性，制备PPA/橡胶复合改性沥青，并以此为结合料制备PPA/橡胶复合改性沥青混合料，通过车辙试验和四点弯曲试验研究了PPA对橡胶改性沥青混合料高温稳定性和抗疲劳性能的影响，结果表明，PPA的加入能够有效改善橡胶改性沥青混合料的耐高温性能和抗疲劳性能，但对其低温性能和抗水损害性能有一定的负面影响。

针对热拌沥青混合料坑槽修补过程中封缝处理的必要性问题，邝青梅等[6]采用AC-13型级配，制备出一种适用于常年高温、湿热多雨环境的热拌型沥青路面坑槽修补材料。为确定封缝处理的必要性，采用热沥青作为新旧油面的粘结剂，在同一试验路段，采用同一种热拌沥青混合料进行坑槽的修补，结果表明，采用裂缝贴经过封缝处理的修补路面，在修补两年后坑槽依旧完好，而未经封缝处理的修补路面，其接缝处发生损坏。

针对荷载作用位置对坑槽接缝处的影响问题，徐清华[7]分析了沥青路面坑槽形成的影响因素，研究了荷载作用位置对坑槽接缝处的影响，并得出以下结论：①水损害是导致沥青路面坑槽病害的主要原因，荷载是使其破损程度进一步扩大的重要原因，当车辆轮胎作用于坑槽边缘或坑槽中央时，荷载对坑槽路面的损害最为严重。②采用热拌沥青混合料修补的坑槽路面，其施工质量及使用寿命取决于坑槽界面的干燥程度以及施工时的气候环境。③当热拌沥青混合料的弹性模量越高时，其与旧油面的粘结性能越好。

由此可知，传统热拌型沥青路面坑槽修补适用于路面坑槽面积较大，坑槽相对比较集中的情况，使用效果较好，修补后的路面能承受重载交通，应用较为广泛。其坑槽修补材料的研究较多，目前研究侧重于热拌沥青混合料高低温性能、抗疲劳性能及修补过程中封缝处理优化等方面。

2.2 热拌再生型沥青路面坑槽修补材料

热拌再生型沥青混合料能够重复利用待修补路面已有的旧材料，减少新材料的用量，降低旧料处理的费用，因此，相较于传统热拌型沥青路面修补材料，热拌再生型沥青路面坑槽修补材料具有节约资源、降低成本的优点，越来越受到专家学者的青睐。

蒋海春[8]对回收的沥青路面材料（reclaim asphalt pavement，RAP）进行抽提，然后将再生剂加入到一定老化程度的回收沥青中，由于再生剂具有减少老化沥青、增加油脂和胶质的作用，因此能够有效恢复旧沥青的路用性能。采用AC-20 型级配，将一定比例的旧料与新料在175℃的温度下拌和，制备出的热再生沥青路面坑槽修补材料，能够有效修复非结构性原因导致的路面坑槽。

高金平[9]将原沥青路面铣刨面层的旧料回收，并确定其配合比设计，然后在旧料中加入一定比例的沥青和新碎石骨料，在加热的状态下通过滚筒式拌和设备拌和得到热拌再生型沥青路面坑槽修补材料，并将其应用于实体工程中。然而，该热拌料的不足之处在于RAP的掺量较少，仅为热拌料总质量的15%～35%。

左锋等[10]通过高温车辙试验、四点弯曲疲劳试验、浸水马歇尔试验以及红外光谱试验，研究了RAP 掺量对再生沥青混合料路用性能的影响。结果表明，当RAP掺量低于30%时，随着RAP掺量的增加，再生沥青混合料的高温稳定性、抗疲劳性能和抗水损害能力均有所提高，但其低温抗裂性能大幅度降低。当RAP 掺量超过30%以后，随着RAP掺量的增加，混合料的高低温性能、抗疲劳性能及抗水损害能力均有明显的降低，其中，尤以水稳定性能的变化最为明显。

王腾[11]为了提高RAP的利用率，在保证混合料路用性能满足规范要求的前提下，通过马歇尔试验确定混合料的配合比设计，研制出一种高RAP掺量的热拌型再生沥青混合料，通过车辙试验、小梁弯曲试验以及浸水马歇尔试验，评价该热拌料的路用性能。结果表明，该热拌型再生沥青路面坑槽修补材料具有良好的高低温性能和抗水损害能力，且其RAP掺量高达40%～50%。

目前，热拌再生型沥青路面坑槽修补材料主要是将一定比例的旧料与新料或新沥青拌和，制备出热再生沥青路面坑槽修补材料，研究各组分对沥青混合料高低温性能、水稳定性能等的影响。

3 冷拌型沥青路面坑槽修补材料

冷拌型沥青路面坑槽修补材料是指无需加热的矿料与呈流动状态的沥青或乳化沥青等材料经过拌和制成的一种冷补料。冷补料用沥青结合料是指在冷补料中起胶结作用的沥青类材料（含外掺剂、改性剂等）的总称。

根据冷补料中结合料的成型过程，可将冷补料分为溶剂型、反应型和乳化型三种。

3.1 溶剂型冷补料

溶剂型冷补料以稀释沥青作为胶结材料制成，在沥青路面坑槽冷补材料中应用最广，可长期存储，但路用性能不佳，且采用的稀释剂多为柴油和煤油，污染环境。相关研究集中于在溶剂型冷补料中掺加纤维、树脂等外掺剂以提高其稳定性和抗疲劳性能等。

胥亮[12]采用正交试验法研究稀释剂用量、空隙率大小对冷补料性能的影响敏感性，结果表明，稀释剂用量对冷补料的施工和易性与初始强度有显著的影响，而空隙率对冷补料的强度形成速度与成型强度有明显的作用。此外，可以通过添加外掺剂来提高冷补料的黏聚性和水稳定性。

Hai Peng 等[13]通过溶剂型冷补料在不同应力模式下的性能测试及变形行为研究得出，在25℃的环境下，冷补料的压实性受温度的影响较大，有机溶剂蒸发速度慢，冷补料的稳定性增长缓慢。在同样荷载作用下，当冷补料中存在有机溶剂残留时，冷补料更容易发生变形。

冯小含[14]采用柴油作为稀释剂，纤维和树脂作为改性剂，矿质粘土作为添加剂制备溶剂型冷补料。通过强度性能测试、冻融劈裂试验、残留稳定度试验、高温车辙试验和抗疲劳试验，研究纤维对冷补料性能的影响，结果表明，纤维的加入有助于改善冷补料的成型强度、水稳定性和高温稳定性，这是因为纤维能够随机分散于沥青中，与沥青形成新的界面层，且其比表面积大，因此对沥青有较强的吸附能力。此外，纤维能够在沥青中形成网状结构，加强冷补料的稳定性，阻止冷补料中裂缝的形成，从而有效提高冷补料的抗疲劳性能。

3.2 反应型冷补料

反应型冷补料以高分子聚合物为结合料制成，路用性能较好、机械强度较高且便于储存，特别适用于沥青路面坑槽的修补，是沥青路面坑槽修补的发展方向之一，但价格略高，适合于重点路段重点部位的快速修补。

刘建芳等[15]针对传统冷补料初始强度低，强度形成慢、水稳定性差等问题，采用不饱和脂肪酸为液化剂，无机活性粉末为固化剂，研制出一种性能优良的反应型冷补料。通过冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、高温车辙试验以及低温小梁弯曲试验，评价了冷补料的路用性能，结果表明，冷补料的路用性能满足热拌沥青混合料的规范要求。

苏正扬[16]研制出一种性能优良的反应型沥青冷补料，并与市售的乳化沥青型冷补料、溶剂型冷补料进行比较，将三种冷补料分别养生1d、7d和30d后进行高温车辙和浸水车辙试验，着重对比其车辙深度。结果表明，自行研制的反应型沥青冷补料，其强度形成时间最短，力学强度最高。

3.3 乳化型沥青冷补料

乳化型沥青冷补料以乳化沥青作为胶结料，与集料拌和而成，制备工艺简单且适用于5℃以上的施工温度。此外，乳化沥青冷补料的制备成本较低，具有大规模生产应用的可能，但其储存性能不佳，路用性能有待进一步提高，故而仍具有较大的研究空间。

赵志超[17]研究了水泥对SBS 改性乳化沥青冷补料性能的影响，结果表明，水泥的加入可以有效提高SBS改性乳化沥青冷补料的力学强度、高温抗车辙能力及抗水损害能力，但对储存稳定性和低温抗裂性有一定的负面影响。

何雄刚[18]将聚丙烯晴纤维加入到EVA改性乳化沥青冷补料中，提高了冷补料的储存性能、抗滑性能以及与旧油面的粘结性能。李林涛等[39]研究了不同养生条件下乳化型冷补料与溶剂型冷补料的路用性能，结果表明，乳化型冷补料的路用性能整体优于溶剂型冷补料，在耐高温、抗低温及力学强度等方面尤为明显，同时，其生产成本低于反应型冷补料。

余世敏等[19]研究了集料粒径、填料类型对冷补料路用性能的影响，结果表明，当冷补料中细集料和矿粉的用量较高时，有助于提高冷补料的粘结性能，而增加中间粒径的集料则有助于增强冷补料的可拌和性。

因此，乳化型冷补料是一种性能良好、易于推广的高性价比的冷拌型沥青路面坑槽修补材料。

4 结语

国内对沥青路面坑槽修补材料及技术的研究已经取得了丰硕的成果，每一种沥青路面坑槽修补技术及材料都有其使用的范围和条件。目前，国内的坑槽热补法技术已经较为成熟，材料性能优良，但仍存在消耗能源、污染环境、低温条件下难以施工的问题，仅适用于需要进行大修大补的沥青路面坑槽。而坑槽修补冷补料及技术研究相对起步较晚，但冷补料具有绿色环保、制备工艺简单、施工方便的优点，且受气候环境的影响较小，因此，具有较好的应用前景。