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沥青再生养护剂在沪宁高速公路上的应用测试结果
发表时间:2016-03-04     阅读次数:1076     字体:【

1 前言

在沥青混凝土路面中沥青材料受到各种自然因素(氧、光、热和水分等)的作用,其物理和化学性质会发生变化,沥青变硬变脆,与集料的粘结性能变差,导致路面产生裂缝、松散麻面等破坏,路用性能也随之衰减,沥青性质的这种变化现象称之为“老化”。

沥青材料是由多种化学结构及其复杂的化合物组成的混合物,研究其老化过程有许多困难,一般将沥青分为几个化学组分:沥青质、饱和分、芳香分和极性树脂,通过各个组分的变化来研究沥青的老化。沥青老化后,沥青质显著增加,极性树脂减少。沥青老化后路面性能变差,其实质是化学组分发生转移,某些组分偏少,而另外一些组分偏多。那么对于老化的沥青材料,如果能够通过加入再生剂,使得其化学组分发生“逆行”,沥青材料恢复到原来的性质,这种方法就是沥青的再生,路用性能由此得到恢复。

2 试验研究

沪宁高速公路自96年建成通车以来,路面的使用性能一直保持在优良的水平。但是局部路段也出现了一些麻面、坑洞等破损现象。究其原因,主要是路面上面层空隙率大,路表水极易渗入,而渗入水又因排水不畅滞留在路面结构内部,在车辆荷载作用下,动水压力导致沥青膜从集料表面脱落,细集料又被车轮空吸力带出、散失。其次,沥青在自然因素的作用下,加速老化也是造成上述病害的原因之一。

为了检验沥青再生养护剂的实际使用效果,我们选择了沪宁高速公路麻面较严重,但尚未松散和出现坑洞的部分段落,进行了涂刷沥青再生养护剂的现场测试。同时,在室内进行了老化沥青掺沥青再生养护剂的再生性能测试和分析。

2.1 室内试验

智慧彩票投注注册室内试验主要目的是验证沥青再生养护剂能否改变沥青的组分,恢复沥青的性能。

智慧彩票投注注册为了尽可能和实际情况相吻合,本项试验采用沪宁高速公路上的原样沥青进行试验。首先在麻面处钻孔取样,然后在室内将有破损的混合料切割分离,进行抽提试验,从三氯乙烯溶液中提取沥青,把提取的沥青分为两份。一份直接做组分试验(以下简称试样A),另一份与10%(质量比)的沥青再生养护剂原液加温混合,然后再进行组分分析[1]。

沥青的组分分析由东南大学交通学院负责,试验结果如表1。

样品组分分析表 表1

项目

A

B

沥青质(%)

37.988

34.521

饱和分(%)

4。082

2.072

芳香分(%)

25.656

14.144

极性树脂(%)

32.264

49.263

耐久性参数

0.7253

0.5771

沥青质:极性树脂

1.1777

0。7007

沥青经过再生养护剂的作用后,四个组分的含量都发生了变化,沥青质、饱和分和芳香分含量下降,而极性树脂的含量上升。极性树脂的变化较大,沥青质和极性树脂的比值从1.2降到0.7,表明沥青的活性物质增加,性能得到改善。

沥青的老化也就是化学组分发生变化,通常采用耐久性指数来标征沥青的老化程度。耐久性指数的计算公式如下[2]:

路用沥青的耐久性指数最好在0.4~0.8之间。耐久性指数过低(<0.4)时,沥青的粘结力过低,沥青混合料的磨损增加。当沥青在路面是经过长期使用后,沥青的化学组分产生“转移”,耐久性指数变大。沥青的组分变化与耐久性的关系如表2所示。

沥青组分变化与耐久性的关系 表2

等级

耐久性指数

耐久性评价

0

<0.4

随参数减少耐久性降低

1

0.4 - 1.0

2

1。0 - 1。2

3

1.2 - 1.5

满意

4

1。5 - 1。7

可以

5

>1。7

2.2 现场试验

智慧彩票投注注册沥青再生养护剂喷洒到路面上,和沥青材料发生化学反应,在路表面形成一层坚固、耐久的聚合物可防止水分渗入,但是也会使路面的抗滑能力有一定程度的降低。因此,现场试验有两个目的:第一,检验喷洒沥青再生养护剂后路面的防水能力;第二,测试路面的抗滑能力的降低程度,是否危及行车安全。为此,在现场需要做两组试验[3]:①沥青路面渗水试验(T 0971—95),②摆式仪测定沥青路面抗滑值实验(T 0964—95)。

智慧彩票投注注册在试验路段上,选择了两段麻面比较严重的路面,进行沥青再生养护剂处理与不处理的对比试验。

将每个路段都分两个部分,其中一部分用沥青再生养护剂处理,另一部分不做任何处理。由于用于试验的路面面积很小,没有采用机械化施工,而用人工涂刷。具体的步骤如下:

①清扫路面,保证试验路面的干燥、整洁,无灰尘;

②测量需要施工的路面面积,按照厂家推荐的标准确定沥青再生养护剂最佳用量;

③按照1:1的比例,用60度左右的热水将再生剂溶液稀释;

④用毛刷把稀释的溶液涂在路面上,尽可能涂抹均匀;

智慧彩票投注注册⑤根据天气气温条件,在2~4小时以后开放交通;

⑥10天以后,测试路面的渗水性和抗滑能力。

在现场进行的两组对比试验,均按照《公路路基路面现场测试规程》JTJ059-95中有关规定进行,测试结果如表3和表4。

路面渗水试验表 表3

测点桩号及路表处理情况

透水度(ml/min)

平均透水度(ml/min)

k130+400(沥青再生养护剂处理)

0.5

0.5

0。5

0.5

k130+400(未处理)

8。0

8。0

7.0

7.7

k148+550(沥青再生养护剂处理)

0。8

0.8

1.0

0。9

k148+550(未处理)

5.0

6.5

4.5

5.3

沥青路面受车轮和动水压力的作用以及沥青老化影响,混合料中沥青与集料的粘结力下降,细集料散失,路表面的水分很容易渗入路面结构内部。表3中没有经过处理的麻面渗水

系数达到6 ml/min左右,而用沥青再生养护剂对路面进行处理后,路面的渗水系数下降很多,几乎不渗水。表3中的检测数据显示,经过沥青再生养护剂处理过路面,沥青的性能得到一定程度的恢复。

路面抗滑试验表 表4

测点桩号及路表处理情况

抗滑值(BPN)

平均抗滑值(BPN)

k130+400(沥青再生养护剂处理)

45

45

46

45

k130+400(未处理)

62

60

63

62

智慧彩票投注注册k148+550(沥青再生养护剂处理)

44

45

46

45

k148+550(未处理)

64

61

62

62

沥青再生养护剂喷洒过的路面,抗滑性能会有所降低。根据表4所示的数据,摆值下降20%,似乎抗滑能力降低很多,其实并不然。第一,未经处理的路面的摆值很高,主要原因是由于沥青与集料的粘结力减小,集料散失,路表面变得粗糙,可见在这种情况下,摩擦力高只是一种出现水损害之前的暂时现象。第二,根据文献[4]的规定,路面的摆值只要大于42,在抗滑能力的评价中就属于优秀,因此试验路段的摆值虽然下降了20%,但是对行车安全没有任何不利的影响。

2.3 对裂缝的处理

在现场试验中还有一个意外的发现,用沥青再生养护剂处理发状的细小裂缝效果极佳。对于这种细小的裂缝,用常规的方法无法处理(缝宽很窄,灌缝材料不易灌进),只有等到发展到一定程度再处理,但在这过程中,路面结构因为水分的渗入而受到损害。

沥青再生养护剂的原液是一种稠度低的液体,流动性能好,象发状一样的裂缝也能渗入到结构内部;但是如果裂缝较深,再生剂原液就源源不断地渗入,可以用细砂与再生剂拌和,在裂缝上涂刷,使得混合物灌入裂缝,不仅减少再生剂的用量,而且能密封裂缝,混合物与路面成为一整体。

3 注意事项

本次试验中,因为没有使用经验,沥青再生养护剂的用量采用了生产厂家的推荐用量。实际上,单位面积的最佳用量是非常重要的,用量不足,效果不明显,用量过多,会使路面的防滑性能降低,沥青软化,导致涌包、车辙等病害。在大规模使用之前,一定要通过试验,测试有关数据,确定最佳用量

4 结论

①沥青再生养护剂喷洒到路面上,能在其表面形成一层膜,防止水分渗入到路面结构内部,避免路面发生水损害;

②沥青再生养护剂,能够使老化的沥青性能得到恢复,延长其使用寿命;

③沥青再生养护剂对路面的抗滑能力没有不利影响,相反,如果路面的抗滑能力不足,还可以在施工过程中铺砂,提高路面的抗滑能力;

④沥青再生养护剂对细小裂缝处理有独到之处,不仅施工方便,而且效果好。

 
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