瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料性能研究

高 林

河南中檢工程檢測(cè)有限公司，河南 鄭州 450001

瀝青路面在交通運(yùn)輸中有著十分突出的彈性變形能力，能夠?yàn)檐囕v、行人提供舒適的出行體驗(yàn)，并且瀝青材料在老化后經(jīng)過(guò)一定的處理還能夠回收使用，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益。但瀝青材料性能受外界環(huán)境的影響較為突出，在高溫、極寒、強(qiáng)降水等環(huán)境下很容易快速老化，使其基本性能喪失，同時(shí)縮短其實(shí)際使用壽命。通過(guò)合理的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)可以極大程度上解決這一問(wèn)題，抑制病害的發(fā)展，保障其穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

1 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的主要性能要求

1.1 抗老化性能

瀝青作為一種抗老化性能較弱的材料，在工程中常常會(huì)在外界環(huán)境的作用下發(fā)生性能的折損，因此瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的首要性質(zhì)要求就是具備足夠的抗老化性能，以此保障路面結(jié)構(gòu)預(yù)期使用壽命。在材料試驗(yàn)中，抗老化性能檢測(cè)主要是基于存在一定老化程度的瀝青材料，在其中加入一定量的待測(cè)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料，再經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理、化學(xué)作用改善原有瀝青材料的自身性質(zhì)，使瀝青各方面的性能得到一定程度的恢復(fù)，并增大其與下部基層之間的粘接強(qiáng)度，以此實(shí)現(xiàn)抗老化性能的增強(qiáng)。在實(shí)驗(yàn)操作完成后，即可對(duì)樣本進(jìn)行采樣檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目主要涵蓋了針入度、延展性、軟化點(diǎn)等指標(biāo)，并基于檢測(cè)結(jié)果選擇養(yǎng)護(hù)效果最好的材料。

1.2 防滲水性能

防滲水性能是對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料性質(zhì)的另外一項(xiàng)重要要求，若防滲水性能較差，那么將導(dǎo)致雨水滲透進(jìn)入道路結(jié)構(gòu)層與基層中，對(duì)公路結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生損壞。因此，為了降低雨水對(duì)公路結(jié)構(gòu)老化產(chǎn)生的不良影響，在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的選擇上應(yīng)加強(qiáng)對(duì)防滲水性能的控制。材料防滲水性能的檢測(cè)試驗(yàn)是在滲水現(xiàn)象較為突出的瀝青材料中摻加擬檢測(cè)材料，借助養(yǎng)護(hù)材料自身或者反應(yīng)產(chǎn)物將瀝青結(jié)構(gòu)中的裂隙填充密實(shí)，從而達(dá)到強(qiáng)化抗?jié)B性的效果。在材料防滲水性能試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算養(yǎng)護(hù)后瀝青結(jié)構(gòu)的滲水系數(shù)，并與未經(jīng)養(yǎng)護(hù)的瀝青結(jié)構(gòu)的滲水系數(shù)相比對(duì)，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性、施工適應(yīng)性等因素，從而選定最優(yōu)的瀝青預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料。

1.3 抗滑性能

瀝青路面的抗滑性能決定了車輛行駛的安全性與舒適性，是一項(xiàng)公路路面性能的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。但實(shí)踐表明，路面抗滑性能在日照、雨水、車輛行駛等外界作用下，常常會(huì)有一定程度的損失，對(duì)行車的安全性造成不利影響，甚至引發(fā)交通事故。進(jìn)行抗滑性能試驗(yàn)時(shí)，主要是以抗滑性能較弱或工作時(shí)間較久的瀝青材料為對(duì)象，在其中加入待檢測(cè)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料。在外加材料與原有瀝青之間的作用下，將顯著提升瀝青的抗滑性能，在參數(shù)上則體現(xiàn)為其表面摩擦系數(shù)的明顯增大。在以上試驗(yàn)操作完成后，試驗(yàn)人員即可借助擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀對(duì)養(yǎng)護(hù)后的瀝青材料進(jìn)行擺值的測(cè)定，此時(shí)應(yīng)注意將測(cè)得的擺值轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)溫度（20℃）下的擺值，并與未經(jīng)處理測(cè)得的擺值進(jìn)行對(duì)比從而確定最優(yōu)材料。

1.4 持久性能

持久性能主要是為了保障公路路面的基本性能能夠有足夠久的持續(xù)時(shí)間，能夠在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的作用下使其盡可能地延長(zhǎng)使用壽命，增加項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。持久性能試驗(yàn)是在抗車轍性能較為薄弱的瀝青結(jié)構(gòu)中按照相關(guān)要求附加一定的養(yǎng)護(hù)材料，使兩者能夠充分反應(yīng)。在養(yǎng)護(hù)材料的作用下，瀝青各個(gè)方面的性能都將得到保障，使其性能更加穩(wěn)定。譬如可以以瀝青結(jié)構(gòu)動(dòng)穩(wěn)定性的持久性作為判斷依據(jù)，將瀝青結(jié)構(gòu)與橡膠輪胎表面充分按壓在一起，并使其持續(xù)旋轉(zhuǎn)摩擦至結(jié)構(gòu)失去動(dòng)穩(wěn)定為止，記錄該過(guò)程持續(xù)時(shí)間。將其與未經(jīng)處理的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)所經(jīng)歷的時(shí)間相對(duì)比，選擇在持久性上表現(xiàn)得最好的一種。

1.5 高溫穩(wěn)定性能

公路工程作為一項(xiàng)露天工程，大多是暴露在自然環(huán)境下的，因此不可避免地會(huì)受到高溫作用，而高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性又是瀝青材料極為重要的一項(xiàng)性能，因此在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料選擇上也應(yīng)充分考慮這一因素。在高溫穩(wěn)定性的試驗(yàn)檢測(cè)中，一般選用普通瀝青材料即可，在其中加入待檢測(cè)材料并經(jīng)過(guò)復(fù)雜的反應(yīng)即可完成試驗(yàn)養(yǎng)護(hù)。在以上操作完成之后，可在保持其他因素不變的前提下，將養(yǎng)護(hù)后的材料放置在不同環(huán)境溫度中，并對(duì)其黏性進(jìn)行測(cè)定，形成不同溫度下的材料黏性統(tǒng)計(jì)表，進(jìn)而選定最優(yōu)的預(yù)防養(yǎng)護(hù)材料。在材料確定之后，還應(yīng)進(jìn)一步設(shè)置對(duì)照試驗(yàn)確定最佳配比，在維持溫度不變的基礎(chǔ)上改變養(yǎng)護(hù)材料用量，分析不同摻量下黏性的變化走勢(shì)從而改進(jìn)配合比設(shè)計(jì)。

1.6 低溫抗裂性能

與高溫條件下瀝青材料穩(wěn)定性相對(duì)應(yīng)的是其在低溫環(huán)境下的抗裂性，在極寒天氣下，瀝青材料的脆性會(huì)得到極大的提升，在外部荷載的作用下就很容易開(kāi)裂破壞，使路面結(jié)構(gòu)進(jìn)一步劣化。在低溫抗裂性能的試驗(yàn)中，主要是以普通瀝青構(gòu)件為基礎(chǔ)，在其中加入待測(cè)養(yǎng)護(hù)材料，使其在其他條件不變的前提下僅對(duì)環(huán)境溫度做出改變，并采用合適的機(jī)械對(duì)材料的脆性傾向進(jìn)行測(cè)定，一般將脆點(diǎn)作為基本指標(biāo)，根據(jù)不同溫度等級(jí)下材料的脆點(diǎn)高低來(lái)選擇低溫抗裂性最優(yōu)的預(yù)防養(yǎng)護(hù)材料。在以上試驗(yàn)完成后還應(yīng)對(duì)最優(yōu)配合比展開(kāi)試驗(yàn)分析，在同一溫度條件下改變其配比，并測(cè)定各配比下其所對(duì)應(yīng)的脆點(diǎn)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析的方式確定最合理的配比方案。

2 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的應(yīng)用

2.1 工程概況

文章以我國(guó)北方某公路工程為例進(jìn)行分析。該公路工程自竣工投入使用后受到外部環(huán)境以及循環(huán)荷載的復(fù)雜作用影響，其瀝青路面的基本性能已經(jīng)接近極限狀態(tài)。此外，瀝青路面的平整度、擺值等在使用期間也有了極大的折損，并誘發(fā)產(chǎn)生了一些路面病害，如細(xì)微開(kāi)裂、車轍等，并呈現(xiàn)出不斷擴(kuò)張的趨勢(shì)。在裂縫等基礎(chǔ)路面病害的作用下，雨水很容易滲入道路基層中，并以此引發(fā)翻漿、坑槽等問(wèn)題，導(dǎo)致公路耐久性下降，使用壽命減少。在這樣的背景下，為了解決公路問(wèn)題，延長(zhǎng)其使用壽命、增強(qiáng)其基本性能，技術(shù)人員對(duì)此展開(kāi)了瀝再生試驗(yàn)，以期通過(guò)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的方法來(lái)彌補(bǔ)缺陷。在該工程中瀝再生的基本用量選定為0.25L/m2，在此基礎(chǔ)上根據(jù)既有瀝青結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)、配比設(shè)計(jì)、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限來(lái)進(jìn)行調(diào)整。

2.2 試驗(yàn)檢測(cè)

在該工程的路面病害中，最為突出的不利影響即抗?jié)B性能較差。在選用合適的材料進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)后，結(jié)構(gòu)自身具有較好的完整性，其結(jié)構(gòu)損壞不明顯。同時(shí)，瀝青路面表層有一些瀝青油膏從裂隙中滲透出來(lái)，固化后產(chǎn)生了一層光滑的平面，其表面有著明亮的光澤，但此區(qū)域在路面整體結(jié)構(gòu)中的占比較小。在按照規(guī)范要求的方法進(jìn)行試驗(yàn)后，還需保持其原狀4h，之后可解除交通管制，在其上行車、走人，整體施工周期大約為10h。為了提升測(cè)量結(jié)果的可靠性、真實(shí)性，要求技術(shù)人員選用合適規(guī)格的滲水儀和擺值儀對(duì)路面結(jié)構(gòu)的性能展開(kāi)測(cè)定，并在施工后1年內(nèi)定期復(fù)測(cè)，將測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總并分析。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果

（1）抗?jié)B性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，該工程在經(jīng)過(guò)瀝再生處理后，路面結(jié)構(gòu)的滲水性能有了十分顯著的改善。具體來(lái)說(shuō)，在瀝再生之前測(cè)得超車道、行車道的滲水系數(shù)分別約為13.5mL/min和10.5mL/min，而在處理后1年的定期檢測(cè)中，這兩個(gè)指標(biāo)分別為0mL/min和1mL/min，由此可以看出瀝再生處理有著很好的效果。此外，技術(shù)人員也針對(duì)行車道的滲水性能展開(kāi)了更為深入的分析研究，其瀝再生效果較超車道瀝再生處理效果更差，主要是由于施工處理時(shí)沒(méi)有對(duì)施工技術(shù)做出嚴(yán)格的規(guī)定，且其上行車荷載更大，因此在處理后又產(chǎn)生了裂縫。針對(duì)這一問(wèn)題技術(shù)人員進(jìn)行了二次處理，處理后測(cè)得其滲水系數(shù)也為0mL/min。檢測(cè)結(jié)果表明，在1年的檢測(cè)期內(nèi)，瀝青路面在外界環(huán)境的干擾下仍具備足夠的穩(wěn)定性，能夠很好地抵抗復(fù)雜因素的作用。

（2）抗滑性能。該工程中，瀝再生技術(shù)對(duì)于瀝青路面抗滑性能的影響也是十分顯著的，具體而言，在處理之前測(cè)得的路面擺值為53BPN，而經(jīng)過(guò)處理后的擺值則降低到42BPN，經(jīng)過(guò)1年的運(yùn)營(yíng)后測(cè)得擺值約為39BPN。出現(xiàn)以上現(xiàn)象的主要原因是瀝再生處理后路面表層形成了較為光滑的油膏，降低了其表面摩擦系數(shù)，但試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)仍能夠保障BPN＞37，即便是在處理運(yùn)營(yíng)1年后，測(cè)得的擺值也滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，在1年的檢測(cè)期內(nèi)，瀝青路面受到了各種環(huán)境因素的干擾，但其各項(xiàng)性能仍舊能夠滿足基本要求，具有足夠的耐久度。在對(duì)瀝青狀態(tài)進(jìn)行全面的分析研究后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)瀝再生處理的路面結(jié)構(gòu)有著更好的活性，而且表面摩擦力更大，從其外觀上來(lái)看呈現(xiàn)出黝黑的色澤。總體來(lái)說(shuō)，瀝再生處理對(duì)路面的抗滑性能有著積極效應(yīng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

瀝青路面受到自身材料性質(zhì)的影響，在實(shí)際使用中常常容易出現(xiàn)開(kāi)裂、凹陷等病害，影響其基本性能，而借助預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，能夠在一定程度上改善原有材料的性質(zhì)，使其各項(xiàng)指標(biāo)滿足使用要求。但值得注意的是，在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作業(yè)后，應(yīng)當(dāng)持續(xù)關(guān)注其狀態(tài)并定期檢查，對(duì)表現(xiàn)異常的應(yīng)及時(shí)采取措施予以修正，針對(duì)病害類型有針對(duì)性地制訂策略，保障路面結(jié)構(gòu)始終處于穩(wěn)定、可靠的狀態(tài)中。