瀝青路面雨天、低溫條件下快速養(yǎng)護(hù)維修方式

曹 路，丁新慧

（1.上海市永達(dá)市政建設(shè)養(yǎng)護(hù)工程有限公司，上海市 200052；2.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海市 201804）

0 引言

南方雨季時(shí)間長，一般可以長達(dá)3～4個(gè)月。雨天溫度低濕度高導(dǎo)致路面養(yǎng)護(hù)效果變差，迫切需要針對該類型地區(qū)的特殊環(huán)境和交通特點(diǎn)提出適用的快速養(yǎng)護(hù)技術(shù)[1]?？焖兖B(yǎng)護(hù)技術(shù)在公路運(yùn)營上能提高通行效率，使路面基本一直處于最佳的運(yùn)營狀態(tài)，可以有效緩解交通擁堵，提高運(yùn)輸效率[2]。目前針對雨天、低溫情況下的路面快速養(yǎng)護(hù)相關(guān)研究較少，本文將從冷拌材料并且加溫拌劑方面進(jìn)行敘述。

1 破壞形式及原因

路面按照破壞程度可分為兩類：一類是功能性破壞，即面層出現(xiàn)微小裂縫、麻面、脫皮、泛油、瀝青老化、路面滲水等輕微病害，造成路面平整度和性能下降；另一類是結(jié)構(gòu)性破壞，即路面出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫、坑槽、沉陷等，它是路面層結(jié)構(gòu)的整體或其中某一個(gè)或幾個(gè)組成部分的破壞，嚴(yán)重時(shí)將不能支承車輛的荷載。這兩類破壞不一定同時(shí)發(fā)生，一般是先發(fā)生功能性破壞，而后出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞。但病害的發(fā)展都要逐漸積累，對于結(jié)構(gòu)性破壞一般均需進(jìn)行徹底翻修，但對于功能性破壞可以通過修整養(yǎng)護(hù)來恢復(fù)鋪裝的平整性和抗滑性。本文主要討論功能性破壞的快速養(yǎng)護(hù)維修方法。

2 溫拌材料

不同的溫拌技術(shù)有不同的作用機(jī)理，但其本質(zhì)都是降低瀝青在施工過程中的高溫黏度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在較低溫度下瀝青混合料的拌和與壓實(shí)[3]。

霍尼韋爾多功能改性劑是霍尼韋爾特殊材料添加劑中的一款產(chǎn)品，外觀為白色粉末或者細(xì)小顆粒，添加在瀝青混合料中可以提高其綜合性能。它可以同時(shí)具有抗水損害、抗車轍、溫拌工藝施工的多個(gè)特點(diǎn)。改性劑通常與基質(zhì)瀝青一起使用，摻量為礦料質(zhì)量的0.2%～0.4%。

2.1 7686型溫拌劑改性試驗(yàn)

試驗(yàn)選用SBS瀝青，改性劑為霍尼韋爾多功能改性劑（7686型溫拌劑），摻量為礦料質(zhì)量的0.3%?？紤]到改性劑的溫拌效果，將拌和溫度分別降低至140℃、145℃、150℃、155℃。擊實(shí)溫度一般比拌和溫度降低10℃左右。除此之外，為了對比有無改性劑的壓實(shí)效果，在160℃下成型1組未加改性劑的馬歇爾試件。成型馬歇爾試件后，在室溫下靜置24 h，以確保試件完全固結(jié)，隨后進(jìn)行密度測試。

改性工藝為干拌法：加熱好的集料加入拌鍋干拌30 s，加入稱量好的瀝青濕拌90 s，最后加入稱量好的溫拌劑濕拌90 s。拌和溫度從140℃到155℃，以5℃為1個(gè)階梯，加上作為對比之用的160℃拌和溫度，共有5個(gè)拌和溫度；分別擊實(shí)50次和75次成型。得到10種混合料試件。

在不同拌和溫度及擊實(shí)次數(shù)下得到的混合料壓實(shí)度對比如圖1所示。

圖 1不同拌和溫度及擊實(shí)次數(shù)下得到的混合料壓實(shí)度對比

試驗(yàn)結(jié)果表明：溫拌劑可以將壓實(shí)溫度降低10℃左右。

2.2 混合料路用性能評價(jià)試驗(yàn)

混合料路用性能評價(jià)試驗(yàn)包括：馬歇爾穩(wěn)定度和流值（高溫性能評價(jià)）、凍融劈裂試驗(yàn)（水穩(wěn)定性）和高溫車轍試驗(yàn)，結(jié)果如下：

（1）48 d浸泡后試件的殘留穩(wěn)定度比是93.18%，96 h浸泡后試件的殘留穩(wěn)定度比是92.48%，因此，使用該方法制備的瀝青混凝土具有良好的抗水損剝落能力。

（2）一次凍融劈裂試驗(yàn)的凍融劈裂強(qiáng)度比為93.52%，二次凍融劈裂試驗(yàn)的凍融劈裂強(qiáng)度比為86.36%，一次凍融劈裂后和二次凍融劈裂后馬歇爾試件仍具有較高的劈裂強(qiáng)度，說明該混合料具有很好的抗水損能力。

（3）高溫車轍試驗(yàn)：動穩(wěn)定度是8 899次/mm，總變形量是1.597 mm，說明該混合料的高溫抗車轍能力非常優(yōu)秀。

上述結(jié)果表明，7686型溫拌劑不僅可以降低瀝青混合料拌和溫度，并且對其路用性能影響不大，是很好的快速施工材料。另外由于罩面厚度很薄，可以在不進(jìn)行舊路銑刨的情況下直接加鋪，也不影響沿線凈空高度。使用霍尼韋爾多功能改性劑可以利用其優(yōu)秀的溫拌性能使超薄層的施工變得更加方便、環(huán)保。

3 冷拌材料

3.1 水性環(huán)氧樹脂

水性環(huán)氧樹脂是把環(huán)氧樹脂以微?；蛞旱蔚男问椒稚⒃谝运疄檫B續(xù)相的分散介質(zhì)中而制得的穩(wěn)定樹脂材料，可在室溫、潮濕或過濕的環(huán)境中固化，在雨天鋪裝快速養(yǎng)護(hù)中占有很大優(yōu)勢。與水泥砂漿、混凝土等常用的水泥基材料混合使用，能夠提高上述材料的早期強(qiáng)度、韌性、抗沖擊性能，增強(qiáng)其防水性能，在路面養(yǎng)護(hù)維修中針對裂縫灌縫、修補(bǔ)坑洞、局部破損等封面應(yīng)用廣泛[4]。

2008年朱偉超等[5]將水性環(huán)氧樹脂應(yīng)用在廣東省韶關(guān)市翁源縣道維護(hù)中，取得了良好效果；2015年王端宜等[6]就水性環(huán)氧乳化瀝青微表處的疲勞性能進(jìn)行了加速加載試驗(yàn)，研究了不同水性環(huán)氧樹脂摻量下的使用壽命衰減規(guī)律，提出摻加少量環(huán)氧樹脂可以有效提高乳化瀝青微表處的抗剝落性，減小其抗滑性、抗剝落性衰減速率，延長其使用壽命，并提出可認(rèn)為水性環(huán)氧樹脂的摻加增強(qiáng)了瀝青材料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和黏結(jié)性。錢海濤等[7]在連霍高速路面鋪裝的燒毀路面采用水性環(huán)氧瀝青進(jìn)行了修補(bǔ)并取得了良好效果；在江蘇省無錫市某縣道也采用了水性環(huán)氧乳化瀝青進(jìn)行封層養(yǎng)護(hù)。綜上所述，水性環(huán)氧樹脂在路面鋪裝封層維修中應(yīng)用廣泛，且效果良好。

3.2 水性環(huán)氧改性乳化瀝青

3.2.1 研究現(xiàn)狀

2015年陳俊宇[8]對水泥橋面鋪裝應(yīng)用水性環(huán)氧改性乳化瀝青砂霧封層進(jìn)行了技術(shù)研究，以霧封層的磨耗性能和抗滑性能為出發(fā)點(diǎn)，探索將水性環(huán)氧樹脂加入霧封層材料，并嘗試在霧封層上灑布砂來增加其表面抗滑性能。試驗(yàn)結(jié)果表明：水性環(huán)氧樹脂加入改性乳化瀝青中固化后會形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提升改性乳化瀝青的高、低溫性能，大幅增加改性乳化瀝青的黏度；水性環(huán)氧樹脂摻量建議為30%。

水性環(huán)氧改性乳化瀝青是一種熱固性的膠，固化交聯(lián)后形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不會再溶化，膠層彈性高；在反復(fù)重壓、低溫或在130℃以下的高溫條件下也會變形但不會破裂，黏結(jié)強(qiáng)度是普通瀝青的數(shù)倍。

水性環(huán)氧改性乳化瀝青可以使原來熱塑性、熱熔性的瀝青轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗?、不融、不脆、不裂的熱固性高分子材料。用這種水性環(huán)氧改性瀝青乳化料配置的瀝青路面及路面磨耗層具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）因水性環(huán)氧樹脂的加入，磨耗層黏結(jié)強(qiáng)度明顯提高、耐重壓、不松散，與舊路面的黏接強(qiáng)度大于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

（2）膠液在施工時(shí)自動滲透到新舊路面的縫隙中，與里面的積水溶融，再通過破乳物理變化把水排出，自然地對微孔和縫隙進(jìn)行密實(shí)型修補(bǔ)，強(qiáng)度大于原結(jié)構(gòu)。

3.2.2 拉拔試驗(yàn)

使用JC/T 975拉拔儀，在新舊瀝青和混凝土界面上進(jìn)行拉拔試驗(yàn)。試驗(yàn)過程及結(jié)果如圖2～圖 4、表 1所示。

圖2 舊水泥混凝土60℃拉拔

圖3 新瀝青混凝土60℃拉拔

圖4 新水泥混凝土25℃拉拔

表1 水性環(huán)氧改性乳化瀝青在不同基面上的拉拔強(qiáng)度

由表1可見，不同界面上的拉拔強(qiáng)度均滿足要求，說明水性環(huán)氧改性乳化瀝青的黏結(jié)力在快速養(yǎng)護(hù)維修中可以增強(qiáng)路面黏結(jié)強(qiáng)度，在雨天溫度較低情況下的路面養(yǎng)護(hù)中可以選擇使用。

4 結(jié)論

（1）本文采用7686型溫拌劑對SBS瀝青進(jìn)行改性，將拌和溫度分別降低至140℃、145℃、150℃、155℃，擊實(shí)50次和75次成型后進(jìn)行密度測試。試驗(yàn)結(jié)果表明，此型溫拌劑可以降低拌和溫度達(dá)10℃左右；之后又進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度、凍融劈裂試驗(yàn)和高溫車轍試驗(yàn)，所得結(jié)果均滿足規(guī)范要求。證明這種溫拌劑在雨季、低溫情況下增加了養(yǎng)護(hù)維修的可行性，對路面壽命的延長有推動作用。

（2）冷拌材料如水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧改性乳化瀝青在道路快速養(yǎng)護(hù)中可提高材料的早期強(qiáng)度、增強(qiáng)其防水性能。對水性環(huán)氧改性乳化瀝青鋪裝在不同基面上進(jìn)行的拉拔試驗(yàn)結(jié)果顯示，其拉拔強(qiáng)度均能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這說明使用這種材料可以增強(qiáng)路面黏結(jié)強(qiáng)度。另外，由于冷拌材料達(dá)到優(yōu)良性能效果的拌和溫度低，施工方便，推薦在雨天、低溫情況下使用。