高性能瀝青路面灌封材料的制備與性能研究

居?xùn)|華

江蘇省高速公路工程養(yǎng)護(hù)有限公司 江蘇鹽城 223001

瀝青路面具有表面光滑，防滑耐磨，駕駛舒適等優(yōu)點，應(yīng)用廣泛，公路承載能力顯著提高。中國瀝青路面的總里程在增加。由于施工和其他原因，一些道路將無法達(dá)到初始設(shè)計服務(wù)期并將提前進(jìn)入維護(hù)期。 二十世紀(jì)八十年代初和九十年代初在中國建造的瀝青路面達(dá)到了維護(hù)和修復(fù)的階段。如何延長瀝青路面的使用壽命并保持其良好的性能尤為重要。及時妥善的瀝青攤鋪維護(hù)和修理成為人們關(guān)注的焦點。

1 高性能改性瀝青灌縫料的配方研制與試驗研究

1.1 灌縫材料試驗研究與對比分析

對瀝青路面灌縫材料的性能評價與對基質(zhì)或改性瀝青的評價有很大區(qū)別，以往常規(guī)的三大指標(biāo)評價體系已經(jīng)完全不能適用。大多數(shù)灌縫料中含有大量的橡膠粉顆粒，材質(zhì)較軟，三大指標(biāo)中針入度試驗的標(biāo)準(zhǔn)針針尖較細(xì)，為了避免較大的誤差出現(xiàn)，我國部頒《路面橡膠瀝青灌縫膠》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中采用錐入度對材料的高溫性能指標(biāo)進(jìn)行評價。同理，以往評價瀝青類材料的低溫性能采用低溫延度指標(biāo)，對于灌縫材料而言同樣是不適用的，主要因為我國北部地區(qū)冬季溫度較低，極端地區(qū)最低可達(dá)-40℃，因此對灌縫料的低溫評價是低溫拉伸試驗指標(biāo)。按照部頒規(guī)范的要求，我們對在國內(nèi)普遍使用的灌縫材料進(jìn)行了試驗檢測和相關(guān)研究。

1.2 低溫拉伸試驗

低溫拉伸儀是我們針對“高性能瀝青路面灌縫材料的制備與性能研究”項目，按照交通運輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《路面橡膠瀝青灌縫膠》（JT/T740-2009）定制的儀器，溫度可以控制在-40℃-10℃范圍內(nèi)，拉伸速度可調(diào)，我們按標(biāo)準(zhǔn)要求，拉伸速度設(shè)定為0.05mm/min。據(jù)交通運輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《路面橡膠瀝青灌縫膠》（JT/T740-2009）中“低溫拉伸試驗”的試驗方法與儀器要求進(jìn)行試驗。低溫拉伸試驗使用下列儀器設(shè)備：（1）拉伸試驗機(jī)：拉伸行程不小于40mm，拉伸速度0.05mm/min.2。溫度控制：恒溫控制在-40~10℃范圍內(nèi)。（2）水泥混凝土塊：試模尺寸為7.5cm×5.0cm×2.5cm，抗壓強度大于30MPa。（3）金屬試模尺寸：上墊塊為7.5cm×1.5cm×1.0cm；下墊塊為7.5cm×2.5cm×1.0cm；立柱為10.0cm×1.5cm×1.25cm。

1.3 錐入度試驗

試驗步驟主要包括：（1）將試件注滿盛樣皿中，高度要超過預(yù)計錐入度值1cm。將制作好的試件置于室內(nèi)冷卻2小時后，再放置于恒溫水域中至少2小時，溫度控制在25±0.5℃左右。（2）調(diào)平錐入度儀，確保連桿和導(dǎo)軌是否干燥和無異物。（3）將盛樣皿取出后，放置在未盛水的玻璃皿上的三腳架上，并固定好。（4）將刻度盤指針調(diào)0，將玻璃皿放在錐入度儀的平頂臺面上，同時放入試件，調(diào)節(jié)反射燈光至合適位置，使錐尖與瀝青材料表面剛好接觸，使齒桿與連桿頂部恰好接觸上后，固定連桿[1]。

2 施工工藝及設(shè)備

2.1 灌縫施工工藝

路面裂縫和灌縫的技術(shù)主要用于線型裂縫，包括橫向和縱向裂縫，塊體裂縫和反射裂縫。本項目開發(fā)的裂縫修補裂縫施工技術(shù)主要分為：第一，交通控制；第二，槽處理；第三，開槽裂縫處理；第四，側(cè)壁裂縫的加熱處理；第五，黏合劑準(zhǔn)備和填裝；第六，邊緣修整。交通管制是修復(fù)裂縫的第一步。各種標(biāo)志的布置，緩沖區(qū)和工作區(qū)的長度必須符合施工規(guī)范的要求，道路必須不太繁忙，以確保其他車輛的安全駕駛。凹部沿著所述路面上的裂縫加工方向，凹部的寬度在1.25厘米至1.75厘米的范圍內(nèi)，和裂紋深度的范圍是從1.5厘米到2厘米。，沿裂縫打開槽主要為裂縫提供足夠的空間以便裂縫并即將關(guān)閉，從而保護(hù)充滿裂縫的裂縫填料免受過度的拉伸和壓縮應(yīng)力以及道路載荷的損壞。特別是，必須切割和填充由于溫度變化而需要大的水平位移的裂縫，以適應(yīng)由水平位移引起的應(yīng)力。當(dāng)溫度變化時，可能會出現(xiàn)裂縫寬度小于6mm的微小切口和未顯影的裂縫，并且切割凹槽并填充它們可能導(dǎo)致不必要的成本。

2.2 灌縫材料的準(zhǔn)備和填裝

在對裂縫進(jìn)行灌縫修補前，將高性能改性瀝青灌縫料裝在儲料罐中，進(jìn)行加熱、攪拌。為了使灌縫料具有很好的流動性，將灌縫料加熱至180℃左右。灌縫材料備好后，便可對裂縫進(jìn)行灌縫處理。先對軟管進(jìn)行預(yù)熱，連接噴出閥和注入棒，開啟主閥和出料閥，即可進(jìn)行灌縫施工。針對不同的裂縫寬度而選用不同類型的設(shè)備進(jìn)行施工。對于裂縫很小在3mm以內(nèi)的，用噴槍進(jìn)行灌注；對較大的裂縫在3~7mm或大于7mm的，用注入棒進(jìn)行灌注。灌注的瀝青灌縫膠必須在5分鐘以內(nèi)用完，否則會影響材料的性能。在灌縫料填裝和成型之后，為了防止未凝固的灌縫料出現(xiàn)輪印或溜料，使用篩好的干凈細(xì)砂或石屑充當(dāng)吸收覆蓋物對其進(jìn)行暫時的粘黏保護(hù)，形成薄薄的上覆層，吸收多余的灌縫料。待灌縫料凝固后，清除多余的細(xì)砂或石屑，即可開放交通[2-3]。

3 結(jié)語

在瀝青路面各類破壞形式中，裂縫是最常見、最易發(fā)生和最早期產(chǎn)生的病害之一，也是不可避免的主要病害，它幾乎伴隨著瀝青路面的整個使用期，在這一維修養(yǎng)護(hù)上國家每年都要投入大量的資金及人力和物力。減少投資、提高維修質(zhì)量在當(dāng)前顯得越來越重要，關(guān)于如何解決路面裂縫填封材料的質(zhì)量、使用壽命等問題也一直是工程技術(shù)人員渴求和致力研究的方向。