凍融循環(huán)及鹽侵蝕作用下雷諾峰霧封層技術(shù)在遼寧地區(qū)的應用研究

戴鵬飛

（遼寧省高速運營管理有限責任公司丹東分公司，遼寧沈陽110000）

0 引言

在我國東北地區(qū)，由于冬季持續(xù)時間較長，氣溫較低，冰雪不易消融，給路面的使用性能造成了極大的影響，因此常常會通過撒布除冰鹽的方式進行道路融冰、融雪，從而導致瀝青路面中的溶液一直處于凍融循環(huán)的交替狀態(tài)，同時除冰鹽溶液也會對路面產(chǎn)生侵蝕作用。因此在東北地區(qū)開展預防性養(yǎng)護措施的過程中，保證瀝青路面的抗凍融及鹽侵蝕能力也是至關(guān)重要的一方面。雷諾峰霧封層是瀝青路面預防性養(yǎng)護新技術(shù)，由ASI 公司開發(fā)，是一種富含特殊活性化學反應成分滲透型的路面預防性養(yǎng)護材料[1]，應用于瀝青路面上可以滲入到路面的瀝青及空隙中，激活老化瀝青中的瀝青質(zhì)，從而恢復瀝青材料的針入度、軟化點、延度及黏附性，具有較強的路面再生功能，緩解瀝青路面的損壞，延長路面使用壽命[2]。鑒于此，本文對比分析了凍融循環(huán)及鹽侵蝕作用下涂刷雷諾峰霧封層瀝青混合料性能差異，并對雷諾峰霧封層的作用機理進行了深入分析。

1 試驗方案

參照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20—2011）進行馬歇爾及車轍板試件成型，成型后在馬歇爾及車轍板表面充分涂刷雷諾峰霧封層。同時，為了模擬真實路面凍融循環(huán)及鹽侵蝕效果，在規(guī)范凍融試驗方法的基礎上進行改進，將試件在水及8%除冰鹽濃度溶液中放置2h。

采用吸水性較強的吸水棉充分吸收溶液后包裹住試件，并將吸水棉包裹的試件用塑料薄膜密封，避免溶液泄露及高低溫凍融循環(huán)中水分蒸發(fā)造成的除冰鹽濃度降低[3]。試件在冰箱-20℃條件下冰凍16h，然后移至60℃保溫箱中恒溫保持24h，重復凍融循環(huán)5 次[4]，見表1所示。

表1 試驗方案設計

2 試驗結(jié)果分析

2.1 試驗前后SBS 改性瀝青混合料抗?jié)B性能分析

對凍融循環(huán)及鹽侵蝕作用下的涂刷雷諾峰霧封層前后的SBS 改性瀝青混合料進行滲水試驗，見表2所示。

表2 凍融循環(huán)及鹽侵蝕作用下涂刷雷諾峰霧封層前后滲水結(jié)果

由滲水試驗結(jié)果可知，涂刷雷諾峰霧封層后滲水系數(shù)明顯降低，這主要是因為涂刷雷諾峰霧封層后，在瀝青混合料表面形成了一層防水薄膜，對原有的空隙進行了一定程度的封堵，可以有效防止水溶液向下滲透，增強了混合料的抗?jié)B性能[5]。

由表3 可知，涂刷雷諾峰霧封層后，在凍融循環(huán)作用下滲水系數(shù)降低幅度明顯降低，8%除冰鹽濃度下滲水系數(shù)涂刷后降低了55.1%，而涂刷前滲水系數(shù)降低幅度達到了84.2%，涂刷前后滲水系數(shù)降低幅度減少近30%，因此通過試驗結(jié)果表明，雷諾峰霧封層可以有效地減緩凍融循環(huán)對混合造成的內(nèi)部損傷，這主要是由于涂刷后雷諾峰形成封閉空隙，使得溶液較難侵入混合料內(nèi)部，從而避免了溶液中自由水低溫結(jié)冰產(chǎn)生的凍脹力及除冰鹽低溫結(jié)晶產(chǎn)生的結(jié)晶壓力對混合料內(nèi)部的破壞。

表3 5 次凍融循環(huán)下涂刷前后滲水系數(shù)降低幅度

由表4 可以看出，凍融循環(huán)5 次后，除冰鹽濃度由0%增加至8%，涂刷前后瀝青混合料的滲水系數(shù)變化幅度也有著較為明顯區(qū)別，涂刷前滲水系數(shù)降低了15.2%，而涂刷后滲水系數(shù)降低了8.4%。因此可以得出，雷諾峰霧封層對抗鹽侵蝕也有著較為顯著的效果，這也是因為雷諾峰霧封層的封閉空隙作用，從而減少了鹽溶液的深入，從而可以有效地減緩鹽溶液的侵蝕作用。

表4 不同除冰鹽濃度下5 次凍融循環(huán)后滲水系數(shù)降低幅度

2.2 試驗前后SBS 改性瀝青混合料水穩(wěn)定性

通過凍融劈裂試驗，測定凍融循環(huán)5 次后不同鹽溶液濃度下的凍融劈裂強度比。

由表5 可知，涂刷雷諾峰霧封層后不同濃度冰鹽溶液作用下的凍融劈裂強度比分別為68.2%，71.5%，涂刷前凍融劈裂強度比分比為53.5%，58.6%，涂刷后的凍融劈裂強度遠遠大于涂刷前的凍融劈裂強度比，凍融劈裂強度比增加了約15%，這說明，雷諾峰霧封層可顯著改善混合料的水穩(wěn)定性。同時由表5 也可以看出，涂刷后隨著除冰鹽濃度的提升劈裂強度比降低了3.3%，涂刷前降低了5.1%，證明了雷諾峰霧封層可以減緩鹽溶液對混合料的破壞作用。

表5 不同鹽溶液濃度下凍融劈裂強度比

2.3 試驗前后SBS 改性瀝青混合料抗滑性能

對凍融循環(huán)及鹽侵蝕作用下涂刷雷諾峰霧封層前后的瀝青混合料進行抗滑性能評價。

由表6 可知，涂刷雷諾峰霧封層后構(gòu)造深度有所降低，但也均滿足規(guī)范要求，同時也可以看出隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，構(gòu)造深度發(fā)生了明顯的增大，這是由于凍融循環(huán)作用下，瀝青混合料表面在自由水凍脹力、除冰鹽結(jié)晶力及鹽侵蝕的作用下，表面發(fā)生了明顯的損壞、孔隙明顯增大，導致構(gòu)造深度增加[6]。

表6 凍融循環(huán)及鹽侵蝕作用下涂刷雷諾峰霧封層前后構(gòu)造深度

同時通過表7 可以看出，涂刷雷諾峰霧封層后構(gòu)造深度增加幅度明顯減小，這也是因為雷諾峰霧封層在表面形成的防水膜阻止了除冰鹽溶液的滲入，從而減少了凍融循環(huán)及鹽侵蝕對材料表面的損壞。

表7 5 次凍融循環(huán)后不同鹽溶液濃度下構(gòu)造深度變化幅度

3 結(jié)論

首先，雷諾峰霧封層作為一種滲透型快速養(yǎng)護材料，在瀝青表層形成的防水薄膜可以對表面孔隙進行一定程度的封堵，可以有效地提升路面的滲水性能、抗凍性能、抗鹽侵蝕能力及水穩(wěn)定性。

其次，雷諾峰霧封層由于涂層較薄，滲透能力有著一定限制，對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性有一定的提升作用，但作用較小。

再次，雷諾峰霧封層噴灑后會降低路面的抗滑性能，但影響較小，滿足規(guī)范要求，依然可以保證路面的行車安全。

最后，雷諾峰霧封層由于具有顯著的抗凍性能及抗鹽侵蝕能力，因此對于遼寧等東北地區(qū)冬季降雪較為頻繁，需大量撒布除冰鹽進行融雪除冰的瀝青路面具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益，可以有效地延長路面使用壽命，降低養(yǎng)護費用。