Sasojuve 沥青再生剂在路面预防性养护中的应用

2010-11-14 02:21:30农卓松马志君
城市道桥与防洪 2010年12期
关键词:封层摩擦系数老化

农卓松,黎 刚,黄 烁,马志君

(1.广西壮族自治区贵港公路管理局,广西贵港537100;2.重庆鹏方路面工程技术研究院有限公司,重庆市400054)

1 概述

沥青道路在通车开放交通后,道路表面一部分沥青胶结料在车轮的作用下会逐渐被车辆带走,产生磨耗损失。同时沥青胶结料在环境作用下会逐渐老化,沥青中的饱和分、芳香芬等轻质油分会产生氧化而逐渐向更高分子量的胶质和沥青质转化,使得沥青变硬变脆,表现为沥青胶结料的针入度降低,软化点升高。在这种情况下路面极易出现松散掉粒等病害。

Sasojuve 是一种由石油蒸馏液、改性沥青、再生剂、阻燃剂等合成的沥青路面再生养护剂,适用于未产生结构性破坏的各种沥青路面预养护。作为一种沥青基材料,Sasojuve 不仅能使沥青中的轻质油分、胶质等部分再生,恢复沥青的性能,同时在施工过程中和使用期的自然环境下稳定地存在于沥青中而不发生挥发和老化,恢复了路面的弹塑性和柔性。良好的渗透性能也使得在Sasojuve施工后路面孔隙和微裂缝得到封闭和补强,有效防止水分对沥青结构层的渗透,延长道路的使用寿命与养护周期。

2 试验

为验证Sasojuve 对沥青的再生功效,模拟现场条件对基质沥青进行老化和再生试验,进行老化与再生前后沥青性能检测对比。

2.1 原材料

Sasojuve 路面沥青再生剂的理化性能与技术指标见表1、表2。

2.2 试验仪器

薄膜加热烘箱、沥青针入度仪、沥青延度仪、沥青软化点试验仪等。

表1 Sasojuve 的理化性能

表2 Sasojuve 的技术指标

2.3 再生性能试验及分析

为研究Sasojuve 对老化沥青的再生效果,进行沥青老化及再生试验,老化沥青通过旋转薄膜烘箱制取。《公路工程沥青及混合料试验规程》中的“沥青薄膜加热试验”(T0609-1993)规定,要求在163℃时对试验旋转加热5 h。有资料表明,对原样沥青163 ℃进行5 h 加速老化得到的试样,相当于路面上3~5 a 的旧沥青混凝土中的沥青。沥青选用广东高富90#,老化前后沥青性能检测结果见表3、表4。

表3 原样高富沥青性能试验检测结果

表4 老化后沥青性能试验检测结果

比较加入Sasojuve 前后老化沥青性能的变化。在老化沥青中掺加4%的Sasojuve,常温下存放24 h 后测定沥青性能指标,试验结果见表5。

表5 Sasojuve 再生后沥青性能试验检测结果

再生试验结果表明,老化沥青经过Sasojuve处理后针入度有了较大提高,软化点有一定的降低,尤其延度性能有明显改善。试验表明Sasojuve对沥青的老化程度有一定的缓解,Sasojuve 对路面老化沥青的再生、恢复胶结功能具有明显效果。

3 试验路

贵港市桂迥公路位于平南县境内,主要服务对象为农用车及公交车。由于交通量较小,经过近三年的运营路面结构完整,仅出现磨光、掉粒等轻微病害,非常适合采用Sasojuve 沥青再生雾封层进行预防性养护处理,延长路面的使用寿命。

3.1 路面施工

3.1.1 施工前准备

进行Sasojuve 沥青再生封层施工前,按养护施工技术规范的要求封闭行车道,摆放安全作业标志,施工机械设备、车辆、人员入场。然后对原路面进行彻底清扫,清除灰尘、泥垢、残留物等杂质,否则Sasojuve 将不能有效渗透到老化的沥青混凝土中,影响使用效果。可采用道路清扫机、电动扫帚配合吹风机进行清扫,必要时也可用水冲洗。注意用水冲洗时,必须在施工前24 h 内完成,给路面有足够的时间达到干燥状态。

材料存放时间较长后会出现部分沉淀,使用前需彻底搅拌均匀。

3.1.2 施工过程

原路面清扫完成后,用小毛刷在选定位置将Sasojuve 均匀涂刷一层,测得每平方米的实际用量作为最佳用量指导施工。经现场测试,本次试验路施用量控制在0.15~0.20 kg/m2为宜。

Sasojuve 沥青再生剂可采用人工滚涂或喷雾的方法进行施工,以滚筒涂刷或一般简易喷雾设备喷洒施工时,需严格控制洒布量,洒布量过少则会减弱沥青再生效果;洒布量过多将造成路表面油量过多,路表滑溜产生隐患。对局部洒布量过多的部位,可采取撒布约1 kg/m2的0.3~0.6 mm 的砂进行处理。

施工后,一般需2~4 h 左右才能开放交通。故为保证沥青路面再生养护剂施工质量,仍需对交通进行封闭。此时需严禁任何车辆和行人进入,否则不但影响路面外观,更会降低使用效果。

现场施工时宜配戴保护眼罩及口罩避免接触到皮肤,若接触皮肤应立即用柴油或汽油清洗,再用水冲洗干净;控制吸烟、严禁明火并保证空气流通;温度低于10 ℃或湿度过大不宜进行施工,时如遇降雨必须立即停止施工,再次施工时,路面需完全干燥。施工完毕超过5 min,如遇降雨,对使用效果无影响。

3.2 性能检测

施工后,在开放交通之前,按照《公路沥青路面施工技术规范》的要求进行路面抗滑、防渗水性能检测,以确保施工后的路面能安全行车,验证预防性养护效果。

3.2.1 施工后路面观测

施工前、后路面外观见图1、图2。

从图1 和图2 对比可见,Sasojuve 沥青再生剂施工后,路面沥青经由再生,色泽乌黑均匀且路面集料被完全裹覆,松散掉粒病害被抑制。

3.2.2 沥青再生性能检测

Sasojuve 沥青再生封层铺设后三个月,对原路面和再生后路面分别进行钻心取样,按照《公路工程沥青及混合料试验规程》中“沥青混合料中沥青含量试验方法”(T0722-1993)和“从沥青混合料中回收沥青的方法”(T0726-1993)从沥青混合料中回收和提取沥青,进行沥青性能检测试验对比,试验结果见表6。

表6 Sasojuve 再生前后沥青路面面层沥青性能试验结果对比

性能检测结果表明,长时间使用后路面沥青针入度明显减小,软化点增大,延度大幅度降低。这说明在取样处路面的沥青已经严重老化,沥青基本失去了原有的柔韧性和延展性,如不加以处理而继续使用势必容易造成沥青路面的损坏。经过Sasojuve 施工后,路面老化沥青得到一定程度的活化再生,效果显著。

3.2.3 防水性能检测

沥青路面渗水性能是反映路面沥青混合料级配组成的一个间接指标,也是沥青路面水稳定性的一个重要指标。如果整个沥青面层均透水,水势必进入基层或路基,使路面承载力降低。对路面渗水性能的提高、预防水损害是雾封层类预防性养护材料发挥的的重要指标。

按照《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60-2008)中“沥青路面渗水系数测试方法”(T0971-2008)进行渗水试验,经检测渗水系数为0,路面防渗水性能良好。

施工后的路面疏水效果比施工前有了明显的改善,路面防水性能提高。沥青再生后在路表面形成一层非常致密的疏水膜,完全封闭路面微小裂缝,并且使得极性的水分子在路面无法进行铺展,从而达到很好的防水抗渗的效果。

3.2.4 抗滑性能检测

依据构造深度与路面摩擦系数两个指标对路面的抗滑性能进行评价。

路面表面的构造深度又称为纹理深度,是路面粗糙度的重要指标,它与路表抗滑性能、排水、噪声都有一定关系。路面摩擦系数是反映路面抗滑性能的综合指标。雾封层类预防性养护材料喷洒到路面后,因为集料微观纹理被沥青膜填补覆盖,会在一定程度上降低路面的构造深度与摩擦系数,通过路面构造深度与摩擦系数检测,考察路面抗滑性能,保证施工后道路行车安全非常重要。

按照《公路路基路面现场测试规程》中“手工铺砂法”(T0961-1995)测定路面构造深度。试验在施工前后的路面轮迹带上各选取5 个测点,测点间距3~5 m,每一测点进行3 次平行试验得到摊平砂的平均直径用于计算构造深度。路面构造深度试验数据见表7。

表7 路面构造深度检测结果

为了评定路面在潮湿状态下的抗滑能力,按照《公路路基路面现场测试规程》中摆式仪测定路面摩擦系数(T0964-2008)。试验于路面轮迹带上各选取5 个测点,测点间距3~5 m。每一测点进行5 次平行试验得到路面摆值用于计算路面摩擦系数。按照T0964 的要求:25 ℃时温度修正值为+2,需要将试验所测25 ℃时摆值换算为标准温度20 ℃时的摆值。施工前后路面摩擦系数测定数据见表8。

表8 路面摩擦系数检测结果

由上可见,铺设Sasojuve 沥青再生封层后路面对比铺设前摩擦系数有所下降。国家标准《公路沥青路面设计规范》对沥青面层抗滑性能有如下要求:“高速公路或一级公路构造深度要求不小于0.55 mm;路面摩擦系数摆值要求不小于45,二级及三级公路应根据各路段的具体情况采取必要的技术措施以提高路面抗滑性能”。作为三级道路的本次试验路段铺设Sasojuve 沥青再生雾封层后路表构造深度平均值0.59 mm;路面摩擦系数摆值44 已经接近高速公路和一级公路抗滑性能要求,路面抗滑性能良好。

4 结论

Sasojuve 沥青再生雾封层不仅施工便利,在路面老化沥青再生、提高路面高低温性能和改善抗水损害性能方面具有明显效果,对路面抗滑性能影响较小,是一种十分有效的预防性养护手段。

[1]朱宏伟,项琴唐,树名.路面预防性养护的研究现状及发展趋势[J].中外公路,2008.

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[3]吕仁杰.沥再生技术在沥青路面保护处理中的应用[J].上海公路,2002.

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