瀝青混凝土路面裂縫填料評價指標分析及材料選擇

摘要：本文通過對瀝青路面裂縫填封材料的評價指標進行分析，簡述常用填封材料的適用范圍，提出可供路面養護人員直接采用的工藝方案。

關鍵詞：瀝青 路面 裂縫填料 評價指標 適用條件

1.裂縫填封材料的評價指標分析

瀝青路面填料常用評價指標共分為7種，即抗高溫軟化性、粘結性、耐老化性、粘附性、抗低溫脆裂性、延展性、彈性。各項指標彼此獨立，且某些指標（如抗高溫軟化性和抗低溫脆裂性）還具有互斥性。同時滿足所有的指標是不現實的。材料在選擇時應結合各地氣候條件及裂縫類型，比如在南方熱帶地區，應突出對抗高溫軟化性的檢測；在北方寒冷地區，應強調對抗低溫脆裂性的評價；而在潮濕多雨地區，應提高對粘附性的要求。

1.1抗高溫軟化性，

該項指標用于評價填料在高溫條件下抗軟化、抗流淌的能力。

填料在高溫天氣易受熱變軟，甚至出現流淌現象。同時在車輛荷載形成的壓縮應力作用下，裂縫填料容易擠出、溢出裂縫，使得填封工作失效。因此，裂縫填封應具體良好的抗高溫軟化性。抗高溫軟化性軟化點進行評定。一般軟化點越高，填料的抗高溫軟化性也越好。此外，采用流動度試驗儀測定其流動度，也可用來評定填料抗高溫流淌的能力。

1.2粘結性

粘結性指標用于評價填料在外力作用下，自身抵抗變形的能力。

修補材料在交通荷載和水損害的作用下承受著多種應力應變。為使裂縫壁面與填料之間形成整體，繼而能有效地傳遞拉壓應力和剪切應力、防止填料過早斷裂失效，要求填料具有較高的粘結強度及抗拉強度。

對于封料的粘結性測定，可采用瀝青結合料粘結性指標進行評定。實際評定時，主要以25℃的針入度和60℃的動力粘度兩項標準試驗指標，再結合15℃劈裂粘結強度和15℃直接拉伸粘結強度進行表征。通常粘結強度越高，其粘結性越好。

1.3耐老化性

該指標用于評價填封裂縫在使用過程中受交通荷載和自然環境的作用下，其主要性能保持穩定或較少發生變化的能力。

在交通荷載和自然因素的反復作用，裂縫填封的性能衰退（如粘結性和粘附性減弱、抗高溫軟化性和抗低溫開裂性下降、延展性和彈性變差），加速了填封裂縫的失效。因此，為了提高填封裂縫的耐久性，應檢測填料是否具有較好的耐老化性。

對于耐老化性可通過測定原樣填料與旋轉薄膜烘箱（RTFOT）后的殘留填料及RTFOT后又經壓力老化（PAV）后的殘留填料之間各項主要性能指標下降的幅度來評定。各項性能指標降幅越小，裂縫填封的短期耐老化性和長期耐老化性越好。

1.4粘附性

該指標用于評價填料與裂縫壁面舊料之間的粘附性能。

填料自身的粘附性、填料與裂縫壁面舊料間的相容性以及裂縫壁面的處理工藝都直接影響到裂縫填封的粘附性能，對于它們的影響一并在粘附性評價指標中加以考慮。當車輛駛近或駛離填封裂縫時，裂縫中的填料承受著較大的剪應力作用，同時還可能受到動水壓力和真空吸力的作用。若填料自身的粘附性較差，或者填料與裂縫壁面舊骨料間的相容性不好，填料很容易從裂縫中脫出，造成填補失效。因此填料與裂縫壁面舊料間應具有較強的粘附性。

對于粘附性測定，通常可采用水煮法或80℃水浸法，即填料從裂縫壁面舊骨料表面剝離的百分率來評定其粘附性等級。

1.5抗低溫脆裂性

該性指標用于評價填料在低溫條件下，抵抗脆斷開裂的能力及其柔韌性能的好壞。填料在冬季及低溫天氣，變得易脆且失去原有的柔韌性。若填料長期在拉應力應變或拉壓交變應力應變作用下，容易拉伸斷裂，造成填補失效。

一般脆點越低，表明填料的抗低溫脆裂性越好

1.6延展性

該指標用于評價填料在拉伸應力應變作用下，承受塑性變形的能力，亦即受外力延伸的能力。

某些填封裂縫（特別是橫向裂縫）會隨季節和環境溫度的變化，產生較大的水平或豎向位移。填料在受到較大拉伸應變時，要么其自身被拉斷，要么會在填封后裂縫附近較薄弱處被再次拉斷（即二次開裂）。裂縫填料應具有較好的延展性，使填料始終能與裂縫壁面貼合并保持對裂縫的封閉作用。

延展性通常可采用15℃或10℃延度試驗來評定，一般測定的延伸率（或延度值）越大，表明裂縫填料延展性越好。

1.7彈性

該指標用于評價填料在拉壓應力作用下，產生彈性變形后能迅速恢復原有狀態的能力。

填料起著傳遞拉壓應力的作用，若其材料彈性不足，則填封裂縫會喪失傳力作用，造成裂縫邊緣壁面材料破損，甚至產生二次開裂。同時，若填料彈性較差，還易造成路表某些不可壓縮材料（例如石屑、砂石等）嵌入填封裂縫中。故而，裂縫填料應具有足夠的彈性。

裂縫填封的彈性，可根據彈性試驗儀測定彈性復原率進行評定，通常彈性復原率（亦稱回彈率）越大，其材料的彈性越好。

評價指標中前五項最為常用，延展性和彈性兩項評價指標僅在填封具有水平或豎向位移的裂縫（特別是針對橫向裂縫）進行考慮。除上述七種評價指標外，還有諸如施工和易性、固化速率、抗磨損性等評價指標。但對于大多數填料來說，通過提高施工溫度施工和易性基本可以滿足要求。固化速率反映的是填料的失粘時間，主要影響裂縫填封完畢后開放交通的時間，并不會影響填封質量。

2. 常用瀝青路面裂縫填料的特點及適用條件

2.1熱瀝青

瀝青是良好的膠結材料，具有較好的粘結性能和極佳的耐水性能。熱瀝青的優點為成本低、質量穩定、施工經驗豐富。

采用熱瀝青填補裂縫，裂縫多處于干燥狀態（大約占75%），且此時其平均修補壽命也較高（1～2年）；在氣溫較高（>40下）且裂縫處于干燥狀態下時，填封裂縫的壽命超過兩年；而在裂縫處于潮濕狀態下，無論氣溫高低，壽命均小于1年。該材料適宜在溫度較高且干燥狀態下進行。

2.2乳化瀝青

乳化瀝青內添加乳化劑和穩定劑，被廣泛用于裂縫的填封修補，優點如下。

2.2.1陽離子乳化瀝青可裹覆潮濕石料，在低溫條件不影響其流動性和浸潤性。為雨后、裂縫潮濕或低溫條件下進行裂縫填封的首選材料。

2.2.2具有極好的流動性和浸潤性（即滲透性），可用于未成熟的微裂縫填補。

3. 改性瀝青

對于水平位移寬度超過2.5mm的裂縫必須采用性能（特別是延展性和彈性）更為優良的熱改性瀝青填補。常用改性瀝青的優點及適用范圍如下。

3.1 SBR改性瀝青

綜合性能較好，其低溫抗裂性能、高溫穩定性、粘附性、耐老化性均有所提高，同時具備較好的延展性和彈性，非常適合于寒冷地區的裂縫填封修補。

3.2 低密度聚乙烯（LDPE）改性瀝青

具有顯著的高溫抗變形能力，與酸性石料的粘附性明顯提高，且低溫抗裂性未太下降，更適合于炎熱地區應用。

3.3乙烯一醋酸乙烯酷聚物（EAV）

高溫穩定性很好，同時低溫抗裂性也有明顯提高，改善延展性，適合氣候炎熱且對填料低溫性能有要求的地區使用。

3.4 SBS改性瀝青

具有良好的高溫穩定性、低溫抗裂性、彈性恢復性和耐久性，且粘結性能、粘附性能及耐水性能都有較大提高。SBS改性瀝青適用的范圍較廣，特別適用于氣候條件變化大、對填封料高低溫性能要求均較高的情況。此外，對欲填封裂縫破損較嚴重（存在較大水平位移）并追求更好的填封效果時采用。

結束語：關于瀝青路面裂縫填料評價指標分析及材料選擇的的研究內容，是非常龐雜和深邃的，本文的研究還只是初步的，它需要工程實踐的進一步驗證。

[1]JTG H10-2009，公路養護技術規范[S].

[2]JTJ032-94，公路瀝青路面施工技術規范[S].

[3]李春雷，張天，季曉東.瀝青路面坑槽修補工藝的研究田[J].養路機械與施工技術，2006，（8）：34- 38.

作者簡介：王曉玲（1981- ），女，工程師，注冊造價師，注冊監理工程師，注冊二級建造師，主要從事市政工程項目管理工作。