瀝青路面雨天、低溫條件下快速養護維修方式

曹 路，丁新慧

（1.上海市永達市政建設養護工程有限公司，上海市 200052；2.同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室，上海市 201804）

0 引言

南方雨季時間長，一般可以長達3～4個月。雨天溫度低濕度高導致路面養護效果變差，迫切需要針對該類型地區的特殊環境和交通特點提出適用的快速養護技術[1]。快速養護技術在公路運營上能提高通行效率，使路面基本一直處于最佳的運營狀態，可以有效緩解交通擁堵，提高運輸效率[2]。目前針對雨天、低溫情況下的路面快速養護相關研究較少，本文將從冷拌材料并且加溫拌劑方面進行敘述。

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；另一類是結構性破壞，即路面出現嚴重裂縫、坑槽、沉陷等，它是路面層結構的整體或其中某一個或幾個組成部分的破壞，嚴重時將不能支承車輛的荷載。這兩類破壞不一定同時發生，一般是先發生功能性破壞，而后出現結構性破壞。但病害的發展都要逐漸積累，對于結構性破壞一般均需進行徹底翻修，但對于功能性破壞可以通過修整養護來恢復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護維修方法。

2 溫拌材料

不同的溫拌技術有不同的作用機理，但其本質都是降低瀝青在施工過程中的高溫黏度，進而實現在較低溫度下瀝青混合料的拌和與壓實[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品，外觀為白色粉末或者細小顆粒，添加在瀝青混合料中可以提高其綜合性能。它可以同時具有抗水損害、抗車轍、溫拌工藝施工的多個特點。改性劑通常與基質瀝青一起使用，摻量為礦料質量的0.2%～0.4%。

2.1 7686型溫拌劑改性試驗

試驗選用SBS瀝青，改性劑為霍尼韋爾多功能改性劑（7686型溫拌劑），摻量為礦料質量的0.3%。考慮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，隨后進行密度測試。

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個階梯，加上作為對比之用的160℃拌和溫度，共有5個拌和溫度；分別擊實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次數下得到的混合料壓實度對比如圖1所示。

圖 1不同拌和溫度及擊實次數下得到的混合料壓實度對比

試驗結果表明：溫拌劑可以將壓實溫度降低10℃左右。

2.2 混合料路用性能評價試驗

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

（1）48 d浸泡后試件的殘留穩定度比是93.18%，96 h浸泡后試件的殘留穩定度比是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）一次凍融劈裂試驗的凍融劈裂強度比為93.52%，二次凍融劈裂試驗的凍融劈裂強度比為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度，說明該混合料具有很好的抗水損能力。

（3）高溫車轍試驗：動穩定度是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秀。

上述結果表明，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秀的溫拌性能使超薄層的施工變得更加方便、環保。

3 冷拌材料

3.1 水性環氧樹脂

水性環氧樹脂是把環氧樹脂以微粒或液滴的形式分散在以水為連續相的分散介質中而制得的穩定樹脂材料，可在室溫、潮濕或過濕的環境中固化，在雨天鋪裝快速養護中占有很大優勢。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度、韌性、抗沖擊性能，增強其防水性能，在路面養護維修中針對裂縫灌縫、修補坑洞、局部破損等封面應用廣泛[4]。

2008年朱偉超等[5]將水性環氧樹脂應用在廣東省韶關市翁源縣道維護中，取得了良好效果；2015年王端宜等[6]就水性環氧乳化瀝青微表處的疲勞性能進行了加速加載試驗，研究了不同水性環氧樹脂摻量下的使用壽命衰減規律，提出摻加少量環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，并提出可認為水性環氧樹脂的摻加增強了瀝青材料的高溫穩定性、低溫抗裂性和黏結性。錢海濤等[7]在連霍高速路面鋪裝的燒毀路面采用水性環氧瀝青進行了修補并取得了良好效果；在江蘇省無錫市某縣道也采用了水性環氧乳化瀝青進行封層養護。綜上所述，水性環氧樹脂在路面鋪裝封層維修中應用廣泛，且效果良好。

3.2 水性環氧改性乳化瀝青

3.2.1 研究現狀

2015年陳俊宇[8]對水泥橋面鋪裝應用水性環氧改性乳化瀝青砂霧封層進行了技術研究，以霧封層的磨耗性能和抗滑性能為出發點，探索將水性環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。試驗結果表明：水性環氧樹脂加入改性乳化瀝青中固化后會形成穩定的網狀結構，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；水性環氧樹脂摻量建議為30%。

水性環氧改性乳化瀝青是一種熱固性的膠，固化交聯后形成網絡結構，不會再溶化，膠層彈性高；在反復重壓、低溫或在130℃以下的高溫條件下也會變形但不會破裂，黏結強度是普通瀝青的數倍。

水性環氧改性乳化瀝青可以使原來熱塑性、熱熔性的瀝青轉變為不溶、不融、不脆、不裂的熱固性高分子材料。用這種水性環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特點：

（1）因水性環氧樹脂的加入，磨耗層黏結強度明顯提高、耐重壓、不松散，與舊路面的黏接強度大于結構強度。

（2）膠液在施工時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行密實型修補，強度大于原結構。

3.2.2 拉拔試驗

使用JC/T 975拉拔儀，在新舊瀝青和混凝土界面上進行拉拔試驗。試驗過程及結果如圖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 水性環氧改性乳化瀝青在不同基面上的拉拔強度

由表1可見，不同界面上的拉拔強度均滿足要求，說明水性環氧改性乳化瀝青的黏結力在快速養護維修中可以增強路面黏結強度，在雨天溫度較低情況下的路面養護中可以選擇使用。

4 結論

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

（2）冷拌材料如水性環氧樹脂和水性環氧改性乳化瀝青在道路快速養護中可提高材料的早期強度、增強其防水性能。對水性環氧改性乳化瀝青鋪裝在不同基面上進行的拉拔試驗結果顯示，其拉拔強度均能達到標準，這說明使用這種材料可以增強路面黏結強度。另外，由于冷拌材料達到優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。