公路瀝青路面預防性養(yǎng)護材料的試驗及應用研究核心探究

石玥茹

（甘肅交通職業(yè)技術學院路橋系，甘肅 蘭州 730070）

瀝青是鋪設路面的主要材料。瀝青路面密實度大、強度高，可以承受車輛載荷施加的巨大作用力；瀝青路面具有較高的減震性，有利于車輛平穩(wěn)、快速通行；瀝青路面還具有一定的彈性和塑性變形能力，持久耐用；而且瀝青材料可以再生利用，經(jīng)濟性高[1]。早在2011年，全國瀝青路面總里程就超過了57萬公里。

但隨之而來的是：瀝青路面早期病害越來越嚴重。

1 常見的瀝青早期病害

國內(nèi)瀝青路面的設計壽命一般為15年，但瀝青路面的實際情況卻是：僅僅使用2年～3年，便出現(xiàn)大面積的損壞。

1.1 縱向裂縫

據(jù)統(tǒng)計，在各類瀝青路面損壞中，縱向裂縫占比最大。產(chǎn)生縱向裂縫的主要原因是路基壓實度不夠，出現(xiàn)不均勻沉降。

1.2 橫向裂縫

橫向裂縫在各類瀝青路面損壞中占比僅次于縱向裂縫。橫向裂縫出現(xiàn)于路面兩側的路肩，最后貫通整個路幅[2]。

1.3 龜裂

龜裂常見于普通公路的瀝青路面。主要是由于集料離析、不均勻造成的。

1.4 車轍

常見于高速公路，瀝青路面沿車輛行駛的軌跡出現(xiàn)較長的縱向帶狀凹陷。主要是由于車輛超載行駛造成的。瀝青路面病害還有路面松散、路面沉陷、凍脹、翻漿，等等。

2 預防性養(yǎng)護

傳統(tǒng)的路面養(yǎng)護，屬于典型的事后養(yǎng)護（也稱糾正性養(yǎng)護），等到路面出現(xiàn)較為嚴重的病害再進行處理，看似節(jié)約資金，實際上卻是頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳，還會產(chǎn)生大量的重復投入[3]。——而美國等發(fā)達國家早已開展預防性養(yǎng)護。

所謂預防性養(yǎng)護，指的是在路面狀況良好的情況下，對路面進行系統(tǒng)性養(yǎng)護，恢復路面表面功能，填補路面裂縫，候補車轍，從而延長道路使用壽命。

2.1.3 對蘇丹草干草產(chǎn)量的影響 不同微生物接種劑處理下蘇丹草的干草產(chǎn)量(103 kg/hm2)由高至低依次為39.25 (F1)>38.83(F4)>38.80 (P)>38.73 (MR)>38.65(F3)>38.63(F5)>38.60(F6)>38.50(F2)>38.43(CK)。各處理與CK相比，施用接種劑蘇丹草干草產(chǎn)量可提高0.17%～2.12%，F(xiàn)1、F4處理的蘇丹草干草產(chǎn)量分別是P處理的1.01倍、1.00倍。可見，不同微生物接種劑均能顯著提高蘇丹草干草產(chǎn)量，其中，F(xiàn)1、F4對蘇丹草干草產(chǎn)量促進效果最好(圖1-C)。

3 瀝青路面預防性養(yǎng)護材料的試驗研究

國外進行路面預防性養(yǎng)護常用的材料是瀝青路面養(yǎng)護劑。從上世紀80年代開始，發(fā)達國家便開始使用養(yǎng)護劑預防性養(yǎng)護技術，目前，這項技術已經(jīng)趨于成熟。

3.1 瀝青路面養(yǎng)護劑

瀝青路面養(yǎng)護劑，由石油蒸餾液（芳香烴溶液）、煤焦油瀝青、石油乳劑、人造樹脂、再生劑（芳香族油）構成。這種材料具有密封與結合的雙重功能，可以充分滲入瀝青孔隙和裂縫，對老化的瀝青進行浸潤、激活，增加瀝青基質(zhì)，彌合裂痕、穩(wěn)定集料、防水防腐，增強瀝青路面的彈性[4]。

3.2 通過試驗，研究養(yǎng)護劑對基質(zhì)瀝青再生性能的影響

通過摻量試驗與RTFOT老化試驗，可以發(fā)現(xiàn)養(yǎng)護劑的確可以增強基質(zhì)瀝青的再生性能

3.2.1 感溫性能

進行RTFOT老化試驗，試驗溫度為163℃，試驗時間達到85分鐘。此時，基質(zhì)瀝青老化樣60℃粘度有298Pa·s；摻入2%的養(yǎng)護劑的試驗樣60℃粘度則只有284Pa·s，摻入8%的養(yǎng)護劑的試驗樣60℃粘度下降為215Pa·s。

3.2.2 高溫穩(wěn)定性能

重復進行上述RTFOT老化試驗，試驗條件不變。85分鐘后，基質(zhì)瀝青老化樣的軟化點為54R&B，而摻入2%的養(yǎng)護劑的試驗樣的軟化點下降到51R&B，摻入8%的養(yǎng)護劑的試驗樣的軟化點下降到40.4R&B。

第三次進行RTFOT老化試驗，試驗條件不變。85分鐘后，基質(zhì)瀝青老化樣的當量脆點為-9.79℃，而摻入2%的養(yǎng)護劑的試驗樣的當量脆點下降為-13.86℃，摻入8%的養(yǎng)護劑的試驗樣的當量脆點下降為-33.17℃。

3.3 通過試驗，研究養(yǎng)護劑對改性瀝青再生性能的影響

3.3.1 感溫性能

進行RTFOT老化試驗，試驗溫度為163℃，試驗時間達到160分鐘。160分鐘后，改性瀝青老化樣60℃粘度為4152Pa·s，摻入4%的養(yǎng)護劑的試驗樣60℃粘度下降為3487Pa·s，摻入8%的養(yǎng)護劑的試驗樣60℃粘度下降為1865Pa·s。

3.3.2 高溫穩(wěn)定性能

第二次進行上述RTFOT老化試驗，試驗條件不變。160分鐘后，改性瀝青老化樣的軟化點為67.5R&B，而摻入4%的養(yǎng)護劑的試驗樣的軟化點下降到63R&B，摻入8%的養(yǎng)護劑的試驗樣的軟化點下降到54R&B。

3.3.3 低溫抗裂性能

第三次進行RTFOT老化試驗，試驗條件不變。160分鐘后，改性瀝青老化樣的當量脆點為-16.22℃，而摻入4%的養(yǎng)護劑的試驗樣的當量脆點下降為-18.78℃，摻入8%的養(yǎng)護劑的試驗樣的當量脆點下降為-20.83℃。

4 實際應用

目前，國內(nèi)對于瀝青路面養(yǎng)護劑還不熟悉，在路面養(yǎng)護中的應用更談不上普及。為此，專家們選擇一段高速公路瀝青路面，進行了養(yǎng)護劑試驗。

試驗前，該段路面集料松散，呈現(xiàn)發(fā)白、粗麻，路表面幾乎看不到黑色，路標線不清晰；試驗一個月后，路面的微裂縫與表面空隙全部被封閉，路面顏色加深，路面與標線的對比清晰。明顯提高了行駛質(zhì)量，減少了司機的視覺疲勞。

試驗前，該段路面斷面構造深度較深，最深處達0.85毫米；試驗后，該段路面斷面構造深度降低，最淺處只有0.62毫米。從而有效改善了路面的排水功能。

試驗前，該段路面斷面摩擦系數(shù)抗滑擺值較高，最高值達62.8BPN；試驗后，該段路面斷面摩擦系數(shù)抗滑擺值降低，最低值只有45.5BPN。抗滑擺值的下降，有利于提高行車的安全性。

試驗前，該段路面斷面滲水系數(shù)較高，最高值達13.75毫升/分鐘；試驗后，該段路面斷面滲水系數(shù)也下降了，最低值只有0.42毫升/分鐘，大大減少了水損壞。

這次試驗，充分證明：瀝青路面預防性養(yǎng)護技術施工方便，節(jié)約能源、對交通、環(huán)境的影響較小，可以節(jié)約大量人力、物力、財力，同時還能延長瀝青路面的使用周期。

5 結語

開展瀝青路面預防性養(yǎng)護，可以激活老化的瀝青，更新表面已經(jīng)氧化的瀝青膏體，解決瀝青路面早期病害。我們應當進一步加強這方面的研究，在國內(nèi)道路養(yǎng)護中加速推廣瀝青路面預防性養(yǎng)護技術。