再生雾封层材料的性能测试与评价

2017-03-12钱海涛

中国建材科技 2017年6期

钱海涛吴限钱进

（江苏省交通技师学院，江苏镇江 212028）

沥青路面运营期内会受到外界环境的影响，导致沥青老化和其他路面病害问题。对于沥青路面出现的早期病害（裂缝、麻面、松散等），可以考虑采用雾封层技术进行处理[1]。再生雾封层是指在普通雾封层材料中添加还原剂，实现路面防水和老化沥青性能恢复的目的[2]。S337省道南京汤山段路面出现了路面早期病害，经方案比选，决定采用沥再生沥青复原剂雾封层材料进行养护，恢复路面性能。因此，需要对沥再生沥青复原剂雾封层材料的抗滑性能、相容性、封水性、还原效果和对混合料水稳定性和抗松散性能等性能指标进行测试，评价再生雾封层材料的路用性能。

1 再生雾封层材料的基本性能

雾封层是附着在沥青混合料面层的薄层，主要起防水、抗松散的作用。为衡量雾封层材料的性能，室内试验在制备的车辙板上涂刷雾封层材料进行测试。沥青混合料级配参考SMA-13的级配要求，为了确保性能测试能够反应各项测试结果的差异性，沥青混合料的空隙率均统一提高到8%，沥青混合料油石比统一调整为5.7%，采用轮碾法制备300mm×300mm×50mm的车辙板试件，采用击实法成型标准马歇尔试件。

1.1 再生雾封层材料与沥青混合料的相容性

沥再生沥青复原剂雾封层材料是在普通雾封层材料基础上，添加了沥青再生剂，期望能起到恢复沥青混合料中沥青的性能[3]。为此，必须对雾封层材料与沥青混合料的相容性进行测试。为了便于测量雾封层材料的渗透深度，室内试验采用脱色沥青制备3块有效车辙板，并在其上涂刷雾封层材料，至车辙板表面的雾封层材料无明显积留为止，室温自然状态下静置72h后沿车辙板中间切割，以试件中心处为基准点向两侧按照2cm的等间距选取10个点，量测雾封层材料的渗透深度，取平均值作为测试结果。车辙板涂布72h后雾封层材料的渗透深度测试结果见表1。

表1 车辙板涂布雾封层材料72h后的渗透深度

量测渗入深度时，若某测点同时有从该处表面开始的下渗以及从别处表面开始并沿着裂缝延伸至该测点的下渗且两处下渗并无联通，则以从该处表面开始的下渗深度取值。表1的测试结果表明，雾封层材料渗透深度比较均匀，平均渗透深度达到4.3mm，满足技术指南的相关要求。

1.2 再生雾封层材料对基质沥青还原效果

雾封层材料中的再生剂对老化的沥青有一定的功能恢复作用，室内试验采用基质沥青，应选择70号（A)重交通道路石油沥青，按照沥青旋转薄膜加热试验的要求，进行基质沥青的老化，模拟沥青路面老化的沥青，用于评定再生剂对老化沥青的性能恢复要求[4]。采用外掺法将5%（质量比）的雾封层材料与老化后的基质沥青物理结合，并搅拌均匀后，在105℃烘箱内放置1h，以挥发雾封层材料中可能存在的稀释剂，分别测试老化基质沥青和掺和5%雾封层材料的老化基质沥青的15℃延度、针入度和软化点，雾封层材料对基质沥青还原效果采用15℃延度大于40cm或者掺加雾封层材料的老化基质沥青延展变化长度与老化基质沥青延度的比值大于30%的双指标评定，两项指标中满足一项即为“合格”。混合后基质沥青三大指标的变化情况见表2。

由表2的测试结果可知，5%雾封层材料与基质沥青混合后，15℃延度提高幅度显著，软化点有所下降，针入度无明显变化；15℃延度绝对值为36.4cm，未达到评价标准，其原因是基质沥青老化后的15℃延度（9.5cm）偏低所致；15℃延度提高比值达到283%，15℃延度提高幅度显著，满足评价标准，考虑到雾封层材料对基质沥青还原效果采用双指标控制，雾封层材料对基质沥青还原效果明显。

表2 混合后基质沥青三大指标的变化情况

2 再生雾封层材料对路表性能的改善

2.1 再生雾封层材料封水改善性能

雾封层材料利用其渗透性，可以注入沥青路面的裂缝中，从而起到封闭空隙，达到防止雨水下渗的目的，延长沥青路面的使用寿命[5]。室内试验应制备3块有效车辙板，将车辙板底面应架空，采用沥青路面渗水试验方法测试渗水系数，要求雾封层材料涂布前的渗水系数不得小于60mL/min。将车辙板试件涂布雾封层材料，然后放置于80℃烘箱中老化72h，再次测试涂刷有雾封层材料车辙板的渗水系数，评价标准要求渗水系数小于10mL/min。未涂刷雾封层材料的车辙板和涂刷雾封层材料车辙板的渗水系数测试结果见表3。

由表3的测试结果可知，车辙板涂布雾封层材料后，渗透系数为0mL/min，满足评价标准的要求。

表3 车辙板的渗水系数测试情况

2.2 再生雾封层材料对道面抗滑性能的影响

沥青路面的抗滑性能通常采用摆式摩擦仪法进行测试，室内试验采用摆式摩擦仪法分别测试车辙板涂布前后的摆值，选取涂布雾封层材料1h、2h、3h、4h后的抗滑系数损失率作为评价指标，要求涂布3h后的抗滑系数比值不小于90%。

表4 涂布后车辙板抗滑性能测试情况

由表4的测试结果可知，涂布1h、2h后的抗滑系数损失率为79%、84%，抗滑性能下降幅度较大；涂布3h、4h后的抗滑系数损失率分别为90%、92%，抗滑性能下降幅度满足技术标准。

3 再生雾封层材料对沥青混合料性能的改善

3.1 再生雾封层材料对沥青混合料水稳定性能改善效果

沥青混合料水稳定性可以通过马歇尔试件的冻融劈裂强度比进行衡量。在成型马歇尔试件前，首先将充分拌和后的混合料放置在135℃的烘箱中4h，进行短期老化，击实成型16个有效马歇尔试件，选择其中的8组试件放置在80℃烘箱中24h进行短期老化，进行冻融劈裂试验，计算其冻融劈裂试验强度比；并将其余8个试件在雾封层材料中完全浸泡3min，取出后静置12h，再放置在80℃烘箱中24h，进行再次试件短期老化，进行冻融劈裂试验，计算其冻融劈裂试验强度比，将该指标作为控制指标，评价标准要求雾封层材料浸泡后冻融劈裂试验强度比不小于65%[6]。雾封层材料浸泡前后马歇尔试件冻融劈裂强度测试结果见表5。

表5 雾封层材料浸泡前后马歇尔试件冻融劈裂强度测试结果

由表5的测试结果可知，雾封层材料浸泡后，冻融劈裂试验强度比TSR1达到89.13%，满足评价标准的要求。

表6 雾封层材料浸泡前后马歇尔试件肯塔堡飞散试验测试结果

3.2 再生雾封层材料对沥青混合料抗松散性能改善效果

沥青混合料抗松散性能可以通过马歇尔试件的肯塔堡飞散试验进行评定。室内试验制备8个有效马歇尔试件，选择其中的4组试件放置在80℃烘箱中24h，进行混合料试件的再次短期老化，按照肯塔堡飞散试验要求计算其肯塔堡飞散质量损失率；其他4组试件完全浸泡在雾封层材料中30min，取出后静置12h，再放置在80℃烘箱24h，进行肯塔堡飞散试验，计算肯塔堡飞散质量损失率，并以浸泡后塔堡飞散质量损失率作为评价指标，要求其数值不低于65%。雾封层材料浸泡前后马歇尔试件肯塔堡飞散试验测试结果见表6。

由表6的测试结果可知，雾封层材料浸泡后，马歇尔试件肯塔堡飞散质量损失率分别为2.5%（100转）和6.7%（300转），满足评价标准的相关要求。