沥青路面雨天、低温条件下快速养护维修方式

曹 路，丁新慧

（1.上海市永达市政建设养护工程有限公司，上海市 200052；2.同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海市 201804）

0 引言

南方雨季时间长，一般可以长达3～4个月。雨天温度低湿度高导致路面养护效果变差，迫切需要针对该类型地区的特殊环境和交通特点提出适用的快速养护技术[1]。快速养护技术在公路运营上能提高通行效率，使路面基本一直处于最佳的运营状态，可以有效缓解交通拥堵，提高运输效率[2]。目前针对雨天、低温情况下的路面快速养护相关研究较少，本文将从冷拌材料并且加温拌剂方面进行叙述。

1 破坏形式及原因

路面按照破坏程度可分为两类：一类是功能性破坏，即面层出现微小裂缝、麻面、脱皮、泛油、沥青老化、路面渗水等轻微病害，造成路面平整度和性能下降；另一类是结构性破坏，即路面出现严重裂缝、坑槽、沉陷等，它是路面层结构的整体或其中某一个或几个组成部分的破坏，严重时将不能支承车辆的荷载。这两类破坏不一定同时发生，一般是先发生功能性破坏，而后出现结构性破坏。但病害的发展都要逐渐积累，对于结构性破坏一般均需进行彻底翻修，但对于功能性破坏可以通过修整养护来恢复铺装的平整性和抗滑性。本文主要讨论功能性破坏的快速养护维修方法。

2 温拌材料

不同的温拌技术有不同的作用机理，但其本质都是降低沥青在施工过程中的高温黏度，进而实现在较低温度下沥青混合料的拌和与压实[3]。

霍尼韦尔多功能改性剂是霍尼韦尔特殊材料添加剂中的一款产品，外观为白色粉末或者细小颗粒，添加在沥青混合料中可以提高其综合性能。它可以同时具有抗水损害、抗车辙、温拌工艺施工的多个特点。改性剂通常与基质沥青一起使用，掺量为矿料质量的0.2%～0.4%。

2.1 7686型温拌剂改性试验

试验选用SBS沥青，改性剂为霍尼韦尔多功能改性剂（7686型温拌剂），掺量为矿料质量的0.3%。考虑到改性剂的温拌效果，将拌和温度分别降低至140℃、145℃、150℃、155℃。击实温度一般比拌和温度降低10℃左右。除此之外，为了对比有无改性剂的压实效果，在160℃下成型1组未加改性剂的马歇尔试件。成型马歇尔试件后，在室温下静置24 h，以确保试件完全固结，随后进行密度测试。

改性工艺为干拌法：加热好的集料加入拌锅干拌30 s，加入称量好的沥青湿拌90 s，最后加入称量好的温拌剂湿拌90 s。拌和温度从140℃到155℃，以5℃为1个阶梯，加上作为对比之用的160℃拌和温度，共有5个拌和温度；分别击实50次和75次成型。得到10种混合料试件。

在不同拌和温度及击实次数下得到的混合料压实度对比如图1所示。

图 1不同拌和温度及击实次数下得到的混合料压实度对比

试验结果表明：温拌剂可以将压实温度降低10℃左右。

2.2 混合料路用性能评价试验

混合料路用性能评价试验包括：马歇尔稳定度和流值（高温性能评价）、冻融劈裂试验（水稳定性）和高温车辙试验，结果如下：

（1）48 d浸泡后试件的残留稳定度比是93.18%，96 h浸泡后试件的残留稳定度比是92.48%，因此，使用该方法制备的沥青混凝土具有良好的抗水损剥落能力。

（2）一次冻融劈裂试验的冻融劈裂强度比为93.52%，二次冻融劈裂试验的冻融劈裂强度比为86.36%，一次冻融劈裂后和二次冻融劈裂后马歇尔试件仍具有较高的劈裂强度，说明该混合料具有很好的抗水损能力。

（3）高温车辙试验：动稳定度是8 899次/mm，总变形量是1.597 mm，说明该混合料的高温抗车辙能力非常优秀。

上述结果表明，7686型温拌剂不仅可以降低沥青混合料拌和温度，并且对其路用性能影响不大，是很好的快速施工材料。另外由于罩面厚度很薄，可以在不进行旧路铣刨的情况下直接加铺，也不影响沿线净空高度。使用霍尼韦尔多功能改性剂可以利用其优秀的温拌性能使超薄层的施工变得更加方便、环保。

3 冷拌材料

3.1 水性环氧树脂

水性环氧树脂是把环氧树脂以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而制得的稳定树脂材料，可在室温、潮湿或过湿的环境中固化，在雨天铺装快速养护中占有很大优势。与水泥砂浆、混凝土等常用的水泥基材料混合使用，能够提高上述材料的早期强度、韧性、抗冲击性能，增强其防水性能，在路面养护维修中针对裂缝灌缝、修补坑洞、局部破损等封面应用广泛[4]。

2008年朱伟超等[5]将水性环氧树脂应用在广东省韶关市翁源县道维护中，取得了良好效果；2015年王端宜等[6]就水性环氧乳化沥青微表处的疲劳性能进行了加速加载试验，研究了不同水性环氧树脂掺量下的使用寿命衰减规律，提出掺加少量环氧树脂可以有效提高乳化沥青微表处的抗剥落性，减小其抗滑性、抗剥落性衰减速率，延长其使用寿命，并提出可认为水性环氧树脂的掺加增强了沥青材料的高温稳定性、低温抗裂性和黏结性。钱海涛等[7]在连霍高速路面铺装的烧毁路面采用水性环氧沥青进行了修补并取得了良好效果；在江苏省无锡市某县道也采用了水性环氧乳化沥青进行封层养护。综上所述，水性环氧树脂在路面铺装封层维修中应用广泛，且效果良好。

3.2 水性环氧改性乳化沥青

3.2.1 研究现状

2015年陈俊宇[8]对水泥桥面铺装应用水性环氧改性乳化沥青砂雾封层进行了技术研究，以雾封层的磨耗性能和抗滑性能为出发点，探索将水性环氧树脂加入雾封层材料，并尝试在雾封层上洒布砂来增加其表面抗滑性能。试验结果表明：水性环氧树脂加入改性乳化沥青中固化后会形成稳定的网状结构，提升改性乳化沥青的高、低温性能，大幅增加改性乳化沥青的黏度；水性环氧树脂掺量建议为30%。

水性环氧改性乳化沥青是一种热固性的胶，固化交联后形成网络结构，不会再溶化，胶层弹性高；在反复重压、低温或在130℃以下的高温条件下也会变形但不会破裂，黏结强度是普通沥青的数倍。

水性环氧改性乳化沥青可以使原来热塑性、热熔性的沥青转变为不溶、不融、不脆、不裂的热固性高分子材料。用这种水性环氧改性沥青乳化料配置的沥青路面及路面磨耗层具有以下几个特点：

（1）因水性环氧树脂的加入，磨耗层黏结强度明显提高、耐重压、不松散，与旧路面的黏接强度大于结构强度。

（2）胶液在施工时自动渗透到新旧路面的缝隙中，与里面的积水溶融，再通过破乳物理变化把水排出，自然地对微孔和缝隙进行密实型修补，强度大于原结构。

3.2.2 拉拔试验

使用JC/T 975拉拔仪，在新旧沥青和混凝土界面上进行拉拔试验。试验过程及结果如图2～图 4、表 1所示。

图2 旧水泥混凝土60℃拉拔

图3 新沥青混凝土60℃拉拔

图4 新水泥混凝土25℃拉拔

表1 水性环氧改性乳化沥青在不同基面上的拉拔强度

由表1可见，不同界面上的拉拔强度均满足要求，说明水性环氧改性乳化沥青的黏结力在快速养护维修中可以增强路面黏结强度，在雨天温度较低情况下的路面养护中可以选择使用。

4 结论

（1）本文采用7686型温拌剂对SBS沥青进行改性，将拌和温度分别降低至140℃、145℃、150℃、155℃，击实50次和75次成型后进行密度测试。试验结果表明，此型温拌剂可以降低拌和温度达10℃左右；之后又进行马歇尔稳定度、冻融劈裂试验和高温车辙试验，所得结果均满足规范要求。证明这种温拌剂在雨季、低温情况下增加了养护维修的可行性，对路面寿命的延长有推动作用。

（2）冷拌材料如水性环氧树脂和水性环氧改性乳化沥青在道路快速养护中可提高材料的早期强度、增强其防水性能。对水性环氧改性乳化沥青铺装在不同基面上进行的拉拔试验结果显示，其拉拔强度均能达到标准，这说明使用这种材料可以增强路面黏结强度。另外，由于冷拌材料达到优良性能效果的拌和温度低，施工方便，推荐在雨天、低温情况下使用。