沥青路面裂缝修补材料技术性能对比研究

沥青路面裂缝修补材料技术性能对比研究

马文斌

西安华泽道路材料有限公司   710065

摘要：由于公路的不断修建沥青路面被广泛使用,而裂纹也是中国沥青路面耐久性较为普遍的病害。裂纹的存在不但影响着路面结构的使用性能和耐久性,严重的裂缝也严重的影响了人们及行车安全。所以,沥青路面耐久性裂缝修复材料是沥青路面施工中一项关键的环节,本章根据沥青路面裂缝修复材料的特点展开比较和剖析,对于提升道路养护质量、延缓道路利用性老化速度和延长道路使用寿命有着意义。

关键字 沥青路面;裂缝;修补材料;技术性能

前言:由于道路裂纹会对水泥沥青道路的服务特性和寿命形成很大的负面影响,所以,需要对己经形成的道路裂纹加以有效的修复。一般可采用裂缝填封、混合材料填充、表面封层处理,或按坑沟修复的方式加以解决。而对于由低密度或中密、非结构性破坏所引起的水泥沥青道路耐久性裂纹,填补和封闭也是常常使用的方式。对于一般长度较小的开裂,仅仅需要用热沥青或乳化沥青予以灌筑修复。但实际上,修补材料通常只能在裂纹顶部的较浅区域内形成封缝,并且在车辆负荷和环境温湿的综合影响下,很易失效或再次断裂;此外,对长度较大的裂纹,开沟时要用热沥青砂填补。但因为进行沟通的体积较小,密封性不易保持。加之道路长时间裸露于自然气候下,并一直受到降雨洗刷,可能性更大的甚至更严格的道路病害就己经先发生了。因此,针对不同的裂缝情况,如何有针对性地选择合适的修补材料和工艺有待进一步研究。本文选取共3种代表性的沥青路面裂缝修补材料进行分类,包括70#沥青(加热施工类)、,ERA-C液(常温施工类),及路斗士密封胶(专用材料类)。利用室内实验中对其各项常规技术特性与路用特性的比较研究结果,对不同级别沥青路面裂缝处理方法的选择提出了意见。

1沥青路面裂缝修补材料常规技术性能

根据沥青路面裂缝修补的目标要求，修补材料自身必须具备良好的技术性能，这样才能保证裂缝修补后，修补材料内部不致因温度变化、异物挤入或者漏油腐蚀等因素发生破坏。因此，通过室内试验对不同裂缝修补材料的各项常规技术性能进行评价:高温稳定性:软化点试验、流动度试验; 低温抗裂性:延度试验(J℃)、弹性恢复试验(50C);抗老化性:模拟老化试验。

2 沥青路面裂缝修补材料高温稳定性

裂纹修复材料在夏季的高温气候下,很容易受热而变软或者发生流淌,并且在车辆负载影响下,材料也很易被挤压或溢出裂纹,从而造成修复材料失效。所以,修复材料应该具有较好的高温稳定性。按照《路面施工沥青料及水泥沥青混合料测试法规》用环球法开展了软化点测试,实验结果显示:裂缝修补料为几种碳水化合物的混合物,是无定形物,并不是确定的温度,而是随着测试温度的增加慢慢变软。在软化点温度前后,物料特性并不会改变,所以软化点温度可以反映修补材料的耐高温性。软化点越高，其耐高温性越强。不同材料的软化点差别大，反映出的修补材料耐高温性由高到低依次是:路斗士密封胶> ERA一C液>70#沥青。

3沥青路面裂缝修补材料低温抗裂性

修补材料在冬季低温气候下,很易变脆性、失去原来的柔韧性,当拉应力与应变长期作用时,也很易被拉长裂纹,从而导致裂缝修复或失效。因此,裂缝修补材料应具有良好的抗低温脆裂性。根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行的五℃延度检验,材料延度与修补构件的效果有很强的关系,特别是低温延度与裂缝性质有关。因此,5℃延度就能够体现修补材料在温度状态下的抗裂纹特性。延度越大,低温抗裂纹能力就越好。试验结果发现:5℃延度指标反映出的修补材料低温抗裂性能由高到低依次是:路斗士密封胶> 70#沥青> ERA-C液。

4.沥青路面裂缝修补材料抗老化性能

由于无法直接测试材料抗老化性能,现先将修补材料在60℃烘箱中保温,模拟野外热氧老化,之后再进行其它试验,并与原样材料的试验结果进行对比,来评价其抗老化性。采用老化影响系数(老化试件测定值与原样试件测定值之比)来表示模拟老化对材料性能的影响程度，从试验结果中发现:经过模拟老化后，修补材料一些组分发生了吸氧化学反应，生成了较为粘稠的物质，使得各种材料的软化点均得到了提高;材料流动度变小，路斗士密封胶受到的影响最大，ERA-C液受到的影响最小，这可能与其蒸发水分的过程中即己发生一定程度的老化有关;5℃延度均大幅度降低至原样材料的一半以下，说明其低温抗裂性能严重下降;弹性恢复率均小于材料原样，70#热沥青和ERA-C液下降幅度更为明显;高温热氧化对抗异物嵌入性影响很小;耐腐蚀性均小于材料原样，这是由于经过高温热氧化，修补材料发生了化学反应，新生成的物质成分活性降低，与柴油中相关成分不再发生化学反应。根据各种试验综合判断，各种修补材料抗老化性能由高到低依次是:路斗士密封胶>ERA一C液>70#沥青。

5沥青路面裂缝修补材料力学性能

对于裂缝修补材料来说，更为重要的是其修补后的力学性能必须达到一定标准，保证修补结构具备足够的强度，阻隔水分进入路面内部，抑制裂缝进一步开展，提高路面使用寿命，并改善路面平整度，提高行车舒适性。在交通荷载和各种自然因素的作用下，裂缝修补材料主要受到拉应力和剪应力的反复作用。因此，通过直剪和拉拔试验来检测裂缝修补结构的抗剪和强度。通过一系列实验与对比可以分析出路斗士密封胶的抗剪性和强度最高性能也是最好，适合在夏季等高温地区使用，其次是70#沥青，最后是ERA一C液。而70#沥青和ERA一C液的强度一般适合一些裂缝较小要求不高的沥青路面。

结语

沥青路面的耐久裂纹修复材料,自身还需要满足优秀的高热稳定性、温度耐磨性能、耐异物嵌入性能、抗腐蚀性和抗老化性能等工艺特性。另外,还需要同时拥有满足抗剪和抗拉强度等热力学参数的条件。通过分析对比,可看出路以斗士密封胶粘剂为代表的裂纹修复专用材料的各种常规工艺性能和热动力学性能都比较良好,修复效果较好,且使用寿命较长,被推荐于高级沥青路面的耐久裂纹修复,特别适合于夏季高温区域;加热施工用的材料七十沥青的各种性能也属于中等水平,可进行高级沥青路面的耐久裂纹修复;常温施工的材料ERA-C液的各种特性和修补作用都不算很好,因此只能在急抢修、降温或雨后、裂缝潮湿等不利条件下应用。

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