瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的開發(fā)及技術(shù)性能研究

2022-11-02 11:37:16張毅平

大眾標(biāo)準(zhǔn)化 2022年19期

張毅平

（北京中交路通科技發(fā)展有限公司，北京 100020）

1 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的必要性

在進(jìn)行瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料開發(fā)過程中，需要加強(qiáng)對瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重視程度，逐漸改革當(dāng)前的工作方案，從而為后續(xù)工作順利實(shí)施提供重要的保障。在改革開放以來，我國逐漸加強(qiáng)了對道路交通建設(shè)的重視程度，并且根據(jù)我國高速公路路網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)要求，各個地區(qū)紛紛加強(qiáng)了對交通運(yùn)輸?shù)缆吩O(shè)施的建設(shè)程度。在公路建設(shè)的過程中，70%以上的公路是由瀝青鋪設(shè)而成的，因此為了保證公路的正常運(yùn)行，減少各種突發(fā)問題的發(fā)生，在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理的重視程度，延長道路本身的使用壽命。隨著道路建設(shè)的不斷發(fā)展，對養(yǎng)護(hù)管理的要求越來越高，因此需要開發(fā)新的技術(shù)方案，逐漸改革當(dāng)前的養(yǎng)護(hù)管理模式，避免對道路后續(xù)的使用造成一定影響。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)主要是指對已建好的道路和配套設(shè)施進(jìn)行有效管理，盡可能減少道路中的破壞問題，并且還需要落實(shí)精細(xì)化的工作原則，防范各種矛盾問題的發(fā)生，以保證道路平穩(wěn)運(yùn)行為主，有序?qū)嵤┊?dāng)前的工作方案，從而為道路后續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供重要基礎(chǔ)。

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)屬于科學(xué)的管理方法，有效保證了道路使用的水平，以此來獲取較大的經(jīng)濟(jì)效益，從而為公路的運(yùn)轉(zhuǎn)提供重要基礎(chǔ)。但是在實(shí)際使用過程中存在諸多的問題也是較為突出的，例如預(yù)防性養(yǎng)護(hù)無法降低周邊自然環(huán)境對道路運(yùn)行本身所產(chǎn)生的影響，這種措施只是延緩道路壽命，并不提升道路的承受能力，在一定情況下還會出現(xiàn)較嚴(yán)重的故障以及破損問題。因此在施工過程中需要加強(qiáng)對瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理的重視程度，調(diào)整現(xiàn)有的工作重點(diǎn)，加強(qiáng)對基礎(chǔ)模式的科學(xué)創(chuàng)新，防止對道路產(chǎn)生一定的影響。在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對預(yù)防性養(yǎng)護(hù)功能的有效創(chuàng)新，延緩結(jié)構(gòu)性的損壞問題。關(guān)于我國公路養(yǎng)護(hù)管理發(fā)展規(guī)劃中明確指出了要全面加強(qiáng)預(yù)防性公路養(yǎng)護(hù)管理模式的研究力度，在完善成本控制模式基礎(chǔ)上提出更加科學(xué)的公路養(yǎng)護(hù)管理方案，防止各種矛盾問題的發(fā)生，從而使瀝青路面能夠更加平穩(wěn)的運(yùn)行。另外，還需要加強(qiáng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)新力度，根據(jù)公路瀝青的發(fā)展現(xiàn)狀優(yōu)化當(dāng)前的工作方案，并且還需要劃分為不同的技術(shù)創(chuàng)新模式，從而使預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理效果能夠得到全面的增強(qiáng)，為道路的運(yùn)行奠定堅實(shí)保障，因此在實(shí)際工作中需要管理人員加強(qiáng)對這些問題的重視程度，優(yōu)化當(dāng)前的工作方案，充分發(fā)揮預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理工作本身的優(yōu)勢，為道路后續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供重要的保障。

2 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的開發(fā)及技術(shù)性能

2.1 瀝青灌縫膠材料的運(yùn)用

2.1.1 概述

裂縫為瀝青道路中的主要表現(xiàn)形式，為路面開裂，按裂縫的形狀可分為縱向裂縫、橫向裂縫、網(wǎng)狀裂縫（龜裂）和不規(guī)則裂縫等四種型式：（1）網(wǎng)狀裂縫。相互交錯的裂縫將路面分割成形似網(wǎng)狀或龜紋狀的銳角多邊形小塊；（2）縱向裂縫。與道路中線大致平行的長直裂縫，有時伴有少量支縫；（3）橫向裂縫。與道路中線近于垂直的裂縫；不規(guī)則裂縫。路面裂縫呈不規(guī)則形狀。在當(dāng)前裂縫處理時，包含了灌縫、填縫和貼縫。

為了避免對瀝青路面的后續(xù)使用產(chǎn)生一定影響，在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對瀝青灌縫膠材料的科學(xué)使用，以此來優(yōu)化當(dāng)前的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理模式。瀝青灌縫膠是一種復(fù)合改性材料，成分包含：優(yōu)質(zhì)道路石油基質(zhì)瀝青、橡膠粉、SBS等。常溫下為固態(tài)，瀝青灌縫膠熱熔快，粘結(jié)性強(qiáng)，具有良好的抗形變恢復(fù)性能。

2.1.2 材料的研發(fā)

為了使這一材料能夠發(fā)揮應(yīng)有的價值和效果，在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對材料的科學(xué)研發(fā)，考慮當(dāng)前的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)要求，并且還需要和瀝青路面的使用特點(diǎn)相互匹配，從而使整體工作效果能夠得到全面提高。在材料運(yùn)用過程中，主要是將不同的化學(xué)材料在一定溫度條件下發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)得到混合物，一般情況下包含了瀝青和橡膠粉等不同的材料。在材料選擇過程中，需要根據(jù)當(dāng)前預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的要求和標(biāo)準(zhǔn)來選擇合適的材料，必要時可以在前期工作中開展科學(xué)的實(shí)驗(yàn)，了解不同材料的性能以及在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中發(fā)揮價值之后，再確定好不同材料的調(diào)配比例，從而避免對后續(xù)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)造成一定影響。

例如，在進(jìn)行材料選擇方面可以選擇普通的重交瀝青，要按照實(shí)際情況進(jìn)行有效選擇，之后再進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)，避免對后續(xù)的材料使用造成一定的影響，并且還要做好數(shù)據(jù)的記錄以及總結(jié)工作，掌握更加成熟的處理方法，從而使整體養(yǎng)護(hù)效果能夠符合相關(guān)的要求。在選擇橡膠粉時，要將不同的高天然橡膠含量的橡膠線融入其中，也可以配合著橡膠聚合物以及炭黑來完成當(dāng)前的操作。在技術(shù)實(shí)施的過程中，可以采取常溫的方法來進(jìn)行材料的科學(xué)選擇，避免對后續(xù)的使用造成一定影響。同時在材料融入的過程中還可以添加一些礦物填充劑和軟化劑等等，礦物填充劑主要是為了防止出現(xiàn)性能降低的問題，有效減輕了前期的制作成本，并且在材料添加之后能夠使材料本身具備較強(qiáng)耐熱性，有效滿足當(dāng)前的運(yùn)行要求。一般所采取的礦物填充劑包含了滑石粉和大理石粉等等，在選擇軟化劑時，主要是為了滿足材料在低溫條件下的變形需求，避免出現(xiàn)裂縫的問題，適當(dāng)提高材料本身的可塑性以及柔性。常見的材料包含了煤焦油和機(jī)械油等等，需要考慮材料的運(yùn)用特點(diǎn)以及前期的制作成本，選擇正確的材料來用于當(dāng)前的工作，從而使整體實(shí)施效果能夠得到全面提高。灌縫膠性能指標(biāo)如圖1：

圖1 性能指標(biāo)

2.1.3 技術(shù)方案

在選擇這一材料進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)的過程中，需要先根據(jù)材料的性能確定整體的技術(shù)方案，做好整個應(yīng)用過程的全面監(jiān)督以及管理，從而使材料運(yùn)用效果能夠得到全面提高。在實(shí)際生產(chǎn)中要先將瀝青加熱到180 ℃左右，之后添加橡膠粉，在高速剪切機(jī)的作用下剪切60 min左右。在材料處理的過程中還可以邊剪切邊加入橡膠粉，從而使整個材料能夠變得更加均勻。值得注意的是在實(shí)際材料加入的過程中，需要持續(xù)和緩慢地加入，避免出現(xiàn)粘結(jié)的問題而影響材料本身的性能。在130 ℃左右時，可以添加一些礦物填料邊投入邊剪切，持續(xù)時間大概為20 min，需要全面的觀察材料本身的特點(diǎn)以及所發(fā)生的異常問題，之后再完善當(dāng)前的評價模式，為材料后續(xù)的使用提供重要的基礎(chǔ)。在完成材料的制備之后需要進(jìn)行有效的實(shí)驗(yàn)，比如可以進(jìn)行錐入度的實(shí)驗(yàn)，主要是采取瀝青針入度計，將標(biāo)準(zhǔn)針換成特定的設(shè)備來進(jìn)行有效的實(shí)驗(yàn)，全面了解材料本身的特點(diǎn)。在完成操作之后要進(jìn)行的是流動的實(shí)驗(yàn)，以此來評價橡膠瀝青灌縫膠的高溫性能以及相關(guān)的基礎(chǔ)指標(biāo)，除了要進(jìn)行軟化點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)之外，還需要進(jìn)行流動實(shí)驗(yàn)的科學(xué)評判保證其本身的流動性，防止出現(xiàn)粘接的問題，在實(shí)際實(shí)施的過程中需要做好數(shù)據(jù)記錄工作，了解材料本身的使用性能，灌縫膠沒有加入任何改性劑，橡膠粉的摻量達(dá)到了13%，高溫性能優(yōu)良，60 ℃的流動值很小，硬度稍微偏大，按規(guī)范上的性能指標(biāo)分屬于普通型，使用區(qū)域只要不是極寒或者極熱的地區(qū)，一般氣候地區(qū)均可以使用。

防止在后期使用時存在質(zhì)量問題，應(yīng)持續(xù)改進(jìn)當(dāng)前的生產(chǎn)方案。2.1.4 施工模式

在選擇這一材料進(jìn)行施工的過程中，需要加強(qiáng)對其中溫度的科學(xué)控制，從而使整體施工能夠更加有序地進(jìn)行。

在實(shí)際施工的過程中根據(jù)路面裂縫的寬度需要先進(jìn)行裂縫的開槽，沿著裂縫開出一條凹槽，將灌縫膠加熱到其灌入溫度，用灌縫機(jī)上帶有刮平器的壓力噴頭將灌縫膠均勻的灌入裂縫槽內(nèi)。

此材料具有與瀝青路面較強(qiáng)的粘結(jié)性能，但在實(shí)際操作的過程中需要先進(jìn)行開槽表面的清除，避免出現(xiàn)任何的雜物而影響后續(xù)材料的使用，嚴(yán)格按照瀝青路面灌縫施工要求和標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行正常操作，從而使整體養(yǎng)護(hù)水平能夠得到全面提高。值得注意的是在瀝青路面表面層沒有足夠的強(qiáng)度來支撐切割沖擊時，不要采取開槽機(jī)來進(jìn)行操作，避免對后續(xù)的施工產(chǎn)生一定的影響，從而使整體施工能夠更加順利進(jìn)行，為后續(xù)施工提供重要的條件。在完成這一操作之后需要將橡膠瀝青灌縫膠加入到其中，并且還需要做好灌縫材料溫度的科學(xué)控制，避免出現(xiàn)溫度過低的問題。在灌注過程中需要連續(xù)性進(jìn)行灌入，并且還需要考慮灌封膠本身的性能。之后進(jìn)行全面檢查，如果發(fā)現(xiàn)不合格的地方，需要進(jìn)行再一次的灌縫直到符合當(dāng)前的施工要求。在后續(xù)工作中要進(jìn)行的是養(yǎng)護(hù)操作，一般要冷卻15 min左右，可以在表面添加一些細(xì)沙來進(jìn)行日常的施工，從而使整體施工效率能夠得到全面提高，保證后續(xù)工作的順利實(shí)施。

2.2 瀝青再生材料的應(yīng)用

2.2.1 基本機(jī)理

在這一材料運(yùn)用的過程中，主要是為了改善瀝青性能，瀝青路面在建成通車后會受到氣候、車載等因素影響出現(xiàn)老化的情況，瀝青在使用之前由于重復(fù)的加熱或者瀝青溫度加熱過高，瀝青分子加速運(yùn)動，在內(nèi)部引起聚合反應(yīng)導(dǎo)致老化問題越來越嚴(yán)重，在后續(xù)施工過程中出現(xiàn)瀝青受熱面積過大，使瀝青膜越來越薄，出現(xiàn)老化。因此在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對瀝青再生材料的科學(xué)利用，考慮整體的運(yùn)用功能和運(yùn)用要求，從而使整體材料運(yùn)用效果能夠得到全面提高。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，可以添加一些石油煉制的材料，例如油脂和礦物等等，有效防止瀝青出現(xiàn)老化的問題。同時還需要進(jìn)行石油的科學(xué)提煉，防止對后續(xù)的施工造成一定影響，并且將瀝青中同類的化合物進(jìn)行分解，之后再形成新的物質(zhì)，使整體施工能夠更加科學(xué)。在這一材料運(yùn)用的過程中能夠適當(dāng)?shù)母淖冊袨r青本身的黏度，在和原油瀝青充分混合之后，能夠使原有的脆硬狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檐浰艿臓顟B(tài)，適當(dāng)?shù)奶岣弑旧淼某袎耗芰?。瀝青再生材料運(yùn)用之后會凝聚成瀝青的溶質(zhì)，分散在油分中，改善瀝青膠體結(jié)構(gòu)。提高瀝青本身的流變效果，從而為瀝青道路使用提供重要的保障。具體指標(biāo)如圖2：

圖2 瀝青再生材料指標(biāo)

2.2.2 技術(shù)指標(biāo)

首先是恢復(fù)老化瀝青的活性瀝青，再生材料屬于瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要組成材料，主要是通過噴灑施工后滲透作用深入到瀝青路面的1.5 cm深層處，和已經(jīng)老化的瀝青發(fā)生聚合反應(yīng)，從而使得瀝青本身能夠產(chǎn)生逆向變化，減少脆性，改善已經(jīng)老化的瀝青路面性能，降低路面的硬化度和脆性，有效提高了整體的處理效果。

其次是抗氧化的性能，瀝青再生除了能夠恢復(fù)老化瀝青組分之外，還可以改善老化路面本身的使用性能，達(dá)到良好的保護(hù)效果，防止瀝青路面出現(xiàn)太過老化的問題，在無形之中也有助于提高瀝青路面本身的抗氧化性能。

最后為抗?jié)B透性能。瀝青再生屬于瀝青路面，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)再生材料，主要是通過滲透的作用進(jìn)入到瀝青路面的一定深度和已經(jīng)老化的瀝青發(fā)生聚合反應(yīng)，從而改善老化路面的使用性能，有效延緩各種瀝青路面病害的產(chǎn)生。在實(shí)際滲透的過程中分為短期滲透和長期滲透，短期滲透主要是通過簡單的滲透來完成實(shí)際的操作，長期滲透主要是指對瀝青施工使用半年后進(jìn)行鉆芯操作之后再進(jìn)行老化特點(diǎn)深入性測試，及時發(fā)現(xiàn)在路面中所產(chǎn)生的問題之后，再將材料灌入病害處。在實(shí)際操作時需要根據(jù)不同的工作要求選擇合適的材料來用于當(dāng)前的操作，避免對瀝青路面的使用造成一定的影響。在材料使用的過程中還可以添加一些防水材料，適當(dāng)?shù)奶岣呗访姹旧淼姆浪阅?，減少病害問題的發(fā)生概率。

3 結(jié)束語