沥青路面预防性养护材料性能研究

高 林

河南中检工程检测有限公司，河南 郑州 450001

沥青路面在交通运输中有着十分突出的弹性变形能力，能够为车辆、行人提供舒适的出行体验，并且沥青材料在老化后经过一定的处理还能够回收使用，具有很好的经济效益与环保效益。但沥青材料性能受外界环境的影响较为突出，在高温、极寒、强降水等环境下很容易快速老化，使其基本性能丧失，同时缩短其实际使用寿命。通过合理的预防性养护可以极大程度上解决这一问题，抑制病害的发展，保障其稳定的运行状态。

1 沥青路面预防性养护材料的主要性能要求

1.1 抗老化性能

沥青作为一种抗老化性能较弱的材料，在工程中常常会在外界环境的作用下发生性能的折损，因此沥青路面预防性养护材料的首要性质要求就是具备足够的抗老化性能，以此保障路面结构预期使用寿命。在材料试验中，抗老化性能检测主要是基于存在一定老化程度的沥青材料，在其中加入一定量的待测预防性养护材料，再经过复杂的物理、化学作用改善原有沥青材料的自身性质，使沥青各方面的性能得到一定程度的恢复，并增大其与下部基层之间的粘接强度，以此实现抗老化性能的增强。在实验操作完成后，即可对样本进行采样检测，检测项目主要涵盖了针入度、延展性、软化点等指标，并基于检测结果选择养护效果最好的材料。

1.2 防渗水性能

防渗水性能是对预防性养护材料性质的另外一项重要要求，若防渗水性能较差，那么将导致雨水渗透进入道路结构层与基层中，对公路结构的耐久性产生损坏。因此，为了降低雨水对公路结构老化产生的不良影响，在预防性养护材料的选择上应加强对防渗水性能的控制。材料防渗水性能的检测试验是在渗水现象较为突出的沥青材料中掺加拟检测材料，借助养护材料自身或者反应产物将沥青结构中的裂隙填充密实，从而达到强化抗渗性的效果。在材料防渗水性能试验结束后，应当基于试验数据计算养护后沥青结构的渗水系数，并与未经养护的沥青结构的渗水系数相比对，同时考虑经济性、施工适应性等因素，从而选定最优的沥青预防性养护材料。

1.3 抗滑性能

沥青路面的抗滑性能决定了车辆行驶的安全性与舒适性，是一项公路路面性能的重要评价指标。但实践表明，路面抗滑性能在日照、雨水、车辆行驶等外界作用下，常常会有一定程度的损失，对行车的安全性造成不利影响，甚至引发交通事故。进行抗滑性能试验时，主要是以抗滑性能较弱或工作时间较久的沥青材料为对象，在其中加入待检测的预防性养护材料。在外加材料与原有沥青之间的作用下，将显著提升沥青的抗滑性能，在参数上则体现为其表面摩擦系数的明显增大。在以上试验操作完成后，试验人员即可借助摆式摩擦系数测定仪对养护后的沥青材料进行摆值的测定，此时应注意将测得的摆值转化为标准温度（20℃）下的摆值，并与未经处理测得的摆值进行对比从而确定最优材料。

1.4 持久性能

持久性能主要是为了保障公路路面的基本性能能够有足够久的持续时间，能够在预防性养护材料的作用下使其尽可能地延长使用寿命，增加项目的经济效益。持久性能试验是在抗车辙性能较为薄弱的沥青结构中按照相关要求附加一定的养护材料，使两者能够充分反应。在养护材料的作用下，沥青各个方面的性能都将得到保障，使其性能更加稳定。譬如可以以沥青结构动稳定性的持久性作为判断依据，将沥青结构与橡胶轮胎表面充分按压在一起，并使其持续旋转摩擦至结构失去动稳定为止，记录该过程持续时间。将其与未经处理的结构失稳所经历的时间相对比，选择在持久性上表现得最好的一种。

1.5 高温稳定性能

公路工程作为一项露天工程，大多是暴露在自然环境下的，因此不可避免地会受到高温作用，而高温环境下的稳定性又是沥青材料极为重要的一项性能，因此在预防性养护材料选择上也应充分考虑这一因素。在高温稳定性的试验检测中，一般选用普通沥青材料即可，在其中加入待检测材料并经过复杂的反应即可完成试验养护。在以上操作完成之后，可在保持其他因素不变的前提下，将养护后的材料放置在不同环境温度中，并对其黏性进行测定，形成不同温度下的材料黏性统计表，进而选定最优的预防养护材料。在材料确定之后，还应进一步设置对照试验确定最佳配比，在维持温度不变的基础上改变养护材料用量，分析不同掺量下黏性的变化走势从而改进配合比设计。

1.6 低温抗裂性能

与高温条件下沥青材料稳定性相对应的是其在低温环境下的抗裂性，在极寒天气下，沥青材料的脆性会得到极大的提升，在外部荷载的作用下就很容易开裂破坏，使路面结构进一步劣化。在低温抗裂性能的试验中，主要是以普通沥青构件为基础，在其中加入待测养护材料，使其在其他条件不变的前提下仅对环境温度做出改变，并采用合适的机械对材料的脆性倾向进行测定，一般将脆点作为基本指标，根据不同温度等级下材料的脆点高低来选择低温抗裂性最优的预防养护材料。在以上试验完成后还应对最优配合比展开试验分析，在同一温度条件下改变其配比，并测定各配比下其所对应的脆点，通过统计分析的方式确定最合理的配比方案。

2 沥青路面预防性养护材料的应用

2.1 工程概况

文章以我国北方某公路工程为例进行分析。该公路工程自竣工投入使用后受到外部环境以及循环荷载的复杂作用影响，其沥青路面的基本性能已经接近极限状态。此外，沥青路面的平整度、摆值等在使用期间也有了极大的折损，并诱发产生了一些路面病害，如细微开裂、车辙等，并呈现出不断扩张的趋势。在裂缝等基础路面病害的作用下，雨水很容易渗入道路基层中，并以此引发翻浆、坑槽等问题，导致公路耐久性下降，使用寿命减少。在这样的背景下，为了解决公路问题，延长其使用寿命、增强其基本性能，技术人员对此展开了沥再生试验，以期通过预防性养护的方法来弥补缺陷。在该工程中沥再生的基本用量选定为0.25L/m2，在此基础上根据既有沥青结构的物理性质、配比设计、路面结构设计使用年限来进行调整。

2.2 试验检测

在该工程的路面病害中，最为突出的不利影响即抗渗性能较差。在选用合适的材料进行预防性养护后，结构自身具有较好的完整性，其结构损坏不明显。同时，沥青路面表层有一些沥青油膏从裂隙中渗透出来，固化后产生了一层光滑的平面，其表面有着明亮的光泽，但此区域在路面整体结构中的占比较小。在按照规范要求的方法进行试验后，还需保持其原状4h，之后可解除交通管制，在其上行车、走人，整体施工周期大约为10h。为了提升测量结果的可靠性、真实性，要求技术人员选用合适规格的渗水仪和摆值仪对路面结构的性能展开测定，并在施工后1年内定期复测，将测得的数据进行汇总并分析。

2.3 试验结果

（1）抗渗性能。试验结果表明，该工程在经过沥再生处理后，路面结构的渗水性能有了十分显著的改善。具体来说，在沥再生之前测得超车道、行车道的渗水系数分别约为13.5mL/min和10.5mL/min，而在处理后1年的定期检测中，这两个指标分别为0mL/min和1mL/min，由此可以看出沥再生处理有着很好的效果。此外，技术人员也针对行车道的渗水性能展开了更为深入的分析研究，其沥再生效果较超车道沥再生处理效果更差，主要是由于施工处理时没有对施工技术做出严格的规定，且其上行车荷载更大，因此在处理后又产生了裂缝。针对这一问题技术人员进行了二次处理，处理后测得其渗水系数也为0mL/min。检测结果表明，在1年的检测期内，沥青路面在外界环境的干扰下仍具备足够的稳定性，能够很好地抵抗复杂因素的作用。

（2）抗滑性能。该工程中，沥再生技术对于沥青路面抗滑性能的影响也是十分显著的，具体而言，在处理之前测得的路面摆值为53BPN，而经过处理后的摆值则降低到42BPN，经过1年的运营后测得摆值约为39BPN。出现以上现象的主要原因是沥再生处理后路面表层形成了较为光滑的油膏，降低了其表面摩擦系数，但试验测得的数据仍能够保障BPN＞37，即便是在处理运营1年后，测得的摆值也满足相关标准要求。同时，在1年的检测期内，沥青路面受到了各种环境因素的干扰，但其各项性能仍旧能够满足基本要求，具有足够的耐久度。在对沥青状态进行全面的分析研究后发现，经过沥再生处理的路面结构有着更好的活性，而且表面摩擦力更大，从其外观上来看呈现出黝黑的色泽。总体来说，沥再生处理对路面的抗滑性能有着积极效应。

3 结束语

沥青路面受到自身材料性质的影响，在实际使用中常常容易出现开裂、凹陷等病害，影响其基本性能，而借助预防性养护，能够在一定程度上改善原有材料的性质，使其各项指标满足使用要求。但值得注意的是，在预防性养护作业后，应当持续关注其状态并定期检查，对表现异常的应及时采取措施予以修正，针对病害类型有针对性地制订策略，保障路面结构始终处于稳定、可靠的状态中。