上海千年城市规划工程设计股份有限公司 201100
摘要：为了满足人们交通出行需求，国家大力建设交通基础设施，在公路建设方面，出台了《国家公路网规划（2013-2030年）》，提出到2030年构建布局合理、功能完善、覆盖广泛、安全可靠的国家公路网络。沥青路面是道路建设中一种被最广泛采用的高级路面，由于沥青是石油中提炼的残渣，将其应用在道路路面结构中不会对环境造成污染，而且沥青施工结束以后，短时间内就可以实现通车，缩短了道路建设周期。本文主要分析了沥青老化原因，沥青还原处治的应用以及原沥青老化时间的关系。
关键词：沥青路面；沥青还原处治
引言
沥青混凝土路路面具有施工简单、维修方面、噪音小、安全性能高等优点，因此广泛应用在道路建设中。然而沥青材料受到自然因素、自身荷载以及车辆负荷等因素的作用，很容易出现老化现象，影响到沥青路面的使用周期。所以沥青路面建设过程中，必须制定科学、合理的养护措施，提高道路的生命周期，降低道路建设成本。预防性养护技术是一种重要的道路养护措施，指在路面结构强度足够、路面状况尚好时就对路面有计划地采取养护措施，以达到保持或提高路面使用性能，延长路面养护使用寿命和减少路面周期养护的目的。
1沥青老化原因
沥青混凝土路面在水、太阳辐射、氧气等各种自然因素和车辆荷载作用下，沥青表面发生物理和化学作用，使得沥青材料出现老化，老化的具体表现为沥青混合材料中的沥青凝结度增大，可塑性和变形能力变弱，沥青混凝土表面呈脆硬状，使得材料失去了原来的柔软性。在汽车耦合作用下，路面出现裂缝。通过试验对沥青化学组分进行分析，得到以下结果
从上述表格中，可以清楚地看到沥青老化以后的化学组分和原来的组分有了很大的变化，老化前后沥青的饱和分没有发生太大变化，芳香分从原来的39.4下降到13.3%，胶质和沥青质增加。一到两倍，造成这种现象的原因是多方面，有自然因素和道路自身因素。沥青在阳光照射下，出现氧化缩合作用，这个时候沥青材料中的矿物质变成催化剂，让高分子的化合物比如胶质和沥青增加，芳香分减少，并向胶质转化，饱和分分子比较稳定，所以变化不是很大，而另外一方面胶质逐渐向沥青转化，并聚合为更大的分子。从上述情况，可以看出沥青化学组分的变化其实就是沥青材料组分配置失调，并随着沥青的老化不断加剧，沥青路面使用时间越长，则沥青中的油分越少，胶质和沥青质越多，这个时候沥青的针入度就越小，材料逐渐向脆硬方向发展。
2.沥青还原处治效果试验
预养护技术在国内应用的主要有表面喷涂型预养护、封层类预养护和罩面类预养护三种类型。沥青还原处治为表面喷涂类中一种，其指人工或采用专用设备在原沥青路面上涂刷一层具有恢复沥青性能功效的沥青再生剂。沥青再生剂能渗入路面，与原沥青结构层融为一体，恢复老化沥青活性，从而缓解了路面的硬化脆裂程度，恢复路面的弹性、柔韧性和粘结力；不改变或降低路面的摩阻系数；密封路面的细小裂缝，防止水、汽油和化学剂等杂质渗入路面；使路面呈均匀的黝黑色，改善沥青路面的外观；具有较强的温度适应性、抗腐蚀能力和耐久性。由于沥青还原再生技术实施成本低、见效快、实施简单，宜用于老化或硬化的沥青路面，所以广泛应用在沥青路面预防养护措施中。沥青再生剂是一种黑色液态微沥聚合物，它的活性气体可以深入到沥青混凝土路面内4cm深度，并和沥青发生反应，形成具有一定弹性和塑性的共聚沥青聚合物，将沥青再生剂应用在使用一定时间的沥青道路上，用来改善沥青道路的性能，提升路面整体外观，延长道路使用寿命。
2.1沥青再生剂的掺和量和改善效果分析
以上海地区常用的SBS改性沥青(I-D)在掺入不同剂量的还原剂作为研究对象，以检测沥青性能老化前后的指标参数及其影响，结果如下表：
实验室环境中在老化后的沥青中分别添加2%、3%、4%、5%不等的质量百分数的还原剂，分析还原剂的添加量对改善老化沥青性能的影响。通过试验得出以下结果：
从上述图表可以得出以下结论，参入一定的沥青还原剂以后，可以有效的改善了老化沥青的针入度、延度及软化点，随着添加的还原剂数量的增加，其沥青性能指标改善效果越明显，但是后期添加的量越多，改善效果提升不是很明显，所以可以看出不是越多的添加剂，则改善效果越好。
2.2还原剂对路面渗水性能检测
在老化后的沥青添加还原剂以后，模拟室外环境对沥青路面的渗水性能进行测试，涂抹还原剂的沥青路面和没有涂抹还原剂的沥青路面防水性能如下表：
通过上述图表可以看出，不同材料的沥青混凝土路面涂抹还原剂以后，可以在路面表面封闭裂缝，形成一层隔离膜，提高路面的渗水系数，防止雨水的渗透，以减缓路面结构的损坏。
2.3还原剂对路面抗滑性能检测
在室外条件下，对路面采用3%还原剂对老路进行处理，3天、30天即90天后对路面抗滑性能进行检查，对其试验效果：
从上表可以看出，沥青混凝土路面在涂抹还原剂以后，短期内抗滑系数会下降，但随着时间的推移，90天内可以满足规范要求，对抗滑性能影响不大。
3.沥青还原处治技术的具体应用
选择S227林海公路(K0+000~K26+233)上行进行预防性养护，其实施面积约40000平方米。林海公路作为一级公路，沥青路面，上面层材料为4cm沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA-13SBS改性）。该道路2011年开始通车，使用6年后，其路面损坏状况（PCI）、行驶质量（RQI）、车辙深度（RDI）、抗滑性能（SRI）、结构强度等均为“优”“良”级，仅存在少量的车辙、反射裂缝、轻微老化泛白、局部麻面等病害，适宜采用预防性养护措施进行维护，不让道路病害进一步向更深层次发展。选择方案为使用沥青还原处治对沥青路面上面层沥青玛蹄脂碎石混合料中老化改性沥青材料的再生，恢复路面弹性、柔韧力和粘结力，同时增强沥青路面色泽。施工完成后选择对路面渗水系数、抗滑摩擦系数及沥青性能的针入度、延度及软化点进行检测，检测结果如下：
通过上述数据比较，可以看出掺入还原剂在处理沥青老化路面的其摩擦系数及渗水系数均满足规范要求，沥青三项指标均可以得到不同幅度的提升，但是其结果与实验室数据仍有较大的差距，其原因主要是其现场实施时，还原剂的渗入与实验室中有一定的差距，难以完全渗入达到4cm深度，导致其使用效果的降低。
结束语
通过上述试验可以看出，沥青还原剂预养护技术应用在沥青路面中，可以提高路面的封水性能，防止雨水等污水等路面的渗透，一定程度上可以延长沥青公路的使用时间。其次，沥青还原处治预养护技术对沥青路面的抗滑问题影响不大，能够保证沥青公路的行车安全性和舒适性，因而可用于任何交通量和任何等级的公路沥青路面上。沥青还原剂在使用前应该从使用效果及经济投入角度进行试验，确定其最佳的使用剂量，避免出现浪费及使用不佳的情况；在使用沥青还原剂后，沥青针入度和延度性及软化点均得到一定提升，但是在以后的使用中仍需研究还原剂的渗入效果，以提升其整体性能。
参考文献
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论文作者:陆伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/15
标签：沥青论文; 路面论文; 还原剂论文; 沥青路面论文; 性能论文; 道路论文; 材料论文; 《基层建设》2018年第17期论文;