排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、排水瀝青路面是世界公認(rèn)的高安全性瀝青路面類型，具有抗滑性能高、噪聲低、行車舒適等突出優(yōu)點(diǎn)，可減少雨天事故率的50％以上，降低噪音3-8分貝。但是，由于其大空隙、開級(jí)配的特征，飛散及飛散引發(fā)的坑槽是排水瀝青路面最容易出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性破壞形式。這種病害的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重影響路面的使用壽命、行車舒適度和安全性。為了防止排水瀝青路面結(jié)構(gòu)性病害的發(fā)生，本文研究了排水瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。排水瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)主要針對(duì)已建的排水瀝青路面進(jìn)行預(yù)防性處理，

2、延緩道路發(fā)生破壞的時(shí)間，延長(zhǎng)道路的使用壽命，并保持或提高路面抗滑、排水、防眩、降噪要求的路用性能，但不增加結(jié)構(gòu)承載力。
　　首先，分析了排水瀝青路面的主要病害類型，影響功能性發(fā)揮的主要病害為空隙堵塞，而結(jié)構(gòu)性病害主要體現(xiàn)為飛散掉粒。研究表明排水瀝青路面飛散病害的主要形成機(jī)理為高黏度改性瀝青老化導(dǎo)致瀝青膠漿自身的內(nèi)聚破壞以及瀝青膠漿與集料的黏附失效引起集料脫落?；谔ヂ穼?shí)際作用原理，開發(fā)了平板飛散設(shè)備;提出了排水瀝青路面基于構(gòu)造深度

3、的飛散病害的評(píng)價(jià)方法;采用“級(jí)配-基球-預(yù)壓”的離散元成型方法建立有效控制排水瀝青路面級(jí)配組成的離散元結(jié)構(gòu)模型，模擬分析排水瀝青路面飛散病害發(fā)生的規(guī)律。
　　其次，根據(jù)排水瀝青路面飛散發(fā)生的機(jī)理，提出針對(duì)飛散病害的排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)所需要的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的性能要求。研發(fā)了三種不同類型（還原型、黏結(jié)增強(qiáng)型、聚合反應(yīng)型）的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料(RJ、CEM、GL1)，并和常用的養(yǎng)護(hù)材料乳化瀝青(EA)進(jìn)行對(duì)比研究分析。采用表觀黏度、

4、黏聚力以及材料與石料的黏附性指標(biāo)來表征預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料本身的性能。
　　采用PAV長(zhǎng)期老化的方法進(jìn)行室內(nèi)人工老化高黏瀝青，通過一定的調(diào)制工藝分別將四種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料按照不同的用量(5％、10％、15％)添加至老化高黏瀝青中得到新生瀝青，并進(jìn)一步分析新生瀝青的基本性能指標(biāo);通過凝膠滲透色譜(GPC)、傅里葉紅外光譜以及熒光顯微鏡對(duì)新生瀝青的微觀結(jié)構(gòu)的分析，探討各預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的養(yǎng)護(hù)還原機(jī)理;采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀(DSR)和彎曲梁流變儀(

5、BBR)分別分析了每種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料對(duì)老化瀝青流變性能的改變，主要進(jìn)行如下性能分析:溫度敏感性(DSR溫度掃描)、高溫蠕變性能（多應(yīng)力蠕變恢復(fù)）、動(dòng)態(tài)剪切模量（頻率掃描）、疲勞性能（線性振幅掃描）、低溫抗裂性能(BBR低溫彎曲)。對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料處理后的排水瀝青混合料進(jìn)行抗飛散性能、滲水性能、抗滑性能以及抗老化性能的分析，并通過工業(yè)CT掃描技術(shù)研究預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料對(duì)路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響以及材料的分布。
　　通過對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料性能的研

6、究表明:三種類型材料均降低了高黏瀝青老化導(dǎo)致的羰基含量變化，并增加了老化后高黏瀝青中芳香基的含量，對(duì)排水瀝青路面的抗飛散性能均有不同程度的提高和改善。其中，還原型材料RJ在低用量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％）時(shí)在老化瀝青中有很好的分散性，明顯提高老化瀝青的流變性能，而且RJ材料本身的流動(dòng)性好，其在瀝青混合料中分布相對(duì)比較均勻，對(duì)混合料內(nèi)部空隙結(jié)構(gòu)影響小，通過分析建議RJ材料用量不大于10％;聚合反應(yīng)型材料GL1自身具有較強(qiáng)的黏度和黏聚力，并與石料有很

7、好的黏附作用，同時(shí)其還改變了老化瀝青的亞砜基含量，明顯降低了老化瀝青的分子量，而且其流動(dòng)性相對(duì)較好，滲入路面深度達(dá)70％以上，且對(duì)排水瀝青混合料滲水性能影響較小，影響率不大于5％;黏結(jié)增強(qiáng)型材料CEM還改善了老化瀝青的低溫抗裂性能，對(duì)原路面的擺值等量差值不小于-2.03，抗滑性能影響最小。
　　最后，研究分析了排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵工藝，包括:研究了不同類型預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料的最佳用量以及開放交通時(shí)間;分析了材料的三種應(yīng)用方

8、式的應(yīng)用效果、應(yīng)用機(jī)理及適用范圍;對(duì)比了不同類型的材料應(yīng)用前的清空方法;提出了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施過程的特殊部位保護(hù)措施。并對(duì)本文研究的排水瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行工程應(yīng)用以及效果評(píng)價(jià)、長(zhǎng)期性能評(píng)估，分析預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料對(duì)路用性能的變化影響。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料能夠很好的改善路面抗飛散性能以及低溫抗裂性能;在應(yīng)用初期（3個(gè)月）對(duì)路面的抗滑性能和滲水性能有一定的影響，隨著應(yīng)用時(shí)間的推移，影響會(huì)逐漸減弱;同時(shí)，排水瀝青路面的在經(jīng)過預(yù)防性養(yǎng)護(hù)后，延緩飛散