CN105133482A

CN105133482A - 基于喷洒沥青再生剂和微波加热的沥青混凝土路面修复方法

Info

Publication number: CN105133482A
Application number: CN201510458954.1A
Authority: CN
Inventors: 刘全涛; 吴少鹏; 唐进; 孙艺涵; 薛理辉
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2015-12-09

Abstract

本发明公开了一种基于喷洒沥青再生剂和微波加热的沥青路面修复方法，具体步骤如下：1)对沥青路面喷洒沥青再生剂，利用沥青再生剂对沥青混凝土中部分微裂纹的填补作用以及再生剂对老化沥青的还原效果，实现对沥青混凝土的修复；2)通过微波加热提高沥青混凝土中沥青粘性流动和分子扩散的速率，利用沥青混凝土的自愈合性能修复其中的微裂纹。当沥青路面需要进行预防性养护或修复时，对沥青路面喷洒一层沥青再生剂，然后利用沥青路面微波加热设备将沥青混凝土加热进行养护，实现快速修复。本发明还可在沥青混凝土路面出现宏观病害之前对其进行微波加热养护，实现对路面的快速修复。本发明所述的修复方法具有快速、高效和对交通影响小等优点。

Description

基于喷洒沥青再生剂和微波加热的沥青混凝土路面修复方法

技术领域

本发明属建筑材料领域，具体涉及基于喷洒沥青再生剂和微波加热的沥青混凝土路面的修复方法。

背景技术

沥青路面具有表面平整无接缝、行车振动小、噪音低、铺筑后开放交通快、养护方便等优点，在高等级公路和市政道路中得到越来越广泛的应用。随着沥青路面里程的增长和服役年限的增加，公路行业面临日益严重的养护任务。目前，我国提倡畅通为主的养护概念，要求路面养护要最大限度提高养护效率、减轻养护施工对通行能力的干扰和交通安全的影响。因此快速高效的沥青路面修复技术亟待研发。

现有的沥青路面微波养护技术通常用于修补路面的宏观病害(坑槽、拥包、裂缝、翻浆、沉陷、车辙、松散)，需将病害部位刨除、填新料，并重新碾压养护、开放交通。其中微波加热有两个目的，一是便于刨除旧料，二是加热刨除区周围的旧料，提高旧料与新料之间的粘结强度。而这种微波加热养护技术属于纠正性养护，难以使路面性能恢复到初始水平，且对交通影响大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于喷洒沥青再生剂和微波加热的沥青混凝土路面修复方法，该修复方法简单、快速，可大幅度提高沥青混凝土路面的养护效率，且对交通影响小，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于喷洒沥青再生剂和微波加热的沥青混凝土路面修复方法，具体步骤如下：

1)对沥青混凝土路面喷洒沥青再生剂；2)采用微波加热设备对沥青混凝土路面进行微波加热。

上述方案中，所述沥青混凝土路面的服役时间为2～4年，表层沥青(1cm深度范围内)的延度值(15℃，5cm/min)为5～8cm，即沥青混凝土路面开始出现轻微裂缝的阶段(出现宏观病害之前)。

上述方案中，所述微波加热工艺为将沥青混凝土加热至沥青软化点以上25～35℃，加热时间为30～40s。

上述方案中，所述微波加热设备为沥青路面微波养护车。

上述方案中，所述沥青再生剂的喷洒用量为300～400ml/m²。

上述方案中，所述沥青再生剂的喷洒方式为高压泵送喷洒。

上述方案中，所述沥青再生剂为普通沥青再生剂，可选用荷兰生产的Pentack沥青再生剂、美国生产的金熊油沥青再生剂、国产沥青再生剂(常州东泰C-型沥青再生剂、郑州路实牌沥青再生剂、荆门石化RA25型沥青再生剂等)等。

上述方案中，喷洒的沥青再生剂增加了沥青混凝土中集料与沥青胶浆之间的粘结面积，提高了沥青混凝土的粘结性能；同时降低了沥青混合料的开口空隙和联通空隙，并填补了部分裂纹，改善了沥青混凝土的防水性能；沥青再生剂对老化沥青还起到一定的还原效果，能够恢复沥青的针入度、延度和软化点等指标，提高沥青混凝土的低温抗裂能力和耐久性。微波加热技术可提高沥青混凝土中沥青和沥青再生剂的粘性流动和分子扩散的速率，利用沥青混凝土的自修复性能修复其中的微裂纹；同时，微波加热可以提高沥青再生剂的渗透深度，并改善沥青混凝土旧料与再生剂之间的界面粘结性能，进一步改善沥青再生剂的修复效果；沥青再生剂的还原作用可以解决微波加热导致的沥青老化问题。

本发明采用的另一技术方案为：一种基于微波加热技术的沥青混凝土路面修复方法，它采用微波加热设备在沥青混凝土路面出现宏观病害之前对其进行微波加热养护，提高沥青混凝土中沥青粘性流动和分子扩散的速率，对沥青混凝土中的裂纹进行热修复(利用沥青混凝土的自修复性能修复其中的微裂纹)，实现对沥青混凝土的修复和预防性养护。

上述方案中，所述微波加热设备为沥青路面微波养护车。

本发明在沥青路面出现宏观病害之前，利用微波加热自修复技术修复微裂缝，阻止其发展成宏观病害，属于预防性修复技术，可实现路面的快速修复过程，且成本低，操作方便、对交通影响时间短。

本发明的有益效果为：

1)本发明利用微波加热技术对沥青混凝土中的裂纹进行热诱导自修复，实现对沥青混凝土路面的快速修复和预防性养护，且成本低，操作方便。

2)本发明还可采用喷洒沥青再生剂和微波加热技术对沥青混凝土路面进行复合修复，一方面利用沥青再生剂的粘结性能、填充性能和对老化沥青的还原性能对沥青混凝土路面进行修复；另一方面利用微波加热技术对沥青混凝土中的裂纹进行热诱导自修复；同时微波加热技术可提高沥青再生剂的粘性流动和分子扩散速率及其渗透深度，进一步改善沥青再生剂的修复效果；沥青再生剂的还原作用可以解决微波加热导致的沥青老化问题。

3)本发明所述的修复方法无需开挖破损沥青混合料，可实现对沥青混凝土路面的快速养护，大幅度提高沥青混凝土路面的养护效率并延长其使用寿命，且对交通影响小，适合推广应用。

说明书附图

图1为实施例1所述沥青混凝土路面修复后所得钻芯样和未修复路段钻芯样进行CT扫描分析的孔隙率分布图。

图2为实施例2所述沥青混凝土路面修复后所得钻芯样的显微镜薄片图。

图3为实施例2所述沥青混凝土路面修复后所得钻芯样的显微镜薄片图(沥青胶浆中的裂纹部分)。

图4为实施例2所述沥青混凝土路面修复后所得钻芯样和未修复路段钻芯样进行CT扫描分析的孔隙率分布图。

图5为实施例3所述沥青混凝土路面修复后所得钻芯样的显微镜薄片图。

图6为实施例3所述沥青混凝土路面修复后所得钻芯样的显微镜薄片图(沥青胶浆中的裂纹部分)。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下实施例中，所述沥青再生剂为荷兰生产的Pentack沥青再生剂。

以下实施例中，根据JTGE20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》对各钻芯样进行肯塔堡飞散试验，对钻芯样抽提沥青的软化点、针入度和延度进行测量。

实施例1

一种基于微波加热技术的沥青混凝土路面修复方法，拟修复的路面为湖北地区某服役时间为2年的沥青混凝土路面，该路面上面层采用AC-16级配，SBS改性沥青含量5.5％，表层沥青的软化点为72℃、延度值为7.8cm，该路面仅发现细微裂纹，具体步骤如下：

1)利用微波加热养护车对沥青混凝土路面进行微波加热至100℃(上表面温度)，加热时间为30～40s；2)微波加热结束3小时后开放交通。

在修复前和实施微波加热修复一天后对修复路段进行钻芯取样，对比分析微波加热的修复效果：

室温下对修复前后所得上面层钻芯样(40mm厚)进行洛杉矶磨耗试验，每组五个试件的试验结果见表1，结果表明微波加热对沥青混合料具有较好的修复作用，可有效降低沥青混凝土的掉粒损失，提高了其抗松散能力。

表1实施例1所得修复前后路段的钻芯样肯塔堡飞散实验结果

将修复路段表面(5cm内)和未修复路段表面所得钻芯样进行CT扫描实验，测试其孔隙率，如图1所示，结果表明修复路段钻芯样的孔隙率明显低于对比路段，说明微波加热技术降低了沥青混合料的孔隙率，从而改善其防水性能。

实施例2

一种基于微波加热的沥青混凝土路面修复方法(基于喷洒沥青再生剂和微波加热的沥青混凝土路面复合修复方法)，拟修复的路面为湖北地区某服役时间为3年的沥青混凝土路面，该路面上面层级配为AC-16，SBS改性沥青含量为5.5％，表层沥青的软化点为69℃、延度值为7cm，该路面仅发现细微裂纹，具体步骤如下：

1)利用高压泵按350ml/m²的用量向沥青混凝土路面喷洒Pentack沥青再生剂；2)利用微波加热养护车对沥青混凝土进行微波加热至100℃(上表面温度)，加热时间为30～40s；3)微波加热结束3小时后开放交通。

在实施修复一个月后对修复路段和对比路段(未修复路段)进行钻芯取样，对比分析本发明对沥青路面的修复效果：

1)将修复路段表面(4cm内)所得钻芯样制成薄片，显微镜薄片实验结果如图2和图3所示，图2表明沥青再生剂增加了沥青混凝土中集料与沥青胶浆之间的粘结面积；图3表明沥青再生剂填充了沥青胶浆中的部分裂纹；上述结果表明沥青再生剂能够提高沥青混凝土的粘结性能。

2)从修复路段和未修复路段钻芯样表面(1cm内)抽提回收沥青，然后进行针入度、延度和软化点测试，检测Pentack沥青再生剂对老化沥青的还原效果，结果见表2。

表2实施例2所得修复路段和未修复路段回收沥青的三大性能指标检测结果

表2说明沥青再生剂对老化沥青起到一定的还原效果，能够恢复沥青的针入度、延度和软化点等指标，从而提高沥青混凝土的低温抗裂能力和耐久性。

3)钻芯样CT扫描实验获得其孔隙率如图4所示，结果表明沥青再生剂和微波加热复合作用大幅度降低了沥青混合料的孔隙率，从而显著提高其强度并改善其防水性能。

实施例3

一种基于微波加热的沥青混凝土路面修复方法(基于喷洒沥青再生剂和微波加热的沥青混凝土路面复合修复方法)，拟修复的路面为湖北地区某服役时间为3年半的沥青混凝土路面，该路面上面层级配为Superpave12.5，SBS改性沥青含量为5.5％，表层沥青的软化点为78℃、延度值为6cm，该路面仅发现细微裂纹，具体步骤如下：

1)利用高压泵按300ml/m²的用量向沥青混凝土路面喷洒Pentack沥青再生剂；2)利用微波加热养护车对沥青混凝土进行微波加热至110℃(上表面温度)，加热时间为30～40s；3)微波加热结束3小时后开放交通。

1)将修复路段表面(4cm内)所得钻芯样制成薄片，显微镜薄片实验结果如图5和图6所示，结果表明，再生剂增加沥青胶浆的面积并填充了沥青胶浆中的部分孔隙或裂纹，说明再生剂能够提高沥青混凝土的粘结性能。

2)从修复路段和未修复路段钻芯样表面(1cm内)抽提回收沥青，然后进行针入度、延度和软化点测试，结果见表3，结果表明沥青再生剂对老化沥青起到一定的还原效果，能够恢复沥青的针入度、延度和软化点等指标，从而提高沥青混凝土的低温抗裂能力和耐久性。

表3实施例3所得修复路段和未修复路段回收沥青的三大性能指标检测结果

3)钻芯样CT扫描实验结果表明，沥青再生剂和微波加热复合作用大幅度降低了沥青混合料的孔隙率，并修复了部分裂纹，从而显著提高其强度并改善其防水性能。

以上实施例为本发明的较佳实施方式，但是，本发明的实施方式并不局限于此，但凡对本发明的各种等价形式的修改替换，均应在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于喷洒沥青再生剂和微波加热的沥青混凝土路面修复方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对沥青混凝土路面喷洒沥青再生剂；2)采用微波加热设备对沥青混凝土路面进行微波加热。

2.根据权利要求1所述的沥青混凝土路面修复方法，其特征在于，所述沥青混凝土路面的服役时间为2～4年，表层沥青的延度值为5～8cm。

3.根据权利要求1所述的沥青混凝土路面修复方法，其特征在于，所述沥青再生剂的喷洒用量为300～400ml/m²，喷洒方式为高压泵送喷洒。

4.根据权利要求1所述的沥青混凝土路面修复方法，其特征在于，所述微波加热工艺为将沥青混凝土加热至沥青软化点以上25～35℃。

5.根据权利要求1所述的沥青混凝土路面修复方法，其特征在于，所述微波加热设备为沥青路面微波养护车。

6.一种基于微波加热的沥青混凝土路面修复方法，其特征在于，采用微波加热设备对沥青混凝土路面进行微波加热养护。

7.根据权利要求6所述的沥青混凝土路面修复方法，其特征在于，所述沥青混凝土的服役时间为2～4年，表层沥青的延度值为5～8cm。

8.根据权利要求6所述的沥青混凝土路面修复方法，其特征在于，所述微波加热工艺为将沥青混凝土加热至沥青软化点以上25～35℃。

9.根据权利要求6所述的沥青混凝土路面修复方法，其特征在于，所述微波加热设备为沥青路面微波养护车。