基于水性环氧的路面养护技术研究与应用(华南理工大学土木与交通学院 教授博导 王端宜)

面对这样的路况我们该怎么办？
行车带抗滑性能快速衰减
路面抗滑性能衰减沿 横断面是不均匀的，不 同车道、轮迹带，左图 所示； 有厚度的矫正型养护 措施会带来横向排水的 问题； 现有的无厚度措施寿 命很短； 迫切需要一种无厚度 、长寿命的抗滑性能恢 复技术措施。
对于坑槽问题可能的答案？
• 尽快修补？怎样修补？可能很快又会出现 类似的问题！ • 正确的解决方式应该是：
6、渗固封层在抗表面功能衰减等方面都表现出明显的优势， 可以作为更新换代的封层形式用于路面预防性养护。
感谢北京艾施姆科技有限公司对 本研究的支持！
Thank You! 谢谢！
封层材料的选择
• 我们需要具有渗透和表面固化功能的路面 封层； • 目前可以用于路面养护的非石油类封层材 料有两大类：
– 煤沥青类：有害气体，污染环境？ – 环氧树脂类：良好的渗透性、强度高，可以优 先考虑。
渗固型封层的材料构成
• 水性纳米级热固 性材料（渗透、 固化作用） • 乳化沥青（沥青 还原作用） • 高耐磨集料（改 善路面抗滑作用）
渗固封层性能的试验评价
• 粘度试验：沥青标准粘度试验（C25,3）——反映封层材 料的渗透性； • 基本的力学评价：马歇尔试件的单轴贯入试验——可以反 映试件的分层力学性能； • 路面性能评价：室内加速加载模拟试验——反映路面抗滑 性能变化和耐久性。
封层材料渗透性评价
• 沥青标准粘度试验 （C25,3） • 水性环氧树脂的渗透 性好于乳化沥青
封层材料的基本力学性能评价
• 在室内20℃常温下保 存48小时后，利用MTS 万能材料试验机对其 进行贯入试验。其中， 贯入头直径选用28mm、 加荷速度3mm/s，贯入 深度为1cm，每间隔 0.02s记录一个荷载数 据。
试验wenku.baidu.com价方案
渗固封层对沥青混合料浅表固化效 果的贯入试验评价
（1）涂抹渗固封层的试 件比没有涂抹的试件 具有更高的贯入强度， 说明渗固封层对试件 的浅表固化效果是显 著的； （2）试件的贯入强度随 渗固封层涂抹量的增 加而增加。
– 原因的调查：产生路面坑槽的原因应该是
•水 • 滴落的柴油（或其它油类）已被证实!
– 科学研究寻求技术途径 – 实施路面维修
我们需要什么样预防性养护措施
• 不管什么原因造成的坑槽，做一个封层是必要的； • 对于油类坑槽多发的路段，封层材料应该采用非石油 产品，用以隔断柴油与沥青路面的接触； • 封层还应该可以保持或改善原有路面的抗滑性能； • 路面封层对旧路面材料的性能还原功能，渗透性； • 由于受到条件限制，一般路面坑槽的修补质量不如大 面积施工的好，特别是冷拌混合料，表面加固功能； • 要有足够的耐久性； • 新一代封层材料需要具有渗透和表面加固兼具抗滑和 耐久的性能----渗固型路面封层。
柴油对路面的影响
• 路面接触柴油后，强 度降低； • 柴油的滴落量越多， 对路面的影响越严重。
渗固封层对柴油的隔离效果
使用渗固封层后柴油基本对路面没有影响！
环氧树脂剂量的影响
所选剂量是合适的（4/7~5/7）！
封层材料的路面性能评价
华南理工大学路表面功能加速加载试验评价系统
• 三种材料：普通微表处、 乳化沥青中加3%水性环氧 树脂的微表处、渗固封层 加砂； • 检测指标：摩擦系数、构 造深度、重量损失
新一代路面养护技术—— 基于水性环氧材料的路面养护技术 研究与应用
华南理工大学王端宜教授/博导
关于路面预防性养护
• 道路行业已广泛接受预防性养护理念
– 改善路面性能 – 延长路面使用寿命
• 随着我国沥青路面结构不断加强，疲劳损 坏已很少发生，主要的破坏类型为：车辙、 裂缝、坑槽、功能性问题（抗滑）； • 现有预防性养护措施并不能有效地预防这 类问题，以及寿命短、副作用等问题。
封层的渗透深度评价
（1）贯入强度的峰值所对应的 贯入深度随封层涂抹量的增 加而增加，这在一定程度上 反映了封层渗透量和渗透深 度对贯入强度的影响； （2）如果将涂抹封层的试件荷 载-贯入深度曲线与未涂抹封 层试件的荷载-贯入深度曲线 的交点对应的贯入深度定义 为封层的影响范围或名义渗 透深度，则封层的渗透深度 与封层的涂抹量呈线性关系， 如图所示，这个关系在某种 意义上与达西定律是一致的。
渗固型封层的应用
韶贛高速公路抗滑性能改善
渗固型封层的应用：改善隧道内 水泥混凝土路面抗滑性能
再造路面微观结构！处理前摩擦系数BPN=40， 处理后BPN＞80，使用一年后BPN＞70。
隧道口等特殊路段彩色化处理
结论
1、柴油对沥青混合料试件的具有腐蚀效果，能降低其强度；且强 度随柴油涂抹量的增加而降低； 2、渗固封层对柴油能起到抗腐蚀作用，且渗固封层在防止柴油的 腐蚀下，还能提高沥青混合料作的贯入强度，柴油用量的多少对涂抹 渗固封层后的沥青混合料试件的贯入强度影响不大。 3、涂抹同等柴油量的情况下，涂抹渗固封层再涂抹柴油的试件比 只涂抹柴油的试件贯入强度高的多，说明渗固封层对柴油的抗腐蚀作 用良好，渗固封层能有效预防柴油对沥青路面的污染。 4、渗固封层对沥青混合料能起到浅表固化的作用，且渗固封层用量的 多少对沥青混合料试件的贯入强度影响较大，一般渗固封层用量越大， 浅表固化效果越好，贯入强度越高。 5、涂抹同等渗固封层量的情况下，涂抹第二配合比渗固封层的试 件比涂抹第一配合比渗固封层的试件贯入强度稍微高一点，但优势 不明显，说明第二配合比渗固封层对沥青混合料的浅表固化作用比 原配合比提升的极为有限，在考虑经济原因的情况下，还是选择原 配合比的渗固封层为第一选择。