一种沥青路面再生封层材料渗透性能评价方法与流程

本发明是一种评价沥青路面再生封层材料渗透效果的试验方法，属于公路路面材料性能试验方法技术领域，涉及一种沥青路面再生封层材料性能测试方法，特别是一种沥青路面再生封层材料渗透性能评价方法。

背景技术：

为了延长路面寿命、提高路面性能、减少行车延误、确保养护措施的效益费用比，通常需要对现有道路进行必要的维护投资和养护活动。沥青路面的养护工作一般可分为预防性养护和矫正性养护。所谓矫正性养护，就是传统意义上的修补路面的局部损害或对某些特定病害进行的养护作业，通常适用于路面已经发生局部的结构性破损，但还没有波及全局的情况，显然这是一种事后、被动的养护方式，各种局部病害积累起来将形成全局性的结构性破坏，最终导致昂贵的修复(大修)工程。而预防性养护是在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用-效益比的养护策略。其在没有提高路面结构承载的情况下，延迟路面的损坏，维持或改善路面现有通车条件，通过延长原有路面的使用寿命来推迟昂贵的大修和重建活动，通常适用于没有发生损坏或只有轻微缺陷和病害的路面。也可以说，预防性养护就是指在道路使用状况衰减的初期，在最适当的时机，应用最适当的预防性养护措施，以最小的寿命周期成本，最大程度地延缓路况退化。

再生封层、雾封层、沥再生等技术是常见的预防性养护措施。通过将再生封层材料、雾封层材料和沥再生材料喷洒到沥青路面，进而渗透进入路面内部：一是可以补充路面面层沥青活性成分的损失，恢复沥青各组分的原始平衡，从而恢复沥青的柔性与弹性，提高沥青混合料整体性能；二是可以修复路面的早期老化病害，如毛细裂缝、松散、离析、麻面、缺油、颜色发白等病害，延长路面的使用寿命；三是路面面层沥青在再生封层材料的作用下软化膨胀，进而填充路表面结构中的空隙，有效地隔绝空气、水对路表面层及下面层的氧化和侵蚀，达到路面防水、抗紫外线的密封作用。这些材料和技术发挥作用的基本前提是必须具有良好的渗透性能，能够渗透进入沥青路面内部。较差的渗透性会导致材料滞留于路表，降低路面构造深度，从而影响路面抗滑性能，妨碍交通安全。

目前，尚无关于再生封层类材料渗透能力(扩散能力)这一性能的的评价方法，因而很难对不同再生封层材料的性能做出统一准确的判断。

技术实现要素：

本发明为解决上述现有技术存在的问题，提供了的一种沥青路面再生封层材料渗透性能评价方法。其技术方案如下：

所述评价方法，包括以下步骤：

1)取n+1只铝皮试验管，向每只铝皮试验管中加入熔化的老化沥青，竖立放置并自然冷却至室温；标记冷却后老化沥青表面距离铝皮试验管管口深度的刻度ha，自ha向下5-10mm标记起始刻度h0，自h0向下30mm-50mm标记截取刻度h1；

2)对冷却后的每只铝皮试验管中再加入油性再生封层材料或水性再生封层材料的蒸发残留物，得到n+1只试验管样品；

3)将n只试验管样品置于80～140℃的加热设备中加热，且加热时间各不相同，分别为t1、t2、……、tn，n为置于加热设备中试验管样品只数，未置于加热设备的一试验管样品加热时间记为t0，t0＝0；加热后取出自然冷却至室温；

4)截取各试验管样品中的h0～h1部分，并对截取部分加热熔化且搅拌混合均匀，形成n+1个测试样品，对各测试样品进行软化点试验，测得各测试样品的软化点ts0、ts1、ts2、ts3、……、tsn，按下式计算得到评价再生封层材料渗透性能的渗透指数pei：

本发明的进一步设计在于：

所述水性再生封层材料的蒸发残留物为水性再生封层材料蒸发水分后残留的高沸点油性物质。

所述老化沥青为沥青路面回收混合料中的回收沥青或采用道路石油沥青通过模拟老化过程得到的沥青。

所述模拟老化过程得到的沥青为将道路石油沥青放入薄膜烘箱或旋转薄膜烘箱加热并进行压力老化得到的沥青。

所述软化点试验是按照jtge20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中t0606-2011沥青软化点试验进行。

所述向每只铝皮试验管中加入熔化的老化沥青为铝皮试验管容量30～90％；加入再生封层材料蒸发残留物的质量与加入老化沥青的质量比为1:20～3:10。

所述铝皮试验管管径为25mm，长度为140mm；所述向每只铝皮试验管中加入熔化的老化沥青质量为50g；加入的再生封层材料蒸发残留物质量为5g。

所述向每只铝皮试验管中加入熔化的老化沥青为铝皮试验管容量60％；加入再生封层材料蒸发残留物的质量与加入老化沥青的质量比为1:10。

置于加热设备中的试验管样品数n为3～7。

所述截取各试验管样品中h0～h1部分是通过加热刮刀的切割得到。

由此本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明通过在铝皮试验管放置熔化的老化沥青并在其冷却后加入再生封层材料，用于模拟沥青路面洒布再生封层材料的状况，形成试验管样品，由于铝皮易剪切，截取试验管样品的其中一段变得简便易行；

本发明通过加热试验管样品加速再生封层材料渗透扩散，快速获得的渗透性能的结果；通过剪切试验管样品的对应段获得渗透有再生封层材料的对应路面材料，从而可对不同再生封层材料的渗透性能做出基于同一条件下的渗透性能评价，使评价的指标更科学可靠；

本发明依据再生封层材料渗透能力强弱与实验条件下老化沥青的软化点下降速度呈正相关现象，用测试样品的软化点下降速度来表征评价材料渗透能力，使评价指标简洁，易于施行，便于推广。

附图说明：

图1为实施例一再生封层材料渗透试验示意图；

其中，a-油性再生封层材料或水性再生封层材料的蒸发残留物；b-老化沥青。

具体实施方式：

以下实施例采用由苏交科集团股份有限公司生产的rs-1、rs-2、rs-3、rs-4和rs-5五种再生封层材料，其中rs-1、rs-4和rs-5为水性再生封层材料，rs-2、rs-3为油性再生封层材料。使用水性再生封层材料时需蒸发去除水分得到对应残留的高沸点油性物质，即水性再生封层材料蒸发残留物。水性再生封层材料蒸发残留物的获取可按照jtge20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》t0651-1993乳化沥青蒸发残留物含量试验方法进行。对上述三种水性再生封层材料分别蒸发去除水分后，得到对应残留的高沸点油性物质，即水性再生封层材料蒸发残留物。

以下实施例从由rs-1再生封层材料中得到水性再生封层材料蒸发残留物中提取一个样品，记做样品一；从rs-2油性再生封层材料中提中取一个样品，记做样品二；从由rs-3油性再生封层材料中提中取一个样品，记做样品三；从由rs-4再生封层材料中得到水性再生封层材料蒸发残留物中提取两个样品，记做样品四、样品六；从由rs-5再生封层材料中得到水性再生封层材料蒸发残留物中提取两个样品，记做样品五、样品七；

实施例一:

本实施例的一种沥青路面再生封层材料渗透性能评价方法，其具体步骤为：

1、取6只沥青离析试验铝皮试验管，每只铝皮试验管的管径为25mm，长度为140mm；向每只中加入50g160℃的老化沥青a，该老化沥青a为沥青路面回收混合料中的回收沥青，约占铝皮试验管容量的60％；再将各只铝皮试验管竖立放置并冷却至室温，避免冷却后老化沥青表面倾斜。然后用游标卡尺测出各管口至冷却后老化沥青表面的深度，并在铝皮试验管外侧标记该深度刻度ha；接着沿深度刻度ha向下5mm记为起始刻度h0，自h0向下30mm记为截取刻度h1，如图1所示。

2、对冷却后的每只铝皮试验管中加入样品一5g，得到6只试验管样品。

3、除其中一只试验管样品外，将其余5只试验管样品分别竖立置放于100℃烘箱中，各只加热保温时间分别为t1、t2、t3、t4和t5；其中，t1＝1小时，t2＝2小时，t3＝3小时，t4＝4小时，t5＝5小时；未置于烘箱内的试验管样品加热时间记为t0，t0＝0小时；加热后取出冷却至室温。

4、用加热过的高温刮刀截取各试验管样品h0～h1部分，h0～h1部分的高度为30mm，制作6个测试样品；并以160℃温度加热熔化并搅拌混合均匀，再参照jtge20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的t0606-2011沥青软化点试验(环球法)分别进行测试，得到各测试样品的软化点，分别记为ts0、ts1、ts2、ts3、ts4和ts5。其中，未置于烘箱内的测试样品的软化点为ts0。

对应于样品一的6个测试样品的软化点如下表所示：

再按下式计算所取再生封层材料的渗透指数pei，pei越大，渗透性能越好：

渗透指数pei1＝0.9。

实施例二：

本实施例的一种沥青路面再生封层材料渗透性能评价方法，其具体步骤为：

1、取6只沥青离析试验铝皮试验管，每只铝皮试验管的管径为25mm，长度为140mm；向每只中加入50g160℃的老化沥青a，该老化沥青a为沥青路面回收混合料中的回收沥青，约占铝皮试验管容量的60％；再将各只铝皮试验管竖立放置并冷却至室温，避免冷却后老化沥青表面倾斜。然后用游标卡尺测出各管口至冷却后老化沥青表面的深度，并在铝皮试验管外侧标记该深度刻度ha；接着沿深度刻度ha向下5mm记为起始刻度h0，自h0向下30mm记为截取刻度h1，如图1所示。

2、对冷却后的每只铝皮试验管中加入样品二5g，得到6只试验管样品。

3、除其中一只试验管样品外，将其余5只试验管样品分别竖立置放于100℃烘箱中，各只加热保温时间分别为t1、t2、t3、t4和t5；其中，t1＝1小时，t2＝2小时，t3＝3小时，t4＝4小时，t5＝5小时；未置于烘箱内的试验管样品加热时间记为t0，t0＝0小时；加热后取出冷却至室温。

4、用加热过的高温刮刀截取各试验管样品h0～h1部分，h0～h1部分的高度为30mm，制作6个测试样品；并以160℃温度加热熔化并搅拌混合均匀，再参照jtge20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的t0606-2011沥青软化点试验(环球法)分别进行测试，得到各测试样品的软化点，分别记为ts0、ts1、ts2、ts3、ts4和ts5；其中，未置于烘箱内的测试样品的软化点为ts0；

对应于样品二的6个测试样品的软化点如下表所示：

再按下式计算所取再生封层材料的渗透指数pei，pei越大，渗透性能越好：

渗透指数pei2＝0.3。

实施例三：

本实施例的一种沥青路面再生封层材料渗透性能评价方法，其具体步骤为：

1、取6只沥青离析试验铝皮试验管，每只铝皮试验管的管径为25mm，长度为140mm；向每只中加入50g160℃的老化沥青a，该老化沥青a为沥青路面回收混合料中的回收沥青，约占铝皮试验管容量的60％；再将各只铝皮试验管竖立放置并冷却至室温，避免冷却后老化沥青表面倾斜。然后用游标卡尺测出各管口至冷却后老化沥青表面的深度，并在铝皮试验管外侧标记该深度刻度ha；接着沿深度刻度ha向下5mm记为起始刻度h0，自h0向下30mm记为截取刻度h1，如图1所示。

2、对冷却后的每只铝皮试验管中加入样品三5g，得到6只试验管样品。

3、除其中一只试验管样品外，将其余5只试验管样品分别竖立置放于100℃烘箱中，各只加热保温时间分别为t1、t2、t3、t4和t5；其中，t1＝1小时，t2＝2小时，t3＝3小时，t4＝4小时，t5＝5小时；未置于烘箱内的试验管样品加热时间记为t0，t0＝0小时；加热后取出冷却至室温。

4、用加热过的高温刮刀截取各试验管样品h0～h1部分，h0～h1部分的高度为30mm，制作6个测试样品；并以160℃温度加热熔化并搅拌混合均匀，再参照jtge20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的t0606-2011沥青软化点试验(环球法)分别进行测试，得到各测试样品的软化点，分别记为ts0、ts1、ts2、ts3、ts4和ts5；其中，未置于烘箱内的测试样品的软化点为ts0；

对应于样品三的6个测试样品的软化点如下表所示：

再按下式计算所取再生封层材料的渗透指数pei，pei越大，渗透性能越好：

渗透指数pei3＝0。

实施例四：

本实施例的一种沥青路面再生封层材料渗透性能评价方法，其具体步骤为：

1、取4只沥青离析试验铝皮试验管，每只铝皮试验管的管径为25mm，长度为140mm；向每只中加入50g160℃老化沥青a，该老化沥青a为沥青路面回收混合料中的回收沥青，约占铝皮试验管容量的60％；再将各只铝皮试验管竖立放置并冷却至室温，避免冷却后老化沥青表面倾斜。然后用游标卡尺测出各管口至冷却后老化沥青表面的深度，并在铝皮试验管外侧标记该深度刻度ha；接着沿深度刻度ha向下5mm记为起始刻度h0，自h0向下30mm记为截取刻度h1，如图1所示。

2、对冷却后的每只铝皮试验管中加入样品四5g，得到4只试验管样品。

3、除一试验管样品外，将其余3只试验管样品分别竖立置放于100℃烘箱中，加热保温时间分别为t1、t2和t3；其中，t1＝2小时，t2＝4小时，t3＝6小时；未置于烘箱内的试验管样品加热时间记为t0，t0＝0；加热后取出冷却至室温。

4、用加热过的高温刮刀截取各试验管样品h0～h1部分，h0～h1部分的高度为30mm，制作4个测试样品；并以160℃温度加热熔化并搅拌混合均匀，再参照jtge20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的t0606-2011沥青软化点试验(环球法)分别进行测试，得到各测试样品的软化点，分别记为ts0、ts1、ts2和ts3，其中，未置于烘箱内的测试样品的软化点为ts0；

对应于样品四的4个测试样品的软化点如下表所示：

再按下式计算所取再生封层材料的渗透指数pei，pei越大，渗透性能越好：

渗透指数pei4＝0.08。

实施例五：

本实施例的一种沥青路面再生封层材料渗透性能评价方法，其具体步骤为：

1、取8只沥青离析试验铝皮试验管，每只铝皮试验管的管径为25mm，长度为140mm；向每只中加入50g160℃老化沥青a，该老化沥青a为沥青路面回收混合料中的回收沥青，约占铝皮试验管容量的60％；再将各只铝皮试验管竖立放置并冷却至室温，避免冷却后老化沥青表面倾斜。然后用游标卡尺测出各管口至冷却后老化沥青表面的深度，并在铝皮试验管外侧标记该深度刻度ha；接着沿深度刻度ha向下5mm记为起始刻度h0，自h0向下30mm记为截取刻度h1，如图1所示。

2、对冷却后的每只铝皮试验管中加入样品五5g，得到8只试验管样品。

3、除一试验管样品外，将其余7只试验管样品分别竖立置放于100℃烘箱中，加热保温时间分别为t1、t2、t3、t4、t5、t6和t7；其中，t1＝0.5小时，t2＝1小时，t3＝1.5小时，t4＝2小时，t5＝2.5小时，t6＝3小时，t7＝3.5小时；未置于烘箱内的试验管样品加热时间记为t0，t0＝0；加热后取出冷却至室温。

4、用加热过的高温刮刀截取各试验管样品h0～h1部分，h0～h1部分的高度为30mm，制作8个测试样品；并以160℃温度加热熔化并搅拌混合均匀，再参照jtge20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的t0606-2011沥青软化点试验(环球法)分别进行测试，得到各测试样品的软化点，分别记为ts0、ts1、ts2、ts3、ts4、ts5、ts6和ts7，其中，未置于烘箱内的测试样品的软化点为ts0；

对应于样品五的8个测试样品的软化点如下表所示：

再按下式计算所取再生封层材料的渗透指数pei，pei越大，渗透性能越好：

渗透指数pei5＝0.57。

结合实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5，渗透指数pei1＝0.9，pei2＝0.3，pei3＝0.0，pei4＝0.08，pei5＝0.57。据此判断五组样品对应再生封层材料的渗透性能强弱为：rs-1>rs-5>rs-2>rs-4>rs-3。

实施例六:

本实施例的一种沥青路面再生封层材料渗透性能评价方法，其具体步骤为：

1、取6只沥青离析试验铝皮试验管，每只铝皮试验管的管径为25mm，长度为140mm；向每只中加入80g160℃的老化沥青，该老化沥青为采用道路石油沥青通过模拟老化过程得到的沥青；模拟老化过程得到的沥青为将道路石油沥青放入薄膜烘箱加热并进一步进行压力老化得到的沥青，约占铝皮试验管容量的90％；再将各只铝皮试验管竖立放置并冷却至室温，避免冷却后老化沥青表面倾斜。然后用游标卡尺测出各管口至冷却后老化沥青表面的深度，并在铝皮试验管外侧标记该深度刻度ha；接着沿深度刻度ha向下7mm记为起始刻度h0，自h0向下50mm记为截取刻度h1。

2、对冷却后的每只铝皮试验管中加入样品六24g，得到6只试验管样品。

3、除其中一只试验管样品外，将其余5只试验管样品分别竖立置放于80℃烘箱中，各只加热保温时间分别为t1、t2、t3、t4和t5；其中，t1＝1小时，t2＝2小时，t3＝3小时，t4＝4小时，t5＝5小时；未置于烘箱内的试验管样品加热时间记为t0，t0＝0小时；加热后取出冷却至室温。

4、用加热过的高温刮刀截取各试验管样品h0～h1部分，h0～h1部分的高度为50mm，制作6个测试样品；并以160℃温度加热熔化并搅拌混合均匀，再参照jtge20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的t0606-2011沥青软化点试验(环球法)分别进行测试，得到各测试样品的软化点，分别记为ts0、ts1、ts2、ts3、ts4和ts5；其中，未置于烘箱内的测试样品的软化点为ts0；

对应于样品六的6个测试样品的软化点如下表所示：

再按下式计算所取再生封层材料的渗透指数pei，pei越大，渗透性能越好：

样品六的渗透指数pei6＝0.1。

实施例七：

本实施例的一种沥青路面再生封层材料渗透性能评价方法，其具体步骤为：

1、取6只沥青离析试验铝皮试验管，每只铝皮试验管的管径为25mm，长度为140mm；向每只中加入25g160℃的老化沥青，该老化沥青为采用道路石油沥青通过模拟老化过程得到的沥青；模拟老化过程得到的沥青为将道路石油沥青放入旋转薄膜烘箱加热并进一步进行压力老化得到的沥青，约占铝皮试验管容量的30％；再将各只铝皮试验管竖立放置并冷却至室温，避免冷却后老化沥青表面倾斜。然后用游标卡尺测出各管口至冷却后老化沥青表面的深度，并在铝皮试验管外侧标记该深度刻度ha；接着沿深度刻度ha向下10mm记为起始刻度h0，自h0向下40mm记为截取刻度h1。

2、对冷却后的每只铝皮试验管中加入样品七1.25g，得到6只试验管样品。

3、除其中一只试验管样品外，将其余5只试验管样品分别竖立置放于140℃烘箱中，各只加热保温时间分别为t1、t2、t3、t4和t5；其中，t1＝1小时，t2＝2小时，t3＝3小时，t4＝4小时，t5＝5小时；未置于烘箱内的试验管样品加热时间记为t0，t0＝0小时；加热后取出冷却至室温。

4、用加热过的高温刮刀截取各试验管样品h0～h1部分，h0～h1部分的高度为40mm，制作6个测试样品；并以160℃温度加热熔化并搅拌混合均匀，再参照jtge20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的t0606-2011沥青软化点试验(环球法)分别进行测试，得到各测试样品的软化点，分别记为ts0、ts1、ts2、ts3、ts4和ts5；其中，未置于烘箱内的测试样品的软化点为ts0；

对应于样品七的6个测试样品的软化点如下表所示：

再按下式计算所取再生封层材料的渗透指数pei，pei越大，渗透性能越好：

样品七的渗透指数pei7＝0.6。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其方法，而非用于限制本发明。任何所属技术领域在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下对上述实施例所进行的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。