密西西比州运输部(MDOT)与奥本大学的国家沥青技术中心(NCAT)合作,在路面保存与养护方法研究方面又向前迈出了一步。由材料工程师Jeff Curtis领导的密西西比团队包括沥青实验室工程师Cass Coon和土壤实验室工程师William Sullivan。NCAT的核心团队由博士后研究员Raquel Moraes博士领衔,包括新测试车道管理者Jason Nelson和助理研究工程师Grant Julian沥青网sinoasphalt.com。
这个团队最近的工作开始于NCAT试验车道附近的North Paddock的一组试验段,之后继续2018年研究周期在S03试验段的工作。他们将沥青路面再生剂类雾封材料Delta Mist应用于试验段,研究如何进行持久、恢复道路活力的雾封处理。
关于NCAT试验车道
NCAT试验车道是沥青路面的国家研究试验场,对由46条约长200英尺的试验段组成的1.7英里椭圆形车道的研究由公路机构和运输行业提供资金。
AsphaltPro杂志在2016年1月对总部位于马萨诸塞州威尔明顿的Collaborative Aggregates公司的Delta S再生剂背后的生物化学进行了深入讨论。之后,Warner Babcock绿色化学研究所和Collaborative Aggregates公司合作开发了Delta Mist,一种喷涂于局部的渗透性沥青路面再生剂。它用于帮助修复阳光和空气对路面沥青结合料的损害。当被喷洒到路面上时,这种改性剂会渗入沥青结合料的分子里,修复氧化损坏。在固化的过程中,它重新建立了“再生的”沥青结合料与骨料之间的粘合。这有助于使沥青结合料和骨料之间的粘合恢复到稳定状态。Delta Mist是100%的植物制剂,不含沥青。
来自NCAT的Moraes博士称,再生雾封层——即雾封层和沥青再生剂(asphalt rejuvenators)的组合,是一种低成本的选择,可以延缓道路表面的退化。她写道:“雾封层由缓慢凝固的沥青乳液组成,用1-4等份的水稀释,并在现有路面上以0.06-0.13 gal/yd2(约0.32-0.65 L/m2)的用量施加,而不使用覆盖骨料。雾封材料渗入现有沥青路面的表面,除了裹覆集料颗粒之外,还填封道路表面的微小裂缝和孔隙。”
关于石油或生物基再生剂,她写道:“它们通过重新平衡沥青质与可溶质(软沥青质)的比例来恢复老化沥青结合料的化学成分。再生剂的目的是渗透到路面中,软化沥青结合料,改善其柔韧性,并降低内聚破坏的可能性。此外,再生剂还可以最大限度地减少由氧化引起的未来老化。因此,再生剂类雾封材料适用于处治路面松散和老化。”
路面保存与再生协会(PPRA)对雾封层的定义是——“一种单一的(通常是轻量的)应用,它将雾状乳化沥青施加到现有的沥青路面表面。”雾封层通常用于路面状况指数(PCI)为70或更高的路面,即表面因风化作用而略微氧化的沥青路面。
标准路面状况指数(PCI)评定,来源:ISSA
如果路面氧化略多(PCI为70-85),公路机构可能会选择再生乳液。PPRA的网站解释说:“当表面受损水平高于通常该用碎石封层或雾封层处治的标准时,可以将再生乳液用作雾封材料。”
在开始再生雾封层项目之前,试验段将帮助您获得正确的参数。当然,最好选择评分和路面状况与你的项目接近的路段做试验。NCAT的研究人员使用最佳做法,在2018年8-9月期间为田纳西州和密西西比州运输部测试了8种沥青再生剂,旨在从中筛选用于2018年NCAT研究周期资助路段的表面处治的再生剂。他们实现了目标,密西西比州运输部从中选择2种再生剂做试验。
试验段路面状况指数是70-80,采用再生雾封层处治,施用量为0.45 L/m2
NCAT的团队根据他们在工作之前经历的天气模式总结了这些步骤。当需要将再生雾封层应用于S03试验段时,奥本地区经历了阴雨天。他们不得不等待天气放晴和路面变得干燥。
位置、天气、交通负荷和路面状况是决定是否适合用再生雾封层处治路面的因素。为了建设耐用的沥青路面表面封层,决定应用是否成功的关键因素是现有路面的条件、施用量、残余沥青结合料含量、恰当的洒布操作、乳液破乳和凝固时间。此外,必须考虑以下路面表面特征:清洁度、使用时间、结构和路面类型。接受表面处治的路面不应残留任何可能抑制粘合的物质。在这次研究中,在喷洒Delta Mist之前,表面的清洁工作是通过手动和机械扫帚完成的。
雾封层的设计目标是改善表面外观和填封轻微的裂缝;它填补表面孔隙,抑制路面松散。应用雾封层的目的不是为了多加一层结构,而是让路面延长2-4年的使用寿命,给道路业主或州县管理部门更多的时间准备更大、更昂贵的维修。NCAT团队说,通过选择再生雾封层处治,公路机构有望恢复“沥青结合料中被氧化的组成部分,进一步减缓老化和氧化的速度”。
随着2018年车道测试段的ESAL增加,NCAT的研究人员将继续为密西西比州运输部和相关各方更新再生雾封层的进展。