防渗水性能:STAR-SEAL在中国境内施工面积已经超过700万平,渗水率检测数据几乎都为0。近年来专家学者提出了一种新的TOP-DOWN理论观点,即认为许多裂缝是从路表面开始逐渐向下发展,通称为“表面裂缝”,通过对发生损坏的路面钻孔发现,有相当部分的路面裂缝属于这种表面裂缝,STAR-SEAL解决的就是这类裂缝,因此要求材料具备很好的防渗水性能,能够封住表面,形成保护层,隔绝水分渗入的通道,减缓路面破损率,从源头上消除水损害隐患。
防渗水性能室内测试表
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试验项目 |
涂刷前渗水系数(ml/min) |
涂刷后渗水系数(ml/min) |
渗水降低程度 |
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涂刷一层STAR-SEAL |
111.7 |
12.3 |
89% |
★ 下图表明涂有封涂层的板浸入水中一个星期的吸水量
★ 此测试模拟了封涂层长时间暴露于潮湿条件下的情况
抗老化性能:有效阻止紫外线的氧化和分解。下图为在AH-70基质沥青中加入STAR-SEAL后观测,放入60℃的烘箱中持续加热,每隔10天测定其指标变化,以针入度为指标标准。10天后针入度比基质沥青高了28%,40天后针入度提高了8%,针入度提高幅度较为明显,即掺加STAR-SEAL后可以延缓沥青的老化。
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类别 |
基质沥青 |
基质沥青掺加
5%的STAR-SEAL |
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测试日期 |
2006年11月21日 |
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针入度 |
66.7 |
56.3 |
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测试日期 |
2006年12月1日 |
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针入度 |
50.3 |
64.3 |
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测试日期 |
2006年12月11日 |
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针入度 |
49.3 |
51.7 |
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测试日期 |
2006年12月21日 |
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针入度 |
42.7 |
43.3 |
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测试日期 |
2007年1月1日 |
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针入度 |
26.7 |
28.7 |
延缓沥青老化能力表
另外抗老化性还表现在对于已经老化的沥青有轻微的还原功能,表现为下图的针入度变大,软化点降低,延度变大。
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基质沥青 |
基质沥青老
化2周期后 |
老化2周期+4.4%STAE-SEAL |
老化2周期+8.8%STAE-SEAL |
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针入度(0.1mm) |
81.0 |
45.3 |
46.8 |
47.8 |
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10℃延度(cm) |
>100 |
8.9 |
8.9 |
9.0 |
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软化点(℃) |
47.2 |
54.0 |
53.5 |
53.5 |
还原老化沥青能力表
(摘自交通部工程检测中心检测报告)
另一种方法是采用劈裂试验方法。本课题采用间接抗拉试验即劈裂试验来评价沥青混合料的老化程度,2008年5月和2009年5月分别从试验段落钻取芯样,对规定尺寸的圆柱体试件,通过一定宽度的圆弧形压条施加荷载,将试件劈裂直至破坏的试验,是评价沥青混合料力学特性的常用试验。适用于测定沥青混合料在规定温度和加载速率时劈裂破坏或处于弹性阶段时的力学性能,2008年5月和2009年5月的试验结果见表3-9和表3-10,试验温度25℃。

(式3-2)

(式3-3)

(式3-4)

(式3-5)
式中:

——劈裂抗拉强度,MPa;

——破坏拉伸应变;

——破坏劲度模量,MPa;

——泊松比;

——试验荷载的最大值,N;

——试件相应于最大破坏荷载时的水平方向的总变形,mm;

——试件相应于最大破坏荷载时的垂直方向的总变形,mm;

——试件高度,mm。
表3-9 2008年5月劈裂试验结果
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混合料类型 |
破坏荷载
(N) |
劈裂强度
(MPa) |
( ε) |
劲度模量
(MPa) |
备注 |
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路面结构 |
沥青类型 |
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AK-13 |
SBS |
9563 |
1.37 |
6437 |
523 |
已喷洒 |
|
SBS |
10037 |
1.62 |
6212 |
602 |
未喷洒 |
|
SMA-13 |
SBS |
10447 |
1.54 |
6114 |
491 |
已喷洒 |
|
SBS |
11886 |
1.67 |
6013 |
578 |
未喷洒 |
表3-10 2009年5月劈裂试验结果
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路面结构 |
桩号 |
方向 |
破坏荷载
(N) |
劈裂强度
(MPa) |
破坏拉伸应变
( ε) |
劲度模量
(MPa) |
劲度模量平均值
(MPa) |
备注 |
|
AK-13 |
K126+000 |
上行 |
9705 |
1.52 |
7036 |
436 |
559 |
已喷洒 |
|
K200+400 |
上行 |
11055 |
1.68 |
5201 |
651 |
|
K200+450 |
上行 |
8823 |
1.36 |
4658 |
590 |
|
K125+350 |
上行 |
9828 |
1.63 |
4009 |
820 |
846 |
未喷洒 |
|
K125+400 |
上行 |
10159 |
1.75 |
3178 |
1112 |
|
K199+780 |
上行 |
12151 |
1.81 |
5102 |
718 |
|
K199+800 |
上行 |
11145 |
1.80 |
4932 |
736 |
|
SMA-13 |
K167+350 |
上行 |
6906 |
1.07 |
4692 |
462 |
470 |
已喷洒 |
|
K167+400 |
上行 |
10842 |
1.53 |
6461 |
478 |
|
K138+450 |
上行 |
9126 |
1.56 |
4971 |
633 |
600 |
未喷洒 |
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K166+800 |
上行 |
9835 |
1.50 |
5318 |
568 |
试验结果分析:
(1)雾封层措施能有效减少路表与大气接触的部分,防止沥青分子结构发生触变导致硬化,较好的防止沥青混合料长期老化。
(2)从2008年5月份的检测数据得出AK-13劲度模量由喷洒前的602MPa,降低到喷洒后的523MPa,降幅达到13.1%;SMA-13劲度模量由喷洒前的578MPa,降低到喷洒后的491MPa,降幅达到15.1%。
(3)从2009年5月份的检测数据得出AK-13劲度模量由喷洒前的846MPa,降低到喷洒后的559MPa,降幅达到33.9%;SMA-13劲度模量由喷洒前的600MPa,降低到喷洒后的470MPa,降幅达到21.7%。
(4)说明SUPREME雾封层的防老化性能优越,随着使用年限的延长,其抗老化性能表现的越来越明显。
(5)劈裂试验是一种有效评价沥青混合料抗老化性能的方法,沥青混合料老化后劈裂强度增大,破坏拉伸应变减小,相应的劲度模量增大。
防油性:STAR-SEAL采用高温精炼煤焦油沥青为主要原料之一,煤焦油沥青直接隔绝了柴汽油对沥青的损伤,便于清洗,雨后不仅不渗水,还自动冲洗了各种柴汽油和化学物质。
耐油污性能室内测试表
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试件描述 |
动稳定度(次/mm) |
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未涂刷任何材料的原始试件 |
3303 |
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原始试件上表面涂刷机油 |
1981 |
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原始试件上表面涂刷柴油 |
2384 |
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原始试件上表面涂刷STAR-SEAL后再涂刷机油 |
2241 |
|
原始试件上表面涂刷STAR-SEAL后再涂刷柴油 |
2890 |
表中可见涂刷STAR-SEAL后,动稳定度升高约21.2%,动稳定度升高说明该材料在柴油中不容易溶解,能够起到保护作用,阻隔柴油分子与易溶于柴油的沥青发生反应,该材料的抵抗油污侵蚀的能力强;反之动稳定度降低说明该材料本身就溶于柴油,部分材料被溶解反应消耗掉,只有少部分的材料起到保护作用,导致下面的沥青层被柴油溶解,混合料组成结构发生变化,表现为动稳定度的降低。
防化学物质:冬天北方高速公路会被大学覆盖,融雪剂对道路的腐蚀同样严重,Supreme可以隔绝100多种不同的油类、盐类、酸类、酒精、气体、底基物质对路面的损伤。
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溶液
脂肪族的碳化氢
矿物精神
V M& P 挥发油
汽油
戊完 |
盐
硫酸铝
明矾
氨盐基氯化物
氨盐基硝酸盐
氨盐基磷酸盐
氨盐基硫酸盐
钡硫酸盐
盐水
钙氯化物
铜硫酸盐
英国 Surrey 州的市镇盐
铁的氯化物
铁的硫酸盐
Glauber 的盐
镁氯化物
水银的氯化物
钾碳酸盐
钾硝酸盐
钠硝酸盐
氯化钠
钠重碳酸盐
钠碳酸盐
钠硫酸盐
钠硝酸盐
Trisodium 磷酸盐
锌氯化物锌硫酸盐
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酸
腌酸
单宁的酸
硫磺酸
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底基
氨
氨盐基氢氧化物
腐蚀剂 Potast
腐蚀剂苏打
盖灰钠氢氧化物
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酒精
啤酒
酒
威士忌酒
甲醇
乙醇
Butanol
谷粒酒精
Propanol
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其他
反冻结
打-糖的酒
蔗糖酒
漂白解决
蓝色的 Vitrol
硼砂
石灰的氯化物
铜解决
Ehylene 乙二醇
甲醛
果汁
Galatine
葡萄糖
胶
水银
牛奶
糖蜜
印刷墨水
肥皂
硫磺
传输液体
水/蒸馏水
挡风玻璃清洗液
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油
调味品 Il
中国木材油
玉黍蜀 Oik
棉籽油
弄干油
食品油
亚麻仁油
润滑油
石油油
蔬菜油
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酸
醋的酸
冰的醋酸
醋
酸矿水域
硼酸
柠檬的酸
脂肪酸 Hyrdofluoric 酸
Muriatic 酸
油的酸
醋浆草的酸
采自棕榈的酸
Phosphoric 酸
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气体
空气
二氧化碳
氢
惰性的瓦斯
氢硫化物
甲烷
氮
丙烷
硫磺二氧化物
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反化学物质表
防裂性能:对裂缝有明显效果,同时对SFC(横向力系数)也有一定作用。
京秦高速调查数据
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指标 |
第一年 |
第二年 |
第三年 |
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SFC横向力系数 |
69 |
62.1 |
58.9 |
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CR(%)裂缝率 |
0.0532 |
0.632 |
1.324 |
环保性:苯,甲苯和二甲苯类物质为0;铅、铬、镉、汞等重金属含量微小;检验结果大大小于室内装修材料标准,有芳香气味。
防滑性能:抗滑试验要在各种材料干燥以后再进行抗滑检测,和其他材料相比,STAR-SEAL对摩擦力的提升贡献显著,且持续时间较久。
抗滑性能室内测试表
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试件类型 |
涂刷前20℃摆值(BPN) |
涂刷后20℃摆值(BPN) |
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试件表面涂刷一层STAR-SEAL |
50 |
58 |
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试件表面涂刷一层其他雾封材料 |
51 |
45 |
下图为Supreme做在光滑金属模板上的效果,可以看到表面如同砂纸般粗糙不平,所以当做在有构造深度的沥青表面上,摩擦系数会更大。
粘附力和耐久性:实验室中可以承受千余次的来回金属丝刮擦测试,实际案例中根据交通量可以保证3-5年的有效性,并且在表面材料磨掉后其防水防油等性能还可以持续1-2年,因为裂缝和凹陷处的材料很难被磨掉,所以实际的寿命可达4-6年,正常的交通量下可以到第6年在开始做第二次养护。
优异的柔韧性:下图中STAR-SEAL做在没有构造深度的金属板上,不仅可以紧密粘结,而且弯曲超过90度也不会断裂,甚至边缘处也没有裂口或形成细小裂纹。
将模板弯曲90度后不会断裂