世界各地的瀝青路面都暴露在極端條件下。密封劑直接涂在降解的瀝青上使路面恢復如新。密封劑必須粘附在現有路面上提供保護。目前路面密封劑的預期耐久性約為 3 至 4 年。 

Q-Lab 審查了幾種測試方法，以確定哪種條件能更好地加速測試瀝青密封劑的耐久性。該密封劑涂在車道和道路材料上，以測試天氣影響（圖 1）。

圖1： 路面密封劑的典型應用

與油漆和塑料等其他材料相比，該產品更容易受到水滲透和凍結等“非傳統”影響。鋪路和密封劑的故障包括開裂、侵蝕和褪色（圖 2）。

圖2：典型的路面損壞

問題陳述

制造商需要一種能夠準確預測道路密封劑長期曝曬情況的加速測試。目前唯一有效的測試是長時間戶外測試。 

有時加速測試方法并不具備重現最終使用環境所需的所有條件。在相同的條件下，使用標準循環的傳統實驗室測試不足以導致該產品產生與實際環境或北方戶外測試一樣的變質。標準測試通常不包括任何冷凍步驟，或者可能沒有向測試樣本注入足夠的水。 

加速試驗必須準確，但速度也必須足夠快，以便對配方進行多次修改。良好的加速試驗允許在受控條件下評估樣品，并且可以在一年中的任何時間進行。 

學習

有一種加速方法脫穎而出，成為解決此問題的可能方法，即Q-TRAC 太陽能聚光器測試，采用每日浸泡/冷凍/解凍循環。該測試最初是為工廠涂層硬紙板壁板開發的，并發布為 ASTM D5722 標準。最近，該測試已成功用于測試瀝青屋頂材料，因此它很可能也適用于道路密封劑。

使用相同樣本對其他幾種測試方法進行了評估作為比較：

測試 1：加速測試 ASTM G154 循環 7，持續 600 小時
測試 2：加速測試 SAE J2527 1000 小時
測試 3：ASTM G90 噴霧 1 持續 90 天
測試 4：ASTM G90 浸泡冷凍 90 天
測試 5：ASTM G90 溫度限制和噴霧 2，持續 90 天
測試 6：佛羅里達州戶外 12 個月
測試 7：亞利桑那州戶外 12 個月

3 種不同密封劑，每種做成15組復制品，進行7 種不同的加速老化測試。一個樣本被保留為原始樣本，另外兩個樣本進行測試。定期評估樣本的劣化情況并拍照。作為基準參考，我們使用了在威斯康星州的水平架上暴露了 21 個月的樣本（圖 3）。

圖3： 威斯康星州的戶外暴曬

成果

實驗室測試未導致樣本發生任何顯著變化（圖 5）。條件還不足以引發故障或產生威斯康星州暴露中出現的劣化。從這些結果中吸取教訓，我們可以建議其他更好、更快的實驗室測試，但本研究僅研究了標準曝曬測試。

圖5： 實驗室測試結果顯示幾乎沒有變化

在戶外測試中，佛羅里達州表現出一些相同的劣化，但不足以進行所需的區分。亞利桑那州測試中暴露的許多樣品沒有明顯的劣化。水量可能降低了亞利桑那州測試的速度，而缺乏冰凍則減慢了佛羅里達州測試的速度。佛羅里達州測試的劣化速度較慢 - 通常比北方暴露速度快 - 排除了將其作為合適測試的可能性。

所有太陽能聚光器測試在使樣品產生缺陷方面都表現得更好，并且與威斯康星州的戶外曝曬情況非常吻合。Q-TRAC 浸泡/冷凍/解凍 (SFT) 測試中的樣本是唯一顯示出可辨別差異的測試結果（圖 5 和表 1）。我們能夠將所有樣本分為三大類：最佳、中等和最差。Q-TRAC SFT 測試正確地識別了戶外測試中表現最好的三個樣本。

圖5: Q-TRAC S/F/T 與戶外威斯康星州的照片對比

表1： Q-TRAC S/F/T 與戶外威斯康星州的定性比較

并非所有 Q-TRAC 循環都能有效區分性能。在溫控測試中觀察到的退化程度最低，可能是因為樣品未達到黑色樣品上的溫度，而噴霧 1（白天）循環很可能不足以讓足夠的水滲透到樣品中。

結語

在我們的研究中，正確重現威斯康星州在測試時間段內實時戶外測試的相對速率和性能的最佳曝曬測試是 Q-TRAC 浸泡/冷凍/解凍測試。用太陽能聚光器進行 90 天的曝曬能夠準確預測 2 年曝曬的性能。 

備注 

ASTM D5722 測試方法使用 Q-TRAC 太陽能聚光器將樣品在白天暴露于噴霧 1（白天）循環中。在一天結束時，將樣品從暴露位置移出，并放置在環境溫度的水浴中一小時。將樣品移至 0 °C 的冰箱中過夜，早上解凍，然后放回太陽能聚光器進行曝曬。