瀝青路面防水粘結(jié)層性能研究

湯琦TANG Qi

（中國石油遼河油田公司，盤錦 124010）

（Liaohe Oilfield of CNPC，Panjin 124010，China）

1 項(xiàng)目概述

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，汽車普及率不斷提升，進(jìn)而增加了道路的交通量，道路路面面臨著沖擊和考驗(yàn)，一些早期破壞現(xiàn)象逐漸在瀝青路面中出現(xiàn)。通常情況下，瀝青混凝土路面病害的表現(xiàn)形式有：裂縫、水破壞、松散、泛油等。瀝青混凝土路面出現(xiàn)病害，一方面降低了道路的使用壽命，影響道路的正常使用，另一方面影響了道路的使用性能。權(quán)威研究顯示：在瀝青混凝土路面早期破壞的原因中，其中與路面的水穩(wěn)性有關(guān)占到70%-80%。因此，為了降低水對路面造成的損害，對路面防水粘結(jié)層的性能進(jìn)行研究分析，具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

2 路面的防水設(shè)計(jì)性能分析

為了避免路面遭受水破壞，要求路面防水性能要良好。在設(shè)計(jì)瀝青面層結(jié)構(gòu)的過程中，為了減少面層滲水，需要在面層專門設(shè)置一道隔水層，同時(shí)在半剛性基層和瀝青面層之間設(shè)置相應(yīng)的防水粘結(jié)層，進(jìn)而在一定程度上避免剪切層發(fā)生滑移和水損害。

本次試驗(yàn)防水粘結(jié)層選用：①膠粉瀝青，采用遼河重交通道路石油瀝青AH-70 摻入20%的40 目胎面膠粉；②SBS 瀝青，采用遼河重交通道路石油瀝青AH-70 摻入5%韓國LG-4913 改性劑；③SBR 乳化瀝青，稀釋SBR 乳化劑后加入熱的遼河重交通道路石油瀝青AH-70。基本性能指標(biāo)如表1、2 所示。

表1 膠粉瀝青和SBS 瀝青的基本性質(zhì)

表2 SBR 乳化瀝青性質(zhì)

2.1 試件制備 試件制備通常情況下分為：①水泥穩(wěn)定碎石試件制備，采用b150mm×70mm 試筒，借助靜壓法成型，通過人工涂刷的方式制備防水粘結(jié)層，將瀝青混合料熱拌后裝入組合試筒，通過采用壓力機(jī)碾壓成型處理；②防水粘結(jié)層制備；③瀝青混合料試件制備。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.2.1 剪切試驗(yàn) 在進(jìn)行剪切試驗(yàn)的過程中，需要對影響粘結(jié)層抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)溫度，以及粘層、面層、基層的厚度等因素進(jìn)行考慮。

如表3 所示，隨著溫度不斷升高，瀝青稠度逐漸降低，防水粘結(jié)層抗剪能力迅速下降。在60℃高溫條件下，SBR乳化瀝青的抗剪強(qiáng)度僅為0.03MPa，進(jìn)而難以滿足抗剪要求。在低溫和高溫情況下，膠粉瀝青的抗剪性能非常良好。

表3 不同溫度下粘結(jié)層的抗剪強(qiáng)度MPa

如表4 所示，隨著粘層厚度的增加，防水粘結(jié)層抗剪強(qiáng)度出現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象，在中間出現(xiàn)峰值。對于峰值，因粘結(jié)層材料不同出現(xiàn)的位置也有所差異。通常情況下，膠粉和SBS 瀝青粘結(jié)層的最佳厚度為1.5mm，SBR 為1.0mm。

表4 不同粘層厚度下粘結(jié)層的抗剪強(qiáng)度MPa

如表5 所示，粘結(jié)層抗剪強(qiáng)度隨著面層厚度的增加會(huì)出現(xiàn)一定的下降。隨著面層厚度的增加將會(huì)降低粘結(jié)層頂面豎向應(yīng)力，在其他條件不變時(shí)，抗剪強(qiáng)度將會(huì)減小。

表5 不同面層厚度下粘結(jié)層的抗剪強(qiáng)度MP

如表6 所示，粘層抗剪強(qiáng)度幾乎不受基層厚度變化的影響。

表6 不同基層厚度下粘結(jié)層的抗剪強(qiáng)度MPa

通過上述分析，在相同條件下，在防水粘結(jié)層抗剪性能方面，膠粉瀝青和SBS 改性瀝青要優(yōu)于SBR 乳化瀝青。

2.2.2 拉伸試驗(yàn) 在三種溫度下，選用最佳厚度下的膠粉瀝青、SBS 瀝青、SBR 乳化瀝青粘結(jié)層進(jìn)行抗拉試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表7 所示。

表7 不同環(huán)境溫度下粘結(jié)層材料抗拉強(qiáng)度MPa

在表7 中，隨著溫度的升高，各粘結(jié)層的抗拉強(qiáng)度降低，并且降幅明顯。通過比較粘結(jié)層可知，在抗拉性能方面，膠粉瀝青最優(yōu)，SBS 瀝青次之，SBR 乳化瀝青較差。

2.2.3 滲水試驗(yàn) 防水粘結(jié)材料的作用就是防水，在原始狀態(tài)下，該材料必須具有不透水的性能。

①試驗(yàn)過程：將不同的防水粘結(jié)材料，在規(guī)定面積的牛皮紙上均勻涂刷0.5～0.6mm，在室溫條件下進(jìn)行實(shí)干，將準(zhǔn)備好的試件置于平整的板面上，30min 后，在57cm 的水柱下，對牛皮紙另一面的潮濕情況通過路面滲水儀進(jìn)行檢測。②試驗(yàn)結(jié)果：在三種防水粘結(jié)層材料中，水柱沒有出現(xiàn)下降，牛皮紙的另一面無潮濕，達(dá)到防水要求。

3 結(jié)論

①在防水粘結(jié)層的最佳厚度方面，膠粉、SBS 瀝青為1.5mm，SBR 乳化瀝青為1.0mm。②溫度、粘結(jié)層和面層厚度是影響防水粘結(jié)層抗剪強(qiáng)度的主要因素，抗剪強(qiáng)度受基層厚度的影響較小。③粘結(jié)層材料的粘結(jié)性能影響粘結(jié)層的抗拉強(qiáng)度。在粘結(jié)力方面，膠粉瀝青和SBS 瀝青較為突出。④通過滲水試驗(yàn)，三種粘結(jié)層都具有良好的防水性能。

通過上述分析，在防水粘結(jié)層方面，膠粉瀝青最好，SBS 改性瀝青較好，SBR 乳化瀝青相對較差。

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