橡膠瀝青超薄磨耗層層間粘結(jié)試驗(yàn)研究

陳少貞

(廈門市路橋管理有限公司，福建廈門 361009)

1 概述

超薄磨耗層由于層厚較薄，在行車荷載的作用下，容易出現(xiàn)松散、剝落等破壞現(xiàn)象。粘結(jié)層是將上下層粘結(jié)成一個(gè)整體，進(jìn)行荷載作用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)［1］。當(dāng)層間粘結(jié)效果較好時(shí)，路面結(jié)構(gòu)為連續(xù)狀;當(dāng)層間粘結(jié)效果較差時(shí)，易發(fā)生應(yīng)力剪切，路面結(jié)構(gòu)易發(fā)生層間病害［2］。為確保路面結(jié)構(gòu)安全及路用性能，超薄磨耗層間需采用粘度較高的瀝青作為粘層油，提高瀝青層間的粘結(jié)力。

本研究選取SBS改性瀝青、均相廢橡膠瀝青、6%抗車轍劑的復(fù)合均相廢橡膠瀝青、8%抗車轍劑的復(fù)合均相廢橡膠瀝青4種粘層油，根據(jù)室內(nèi)組合試件，模擬層間，對(duì)材料的應(yīng)用效果進(jìn)行分析。

2 剪切試驗(yàn)

參照規(guī)范JC/T 975—2005道橋用防水涂料方法進(jìn)行剪切試驗(yàn)，具體結(jié)果如下所示。

2.1 材料分類與用量

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)以及研究成果，對(duì)粘層油的分類和用量做以下設(shè)定，見表1。

表1 試驗(yàn)用粘層油分類與用量

2.2 試件制作

室內(nèi)成型試件分上下層及粘結(jié)層，分層試件組成見表2。

表2 室內(nèi)成型分層試件的組成

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

在高溫條件下，易出現(xiàn)層間破壞，因此本文試驗(yàn)中試驗(yàn)溫度設(shè)定為60℃。測試不同粘層油用量下SBS改性瀝青、均相廢橡膠瀝青、6%抗車轍劑的復(fù)合均相廢橡膠瀝青、8%抗車轍劑的復(fù)合均相廢橡膠瀝青的抗剪強(qiáng)度，結(jié)果如圖1所示。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以得出:

1)4種粘層油瀝青的抗剪強(qiáng)度與粘層油用量的關(guān)系是隨著油量的增加先增加后降低，呈單峰曲線變化。

圖1 剪切試驗(yàn)結(jié)果

2)由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，粘層油種類與用量對(duì)瀝青路面抗剪強(qiáng)度有顯著影響。當(dāng)粘層油用量為0.2 kg/m2時(shí)，各種粘層材料的抗剪強(qiáng)度均達(dá)到最大。

3)根據(jù)以上分析，以抗剪強(qiáng)度最大時(shí)即為最佳灑布量，同時(shí)考慮粘層油的用量以富余最佳灑布量為準(zhǔn)。故粘層油宜選擇6%抗車轍劑的復(fù)合廢橡膠瀝青或8%抗車轍劑的復(fù)合廢橡膠瀝青，噴灑用量宜采用 0.4 kg/m2～0.6 kg/m2。

3 拉拔試驗(yàn)

在荷載作用下，若粘結(jié)層與上下層間的粘結(jié)強(qiáng)度不足，瀝青混凝土鋪裝層之間就容易脫開而破壞。采用拉拔試驗(yàn)來確定粘結(jié)層與瀝青層之間的粘結(jié)力狀況，還可以根據(jù)破壞界面清楚的判定粘結(jié)層結(jié)構(gòu)體系的薄弱環(huán)節(jié)。

3.1 試驗(yàn)方法

本研究參考規(guī)范方法進(jìn)行拉拔強(qiáng)度測試，測試結(jié)果參考式(1)進(jìn)行結(jié)果計(jì)算:

其中，P為拉拔強(qiáng)度，MPa;F為試驗(yàn)力，N;S為拉頭面積，mm2。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

圖2 拉拔試驗(yàn)結(jié)果

將粘結(jié)有夾具的試件裝入拉力試驗(yàn)機(jī)，拉力垂直作用于試件，開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)拉伸至破壞。結(jié)果如圖2所示。

由試驗(yàn)結(jié)果可得出:

1)隨著用量的增加，強(qiáng)度值先增加后降低，這一點(diǎn)與上述剪切試驗(yàn)結(jié)論基本一致。

2)如果以粘結(jié)強(qiáng)度最大為目標(biāo)選擇粘層油，則6%抗車轍劑的復(fù)合廢橡膠瀝青為最佳，用量為0.4 kg/m2。

4 結(jié)語

本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論可總結(jié)為以下幾點(diǎn):

1)隨著粘層油用量的增加，4種改性瀝青的抗剪強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度與粘層油用量的關(guān)系是隨著油量的增加先增加后降低，呈單峰曲線變化形式。2)當(dāng)粘層油用量為0.2 kg/m2時(shí)，各種粘層材料的抗剪強(qiáng)度均達(dá)到最大;當(dāng)粘層油用量為0.4 kg/m2時(shí)，粘層材料的拉拔強(qiáng)度均達(dá)到最大。3)根據(jù)以上分析，以抗剪強(qiáng)度、拉拔強(qiáng)度最大時(shí)即為最佳灑布量，同時(shí)考慮粘層油的用量以富余最佳灑布量為準(zhǔn)。故粘層油宜選擇6%抗車轍劑的復(fù)合廢橡膠瀝青或8%抗車轍劑的復(fù)合廢橡膠瀝青，噴灑用量宜采用0.4 kg/m2～0.6 kg/m2。