橡膠瀝青超薄磨耗層層間粘結試驗研究

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，容易出現松散、剝落等破壞現象。粘結層是將上下層粘結成一個整體，進行荷載作用時不會產生滑動［1］。當層間粘結效果較好時，路面結構為連續狀;當層間粘結效果較差時，易發生應力剪切，路面結構易發生層間病害［2］。為確保路面結構安全及路用性能，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%抗車轍劑的復合均相廢橡膠瀝青、8%抗車轍劑的復合均相廢橡膠瀝青4種粘層油，根據室內組合試件，模擬層間，對材料的應用效果進行分析。

2 剪切試驗

參照規范JC/T 975—2005道橋用防水涂料方法進行剪切試驗，具體結果如下所示。

2.1 材料分類與用量

根據工程經驗以及研究成果，對粘層油的分類和用量做以下設定，見表1。

表1 試驗用粘層油分類與用量

2.2 試件制作

室內成型試件分上下層及粘結層，分層試件組成見表2。

表2 室內成型分層試件的組成

2.3 試驗結果分析

在高溫條件下，易出現層間破壞，因此本文試驗中試驗溫度設定為60℃。測試不同粘層油用量下SBS改性瀝青、均相廢橡膠瀝青、6%抗車轍劑的復合均相廢橡膠瀝青、8%抗車轍劑的復合均相廢橡膠瀝青的抗剪強度，結果如圖1所示。

根據試驗結果可以得出:

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

圖1 剪切試驗結果

2)由試驗結果可以看出，粘層油種類與用量對瀝青路面抗剪強度有顯著影響。當粘層油用量為0.2 kg/m2時，各種粘層材料的抗剪強度均達到最大。

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

3 拉拔試驗

在荷載作用下，若粘結層與上下層間的粘結強度不足，瀝青混凝土鋪裝層之間就容易脫開而破壞。采用拉拔試驗來確定粘結層與瀝青層之間的粘結力狀況，還可以根據破壞界面清楚的判定粘結層結構體系的薄弱環節。

3.1 試驗方法

本研究參考規范方法進行拉拔強度測試，測試結果參考式(1)進行結果計算:

其中，P為拉拔強度，MPa;F為試驗力，N;S為拉頭面積，mm2。

3.2 試驗結果分析

圖2 拉拔試驗結果

將粘結有夾具的試件裝入拉力試驗機，拉力垂直作用于試件，開動試驗機拉伸至破壞。結果如圖2所示。

由試驗結果可得出:

1)隨著用量的增加，強度值先增加后降低，這一點與上述剪切試驗結論基本一致。

2)如果以粘結強度最大為目標選擇粘層油，則6%抗車轍劑的復合廢橡膠瀝青為最佳，用量為0.4 kg/m2。

4 結語

本文的主要研究內容及結論可總結為以下幾點:

1)隨著粘層油用量的增加，4種改性瀝青的抗剪強度、拉伸強度與粘層油用量的關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)當粘層油用量為0.2 kg/m2時，各種粘層材料的抗剪強度均達到最大;當粘層油用量為0.4 kg/m2時，粘層材料的拉拔強度均達到最大。3)根據以上分析，以抗剪強度、拉拔強度最大時即為最佳灑布量，同時考慮粘層油的用量以富余最佳灑布量為準。故粘層油宜選擇6%抗車轍劑的復合廢橡膠瀝青或8%抗車轍劑的復合廢橡膠瀝青，噴灑用量宜采用0.4 kg/m2～0.6 kg/m2。