瀝青路面上彩色超表處粘結強度的檢測分析

尚中發 吳 賢 金憲輝 郭希紅

（云南省公路科學技術研究院道路所，云南 昆明 650000）

0 引言

隨著我國經濟快速發展，工程建設投資不斷增大，公路已不單針對車輛行駛，建設專為人行與自行車騎行的美麗公路綠道已是時代需求，然而美麗公路綠道上的彩色超表處新材料應用才剛興起，質量控制中的試驗檢測并無相關規程依據。

筆者根據試驗室內檢測數據，結合工地現場施工，對瀝青路面彩色超表處粘結強度與溫度關系提出思考，為今后規范瀝青路面彩色超表處粘結強度指標檢測，為建設高質量美麗公路提出建議。

1 彩色超表處路面設計簡述

我國地理氣候復雜，晝夜溫差大，四季明顯，冬嚴寒，夏酷暑。在復雜環境下建設高質量的公路綠道工程，不僅需要從材料和施工中控制質量，規范試驗檢測也起到至關重要的作用。

美麗公路綠道彩色超表處的應用是一種新材料、新工藝、新技術，其原理是利用水性高分子聚合物、復合耐磨剛性粒子等為助劑，以水為分散介質合成的環保型道面涂層類材料。通過調配色漿達到色彩、圖案的多樣化，從而達到美化道路環境的目的。

彩色超表處基底為AC-13F瀝青混凝土，瀝青混合料采用70號A級道路石油瀝青，軟化點在46℃（±1℃）[1]，在瀝青混凝土鋪筑壓實降溫后，對路面拋除瀝青膜后刮涂底涂，待底涂實干后刮涂主涂，最后在主涂實干后噴涂罩面層。三層施工總厚不小于2mm。

2 彩色超表處施工

2.1 施工準備

先鋪筑AC-13F瀝青混凝土，在瀝青混凝土降至室溫后，利用拋丸機對瀝青路面拋丸，拋除瀝青混凝土上表面的瀝青膜（使瀝青混凝土骨料直接與彩色超表處粘結，增強粘結強度）。

2.2 施工工藝

現場對彩色超表處底涂攪拌均勻，利用硅膠地刮將底涂均勻平整地刮涂在準備好的瀝青混凝土路面上，經4h底涂表干后覆蓋薄膜，確保底涂不被灰塵和雨水污染；24h底涂實干后，拆除薄膜，相同工藝刮涂主涂和覆蓋薄膜；在主涂施工24h后，利用高壓噴涂機將罩面層噴涂在主涂上，在4h罩面層表干后覆蓋薄膜，在24h后拆除薄膜方可進行粘結強度檢測。注意在三層施工都必須均勻，不得出現露底。

3 粘結強度檢測

3.1 試驗準備

在鋪筑瀝青路面時，拌合站取混合料，試驗室內按規范制出5塊車轍板（300mm×300mm×50mm），待車轍板冷卻至室溫后，將車轍板送至施工現場進行拋丸。在彩色超表處施工時，按相同的施工工藝刮涂彩色超表處，待彩色超表處實干后移至試驗室。

3.2 試驗過程

用AB組分的高強膠將粘結強度檢測的拉拔頭粘在車轍板面上，拉拔頭直接20mm，拉拔頭粘結間隔不小于40mm。在24h高強膠完全固化后，用環刀切割高強膠和彩色超表處，切割至瀝青面[2]。溫控箱中控溫度從0℃開始，最高至45℃控溫，在0～20℃內每次升溫5℃（±0.5℃），恒溫3h后進行粘結強度檢測，且升溫時間需在30min內。在20～45℃內，用電熱鼓風干燥箱升溫控溫，每次升溫3℃（±0.5℃），恒溫3h后再進行粘結強度檢測。

在達到恒溫時間后，快速移出車轍板進行粘結強度檢測，同一溫度檢測多個值，記錄粘結強度數值和每個拉拔頭瀝青面破壞的面積，檢測在3min內完成，完成后迅速將車轍板移至溫箱內控溫。

4 檢測結果分析

檢測數值列于表1，現對檢測結果分析。

表1 粘結強度試驗檢測匯總

4.1 現場檢測溫度與粘結強度分析

溫度-強度關系見圖1

圖1 溫度-強度圖

從圖1來看：在0～5℃間，溫度升高對彩色超表處粘結強度無明顯影響；在5～45℃間，溫度升高對彩色超表處粘結強度有顯著影響，溫度升高，粘結強度降低，且呈線性關系（y= -0.0699x+ 3.2059），由此分析可得出現場溫度對粘結強度的校正，公式如下：

式中：

a——設計或規范要求現場檢測溫度下的粘結強度；

b——現場檢測實際溫度下的粘結強度；

x——現場檢測實際溫度；

y——設計或規范要求現場檢測溫度。

4.2 現場檢測溫度與基面破壞面積分析

從圖2可看出：現場檢測溫度在0～15℃間，瀝青基面破壞面積隨溫度升高變化不顯著，且破壞面積均在100mm2以下；在15～32℃間，瀝青基面破壞面積隨溫度升高有顯著影響，且32℃時瀝青基面破壞面積和拉拔頭面積接近，基本可達314mm2；在32～45℃間，瀝青基面破壞面積和拉拔頭面積相當，都達到314mm2。

圖2 溫度-破壞面積圖

4.3 現場粘結強度與基面破壞面積分析

從圖3可看出：現場檢測瀝青混凝土基面破壞面積在100mm2以下，隨著基面破壞面積增加，粘結強度急劇減小，破壞面積在100～314mm2間，隨著破壞面積增加，粘結強度緩慢減小，破壞面積達到314mm2時已是完全破壞。

圖3 破壞面積-強度圖

5 現場粘結強度數值小的原因分析

從現場檢測（見圖4）分析來看，瀝青路面彩色超表處粘結強度數值偏小主要由以下幾點造成：

（1）瀝青用量過大；

（2）瀝青路面的壓實度不足；

（3）瀝青路面拋丸時未拋除瀝青膜，或漏拋；

（4）高強膠在彩色超表處上粘結力不足；

（5）彩色超表處層間粘結力不足；

（6）檢測時溫度過高。

圖4 粘結強度檢測

6 瀝青路面彩色超表處施工與檢測建議

（1）優化瀝青混凝土級配，嚴格按要求施工；

（2）拋丸瀝青路面時掌控好速度，不得漏拋，也不可過拋；

（3）選用合適的高強膠，提高粘結力；

（4）控制好彩色超表處的材料和施工，使施工后的彩色超表處具有更高的粘結強度；

（5）嚴格監控粘結強度檢測時的溫度，盡可能地避開高溫檢測，對于在高溫下檢測的粘結強度，可用4.1的公式進行校正。

7 結束語

本文所述來源于試驗室內試驗檢測和工地現場施工檢測，只針對AC-13F瀝青混凝土上的彩色超表處粘結強度檢測，且瀝青采用70號A級道路石油瀝青，軟化點在46℃（±1℃）。

通過本次室內試驗檢測，結合工地現場施工來看，彩色超表處粘結強度檢測值與瀝青混凝土基地有關，與彩色超表處材料及施工工藝有關，檢測溫度對檢測值也具有顯著的影響。嚴格控制原材料、施工工藝與現場檢測環境，對高質量工程的建設具有重大意義。