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基于粘結性能的瀝青同步碎石封層室內試驗分析
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基于粘結性能的瀝青同步碎石封層室內試驗分析
2022年05月06日    閱讀量:40646    新聞來源:瀝青網 sinoasphalt.com  |  投稿

摘 要

橋面瀝青混合料鋪裝層早期容易出現坑槽、唧漿等病害,橋面鋪裝粘結層的類型選擇及現場施工質量較差是導致橋面鋪裝層出現早期病害的主要原因,良好的防水粘結層能夠大大延緩橋面鋪裝層出現早期病害的時間,延長其使用壽命。本文針對橋面防水粘結層的性能進行深入的研究,通過抗拉強度和抗剪切強度分析瀝青同步碎石封層性能的影響因素,包括粘結材料類型、用量、碎石粒徑大小,為瀝青同步碎石防水粘結層在橋面鋪裝中的應用效果提供可靠的數據支撐。依據抗剪切強度和抗拉強度的試驗結果,優選方案為采用SBS改性瀝青作為粘結材料,用量1.5kg/㎡,碎石為單一粒徑,覆蓋率為60%~65%,用量控制為8.0kg/㎡,此時瀝青同步碎石封層的粘結效果最優瀝青網sinoasphalt.com。


關鍵詞 瀝青同步碎石封層 | 抗剪切強度 | 抗拉強度中


公路建設發展迅速,橋面瀝青鋪裝層的類型多種多樣,早期破壞的原因也不盡相同,但是,橋面鋪裝粘結層的類型選擇及現場施工質量較差是導致橋面鋪裝層出現早期病害的主要原因,相關研究越來越多受到重視,國內外公路復合式的路面、半剛性基層的瀝青路面、隧道的路面及橋面的鋪裝等層間粘結技術種類及施工方法較多,但其指標和標準要求沒有明確,國內外相關規范規定寬泛,造成各等級公路復合式的路面、半剛性基層的瀝青路面、隧道的路面及橋面的鋪裝等的層間粘結材料的設計與施工方法選擇缺乏統一的控制要求,施工方法及質量控制標準具有很大的隨意性,無法選擇較好的層間粘結技術。

目前,對水泥混凝土橋面鋪裝瀝青混凝土采用的防水粘結層的標準要求和設計作了一些工作,但還不夠詳細,橋面鋪裝防水粘結層的施工性能要求方面和設計標準沒有統一,在選擇防水粘結材料的類型隨意性較大,無法根據現場不同實際情況來操作,導致橋面防水粘結層施工方法不當、質量控制粗放,無章可循。鑒于此,通過詳細的室內試驗,對橋面鋪裝的瀝青同步碎石防水粘結層的技術效果進行評價,對指導橋面鋪裝層間的設計和現場施工有很重要的意義。

原材料及試件制作

原材料選擇

選用的石料為9.5-13.2mm石灰巖,為了研究不同防水膠結材料的性能,選用SBS類改性瀝青,SBS改性乳化瀝青、70#A基質瀝青進行對比試驗,原材料技術指標分別見表1~表4。


試件制作

為了更好的模擬現場橋面瀝青同步碎石防水粘結層的施工工藝,對室內成型好的30cm×30mm的水泥混凝土面板進行拉毛,根據實際情況,首先涂刷一層快裂型乳化瀝青作為粘層油,破乳以后,把試件放在一定溫度的烘箱中加入一下,同時要求粘結材料的溫度要高一些,保證流動性,撒布石料之前,粘結材料溫度不可避免的會降低,為了能夠涂抹熱改性瀝青的均勻性,石料需要加熱到合適的溫度,保證石料撒布均勻,使其能更加接近現場施工工藝的要求。

試驗結果

粘結材料選用SBS改性瀝青,瀝青用量分別為1.2、1.5、1.8kg/㎡,碎石用量分別為6、8、10kg/㎡,進行正交試驗,優化出瀝青和碎石這兩個影響因素的最佳使用量。試驗溫度25℃,石料的粒徑為9.5~13.2mm,試驗結果見表5和表6。

基于粘結性能的瀝青同步碎石封層室內試驗分析 瀝青網,sinoasphalt.com

由試驗結果可以看出,最優方案為瀝青用量為1.5kg·m^-2,9.5~13.2mm石料用量為8.0kg·m^-2,其覆蓋率在60%~65%的規定范圍內。

橋面水泥混凝土鋪裝層的粗糙程度以及橋面瀝青混合料鋪裝層的結構類型、最大公稱粒徑,決定了瀝青同步碎石防水粘結層所有粘結材料SBS改性瀝青的用量以及碎石的用量。膠結材料用量過多,可能會導致泛油,形成軟弱夾層;膠結材料用量過少,撒布在瀝青中的碎石外露的部分過多,上層瀝青混合料層的底部瀝青含量過少,無法有效粘結在一起,容易分離,大大降低其防水粘結的性能。

碎石在瀝青同步碎石防水粘結層起的作用是能夠提高上層瀝青混合料與下層的整體性,提高其層間抗剪強度值,同時在上層瀝青混凝土施工時,不會破壞瀝青封層。必須嚴格控制碎石的用量,如果碎石的使用量過多,粘結材料上面容易積累很多松散能夠自由活動的碎石,不能有效嵌入粘結材料中,影響瀝青混凝土鋪裝層的耐久性。

不同粒徑石料粘結性能試驗

單一粒徑碎石石料的粒徑取9.5mm~13.2mm,級配碎石采用為2.36~4.75mm、4.75~9.5mm、和9.5~13.2mm共3檔,按一定級配組成摻配。

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由試驗結果可知,選用9.5~13.2mm單一粒徑的碎石,其抗剪切強度約為級配碎石的1.4倍,抗拉拔強度約為級配碎石的1.5倍,性能優勢明顯。原因可能是單一粒徑石料之間有較大的空隙,有利于粘結材料填充到空隙之間,并有效裹腹石料,使瀝青與石料粘結牢固,同時有利于瀝青混凝土鋪裝層下部填充空隙,緊密結合。因此,9.5~13.2mm單一粒徑沒有級配的石料是用于瀝青同步碎石防水粘結層最理想的集料,并且,在施工過程中,操作簡單,質量控制比有級配的情況要簡單的多。

不同膠結料粘結性能試驗

為了研究對比SBS改性瀝青與其它常用防水粘結材料的粘結性能,選用SBS改性乳化瀝青、70#A基質瀝青進行對比試驗,試驗結果見表8。

由試驗結果可知,對比不同防水粘結的使用效果,SBS改性瀝青效果最好,SBS改性乳化瀝青次之,70#A基質瀝青效果最差,SBS改性瀝青的抗剪強度約為SBS改性乳化瀝青的1.6倍,70#A基質瀝青的2.1倍,SBS改性瀝青的抗拉強度約為SBS改性乳化瀝青的1.4倍,70#A基質瀝青的2.1倍,所以,更適合用作橋面鋪裝防水粘結層材料。

結論

根據抗剪切強度和抗拉拔強度試驗對比分析,優選出了瀝青同步碎石防水粘結層所用粘結材料類型和用量,碎石的規格及用量,結果如下:

(1)對橋面防水粘結層的性能進行深入的研究,通過抗拉強度和抗剪切強度分析瀝青同步碎石封層性能的影響因素,方案為采用SBS改性瀝青作為粘結材料,用量為1.5kg/㎡,碎石為單一規格,覆蓋率為60%~65%,用量控制為8.0kg/㎡,此時瀝青同步碎石封層的粘結效果最優。;

(2)選用9.5~13.2mm單一粒徑的碎石,其抗剪切強度約為級配碎石的1.4倍,抗拉拔強度約為級配碎石的1.5倍,性能優勢明顯;

(3)通過SBS改性瀝青與其它常用瀝青材料進行對比試驗,得出SBS改性瀝青效果最好,SBS改性乳化瀝青次之,70#A基質瀝青效果最差,SBS改性瀝青具有明顯的性能優勢,更適合用作橋面防水粘結層材料。

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標簽:綜合論文,施工案例,技術中心,瀝青混凝土,改性瀝青
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