排水性沥青路面防水粘结层材料性能试验研究
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第一，能够提供足够的抗剪能力，粘层作为沥青层 与沥青层之间的联结层，必需能够抵抗车辆荷载产生的 剪应力，使路面保持良好的整体性，避免出现面层的推 移、拥包等病害，因此要求粘结层能够提供足够的抗剪 强度，以保证道路的使用性能及其寿命；
第二，能够具有良好的粘结能力，路面要保持层间 良好的连续状态，粘层材料还要在竖向方向上具有良好 的抗拉拔能力，所以粘层材料不仅要具备一定的粘性， 而且还要与上下相连的沥青面层有很好的勃附性；
3.3 拉拔试验
拉拔试验目的是检验粘结层与上下两层间的粘结 强度及对面层整体结构强度的影响。试验步骤如下： 将预先成型好的 30cm×30cm×5cm 的沥青混凝土板 喷洒粘结层材料后在其上面成型 30cm×30cm×3cm 排水性沥青路面沥青混凝土板。钻芯取样后，在拉拔 仪上进行试验。再成型了未喷洒粘结层材料的相同规 格的沥青混凝土板，对其芯样进行拉拔试验，试验结 果如表 3 所示。
Table 2. Rotation shear test results 表 2. 旋转剪切试验结果
材料类型
剪切试验结果
最大扭矩 （N﹒m）
试件破坏描述
备注
SBR 改性乳 化沥青
SBR
69.9
试件破坏后，均 试验温度
沿界面撕开
15℃，试
橡胶乳化沥青
72.7
件养护
4h，养护
温度 25℃
SBS 改性乳 化沥青
层，在动水压力作用下沥青混凝土会产生沥青剥落现 象，使面层失去应有的抗压强度和抗剪强度而导致局部 松散，产生车辙。拥包和坑槽等病害。甚至会对基层造 产生冲刷，使基层变软，降低路面整体的承载力，所以， 粘层材料应具备良好的的防水、防渗能力；
第四，能够具有一定抗疲劳能力，路面在长期经受 车轮荷载的反复作用和环境温度交替变化，粘层材料的 抗剪强度将逐渐衰减，当荷载重复作用超过一定次数以 后，就将出现剪切疲劳破坏，所以，粘层材料必需具备 一定的抗疲劳能力。
88
61.5
36.5
粘韧性（N﹒ m）
11.6
16.9
wk.baidu.com
17.5
韧性（N﹒m）
9.1
14.0
13.3
与矿料的粘附性，裹 附面积
＞2/3
＞2/3
——
38.9 ＞2/3
1d（%）
0.36
0.02
储存稳
定性
5d（%）
1.5
——
0.21 ——
3.0 ——
以上实验结果表明，橡胶乳化沥青、SBR 及 SBS 改性乳化沥青各项技术指标均符合相关规范要求，但 SBR 改性乳化沥青的蒸发后残留物粘韧性和韧性指标 远低于 SBS 改性乳化沥青。路桥防水涂料的恩格拉粘 度、储存稳定性等明显偏低，而蒸发残留物 7 项技术 指标中有 5 项因残留物结块而无法检测，显然不适合 用作沥青混凝土路面层间粘结材料。
3.2 剪切试验
进行室内旋转剪切试验的目的是为了确定粘结 层抵抗水平剪切的能力，评价沥青混凝土中、上面层 层间粘结力。为了模拟沥青路面的实际情况，用车辙 实验模具成型 30cm×30cm×5cm 的 AC-20 沥青混合料 车辙板，然后按标准喷洒改性乳化沥青，待充分破乳 后在其上面成型 30cm×30cm×3cm 排水性沥青路面沥 青混合料车辙板。钻芯后，对芯样进行旋转剪切试验， 试验结果见表 2。
摘 要：层间设置防水粘结层是改善排水性沥青路面面层之间的结合能力，提高层间粘结强度的一种 重要措施。通过对橡胶乳化沥青，路桥防水涂料，SBR 改性乳化沥青，SBS 改性乳化沥青四种粘结材 料基本性能及使用性能进行实验研究与比较。从中得出相关结论，供排水性沥青路面实际工程及以后 的进一步研究参考。
关键词：排水性沥青路面；防水粘结层；剪切试验；拉拔试验；渗水试验
957
978-1-935068-93-8 © 2011 SciRes.
Proceedings of the 2011 3rd International Conference on Information Technology and Scientific Management (ICITSM 2011)
Proceedings of the 2011 3rd International Conference on Information Technology and Scientific Management (ICITSM 2011)
Experimental Study on Waterproof and Cohesive Layer of Porous Asphalt Pavement
Wei WANG, Peng LIU, Peng WANG
Key Laboratory of Highway Engineering of Ministry of Education, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi, China, 710064
Abstract: Set waterproof and cohesive layer is an important measure to improve the binding capacity between Porous asphalt pavement surface courses and the bonding strength between layers. We get some conclusions through test and compare the basic performance and the use performance of rubber asphalt emulsion, road and bridge waterproof paint, SBR modified emulsion asphalt and SBS modified emulsion asphalt. And the conclusions can provide references for practical engineering and further study.
小，如果粘结力不足，将容易造成与下承层的分离。 所以层间结合是否牢固直接影响到排水性沥青路
面的使用功能。目前普遍采用在层间设置防水粘结层的 方法来改善中上面层之间的结合能力，提高层间粘结强 度，同时起到较好的防水作用。因为排水性路面中、上 面层层间界面材料不仅要受到车辆荷载的作用，同时还 要受到水、温度等自然因素的影响。因此，在荷载、温 度和水作用下，粘层材料应具有以下基本性能：
1 引言
排水性沥青路面是一种大孔隙率、多孔的沥青路 面，能够快速的排除路表降雨漫流，在英国则称为大空 隙沥青路面（Porous Pavement），在美国称为多空隙开 级配磨耗层（OGFC）。该类型路面具有较大的空隙率， 一般空隙率为 15%~25%，为雨水提供快速排水通道。 雨水垂直通过排水性沥青路面到达不渗水的下卧层表 面，然后将流入路面结构层内部的雨水通过连通空隙排 到路面范围，从而使路表面的积水消除。由于这种路面 的表面纹理很粗，使水膜无法形成，从而减少汽车水雾 和喷溅，提高雨天行车的安全性增加道路的抗滑性能。 表面粗糙的纹理能够使白天照在路面上的太阳光和夜 间的灯光产生漫反射，减少眩光，同时由于路面的大量 空隙存在，还能够降低车轮行驶过程中轮胎与路面产生 的噪声。由于排水性沥青路面具有良好的抗滑、降噪等 性能，在近年来得以迅猛发展，实际工程应用越来越多。 但由于其空隙率很大，容易受到空气、阳光和水的侵蚀； 同时，表面层与下承层的接触面积要比一般沥青混凝土
试验项目
橡胶乳化 路桥防水
SBR
SBS
沥青
涂料
破乳速度
中裂
快裂
慢裂
中裂
电荷
+
+
+
+
筛上剩余量 （1.18mm）%
0
0
0.058
0
恩格拉粘度 E25
15
9.9
11.2
1.63
含量（%）
63.5
64.3
63.9
针入度
蒸
（0.1mm）
75
66.2
52.5
发
残 软化点（℃）
75.5
58.9
73.5
留
物
延度（5℃）
SBS
75.6
界面无撕裂，粘 结良好
试件破坏时的扭矩越大，其抗剪强度也就越高。 从试验结果可以看出，橡胶乳化沥青、SBS 改性乳化 沥青各项技术性能较好，但在在剪切试验过程中，其 他试件破坏后，均沿界面断开，唯有 SBS 改性乳化沥 青成型的试件最大受力破坏后界面仍粘结良好，剪切 破坏出现在粘结界面以外。同时从原材料的检测和剪 切结果来看，剪切最大扭矩与样品的固体物含量有直 接的相关性，即样品蒸发残留物含量高，试件抗剪强 度就高。
3.4 渗水试验
渗水试验采用路面渗水仪 0.57m 水柱，30min 观 测试验进行测试，具体步骤如下：(1)在成型好的排水 性沥青中面层板上做渗水性试验，观察渗水性。(2)在 中面板上涂刷粘结层材料，进行渗水测试。(3)再在上 面碾压排水性沥青混凝土板，再做渗水性试验。实验 结果如下表 4：
Table 4. Seepage test results 表 4. 渗水性试验结果
Keywords: Porous asphalt pavement; Waterproof and cohesive layer; Shear test; Pull-out test; Seepage test
排水性沥青路面防水粘结层材料性能试验研究
王伟，刘鹏，王鹏
长安大学，教育部道路工程重点实验室，西安，陕西，中国，710064
渗水类型 中面层渗水
材料类型
试验
中面层涂粘层 材料渗水试验
表面层渗水 试验
SBS 改性乳化沥青 基本无渗水
无渗水
无渗水
SBR 改性乳化沥青 基本无渗水
无渗水
无渗水
橡胶乳化沥青 基本无渗水
无渗水
无渗水
路桥防水涂料 基本无渗水
无渗水
无渗水
以上实验结果表明，中面层在没有涂粘结层材料 时，因其是 AC-20 密级配沥青混凝土，具有良好的防 水作用，所以基本不渗水；在涂上粘结层材料后，试 件无渗水，说明粘结层材料防水效果显著；最后再在 其上碾压排水性沥青混凝土后，试件仍然无渗水，说 明碾压过程未刺破粘结层。因此，这四种粘结层材料 的防水性能均满足路面防水要求。
4 结论
(1)排水性沥青路面的粘结层，对改善层间粘结能 力和防水功能方面都具有重要的作用。
(2)综合比较四种材料，路桥防水涂料各项指标都 显著偏低，显然不适合做沥青粘结层材料；橡胶沥青 虽然粘韧性较好，但材料来源较少，价格较贵，因此 从经济性上考虑，不适于大规模排水性沥青路面施工 使用；SBR 改性乳化沥青粘韧性、抗剪强度等指标均 远低于 SBS 改性乳化沥青，且层间粘结强度的提高效 果不明显，所以排水性沥青路面实际工程中推荐使用
第三，能够具有良好的防水能力，面层之间的粘层 材料如果没有足够的防水能力，雨水将会浸入中下面
978-1-935068-93-8 © 2011 SciRes.
956
Proceedings of the 2011 3rd International Conference on Information Technology and Scientific Management (ICITSM 2011)
另外，粘层材料耐老化性能要好，材料的弹性、韧 性、强度不能在温度和环境的影响下过快老化，同时要 施工简便，工艺简单，不污染环境。
2 粘层材料的选择
综上所述，要保证路面良好的工作状态，就要改 善中、上面层的接触状态。通过对国内外类似工程设 计情况的了解，对代表性防水粘结层的调查，分析了 防水粘结材料的使用状况，选择了四类防水粘结选材 料：橡胶乳化沥青，路桥防水涂料，SBR 改性乳化沥 青，SBS 改性乳化沥青。分别对其材料的基本性能和 路用性能进行室内试验研究，分析试验结果，总结出 排水性沥青路面防水粘结层材料常用的试验方法和性 能要求，为工程实践中粘结层材料的选择及施工提供 一定的参考。
Table 3. Pull-out test results 表 3. 拉拔试验结果
室内指
标
SBR
橡胶乳化 路桥防水 未设粘结
SBS
沥青
涂料
层
抗拔强
度（MPa） 0.23
0.27
0.36
0.23
0.23
上表可以看出，设置粘结层后，SBS 改性乳化沥
青和橡胶乳化沥青层间粘结强度有一定的提高，其中 橡胶乳化沥青最优，SBS 次之。 SBR 改性乳化沥青 和路桥防水涂料对提高粘结强度效果不明显。
3 防水粘结层性能试验
3.1 原材料性能试验
四种材料均为改性沥青乳，因此根据我国《公路 沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中规定的 改性乳化沥青的试验方法对下列粘结材料进行检验。 不同改性沥青乳的性能试验结果见表 1。
Table 1. Properties of cohesive materials 表 1. 粘结材料原材料性能
第二，能够具有良好的粘结能力，路面要保持层间 良好的连续状态，粘层材料还要在竖向方向上具有良好 的抗拉拔能力，所以粘层材料不仅要具备一定的粘性， 而且还要与上下相连的沥青面层有很好的勃附性；
3.3 拉拔试验
拉拔试验目的是检验粘结层与上下两层间的粘结 强度及对面层整体结构强度的影响。试验步骤如下： 将预先成型好的 30cm×30cm×5cm 的沥青混凝土板 喷洒粘结层材料后在其上面成型 30cm×30cm×3cm 排水性沥青路面沥青混凝土板。钻芯取样后，在拉拔 仪上进行试验。再成型了未喷洒粘结层材料的相同规 格的沥青混凝土板，对其芯样进行拉拔试验，试验结 果如表 3 所示。
Table 2. Rotation shear test results 表 2. 旋转剪切试验结果
材料类型
剪切试验结果
最大扭矩 （N﹒m）
试件破坏描述
备注
SBR 改性乳 化沥青
SBR
69.9
试件破坏后，均 试验温度
沿界面撕开
15℃，试
橡胶乳化沥青
72.7
件养护
4h，养护
温度 25℃
SBS 改性乳 化沥青
层，在动水压力作用下沥青混凝土会产生沥青剥落现 象，使面层失去应有的抗压强度和抗剪强度而导致局部 松散，产生车辙。拥包和坑槽等病害。甚至会对基层造 产生冲刷，使基层变软，降低路面整体的承载力，所以， 粘层材料应具备良好的的防水、防渗能力；
第四，能够具有一定抗疲劳能力，路面在长期经受 车轮荷载的反复作用和环境温度交替变化，粘层材料的 抗剪强度将逐渐衰减，当荷载重复作用超过一定次数以 后，就将出现剪切疲劳破坏，所以，粘层材料必需具备 一定的抗疲劳能力。
88
61.5
36.5
粘韧性（N﹒ m）
11.6
16.9
wk.baidu.com
17.5
韧性（N﹒m）
9.1
14.0
13.3
与矿料的粘附性，裹 附面积
＞2/3
＞2/3
——
38.9 ＞2/3
1d（%）
0.36
0.02
储存稳
定性
5d（%）
1.5
——
0.21 ——
3.0 ——
以上实验结果表明，橡胶乳化沥青、SBR 及 SBS 改性乳化沥青各项技术指标均符合相关规范要求，但 SBR 改性乳化沥青的蒸发后残留物粘韧性和韧性指标 远低于 SBS 改性乳化沥青。路桥防水涂料的恩格拉粘 度、储存稳定性等明显偏低，而蒸发残留物 7 项技术 指标中有 5 项因残留物结块而无法检测，显然不适合 用作沥青混凝土路面层间粘结材料。
3.2 剪切试验
进行室内旋转剪切试验的目的是为了确定粘结 层抵抗水平剪切的能力，评价沥青混凝土中、上面层 层间粘结力。为了模拟沥青路面的实际情况，用车辙 实验模具成型 30cm×30cm×5cm 的 AC-20 沥青混合料 车辙板，然后按标准喷洒改性乳化沥青，待充分破乳 后在其上面成型 30cm×30cm×3cm 排水性沥青路面沥 青混合料车辙板。钻芯后，对芯样进行旋转剪切试验， 试验结果见表 2。
摘 要：层间设置防水粘结层是改善排水性沥青路面面层之间的结合能力，提高层间粘结强度的一种 重要措施。通过对橡胶乳化沥青，路桥防水涂料，SBR 改性乳化沥青，SBS 改性乳化沥青四种粘结材 料基本性能及使用性能进行实验研究与比较。从中得出相关结论，供排水性沥青路面实际工程及以后 的进一步研究参考。
关键词：排水性沥青路面；防水粘结层；剪切试验；拉拔试验；渗水试验
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978-1-935068-93-8 © 2011 SciRes.
Proceedings of the 2011 3rd International Conference on Information Technology and Scientific Management (ICITSM 2011)
Proceedings of the 2011 3rd International Conference on Information Technology and Scientific Management (ICITSM 2011)
Experimental Study on Waterproof and Cohesive Layer of Porous Asphalt Pavement
Wei WANG, Peng LIU, Peng WANG
Key Laboratory of Highway Engineering of Ministry of Education, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi, China, 710064
Abstract: Set waterproof and cohesive layer is an important measure to improve the binding capacity between Porous asphalt pavement surface courses and the bonding strength between layers. We get some conclusions through test and compare the basic performance and the use performance of rubber asphalt emulsion, road and bridge waterproof paint, SBR modified emulsion asphalt and SBS modified emulsion asphalt. And the conclusions can provide references for practical engineering and further study.
小，如果粘结力不足，将容易造成与下承层的分离。 所以层间结合是否牢固直接影响到排水性沥青路
面的使用功能。目前普遍采用在层间设置防水粘结层的 方法来改善中上面层之间的结合能力，提高层间粘结强 度，同时起到较好的防水作用。因为排水性路面中、上 面层层间界面材料不仅要受到车辆荷载的作用，同时还 要受到水、温度等自然因素的影响。因此，在荷载、温 度和水作用下，粘层材料应具有以下基本性能：
1 引言
排水性沥青路面是一种大孔隙率、多孔的沥青路 面，能够快速的排除路表降雨漫流，在英国则称为大空 隙沥青路面（Porous Pavement），在美国称为多空隙开 级配磨耗层（OGFC）。该类型路面具有较大的空隙率， 一般空隙率为 15%~25%，为雨水提供快速排水通道。 雨水垂直通过排水性沥青路面到达不渗水的下卧层表 面，然后将流入路面结构层内部的雨水通过连通空隙排 到路面范围，从而使路表面的积水消除。由于这种路面 的表面纹理很粗，使水膜无法形成，从而减少汽车水雾 和喷溅，提高雨天行车的安全性增加道路的抗滑性能。 表面粗糙的纹理能够使白天照在路面上的太阳光和夜 间的灯光产生漫反射，减少眩光，同时由于路面的大量 空隙存在，还能够降低车轮行驶过程中轮胎与路面产生 的噪声。由于排水性沥青路面具有良好的抗滑、降噪等 性能，在近年来得以迅猛发展，实际工程应用越来越多。 但由于其空隙率很大，容易受到空气、阳光和水的侵蚀； 同时，表面层与下承层的接触面积要比一般沥青混凝土
试验项目
橡胶乳化 路桥防水
SBR
SBS
沥青
涂料
破乳速度
中裂
快裂
慢裂
中裂
电荷
+
+
+
+
筛上剩余量 （1.18mm）%
0
0
0.058
0
恩格拉粘度 E25
15
9.9
11.2
1.63
含量（%）
63.5
64.3
63.9
针入度
蒸
（0.1mm）
75
66.2
52.5
发
残 软化点（℃）
75.5
58.9
73.5
留
物
延度（5℃）
SBS
75.6
界面无撕裂，粘 结良好
试件破坏时的扭矩越大，其抗剪强度也就越高。 从试验结果可以看出，橡胶乳化沥青、SBS 改性乳化 沥青各项技术性能较好，但在在剪切试验过程中，其 他试件破坏后，均沿界面断开，唯有 SBS 改性乳化沥 青成型的试件最大受力破坏后界面仍粘结良好，剪切 破坏出现在粘结界面以外。同时从原材料的检测和剪 切结果来看，剪切最大扭矩与样品的固体物含量有直 接的相关性，即样品蒸发残留物含量高，试件抗剪强 度就高。
3.4 渗水试验
渗水试验采用路面渗水仪 0.57m 水柱，30min 观 测试验进行测试，具体步骤如下：(1)在成型好的排水 性沥青中面层板上做渗水性试验，观察渗水性。(2)在 中面板上涂刷粘结层材料，进行渗水测试。(3)再在上 面碾压排水性沥青混凝土板，再做渗水性试验。实验 结果如下表 4：
Table 4. Seepage test results 表 4. 渗水性试验结果
Keywords: Porous asphalt pavement; Waterproof and cohesive layer; Shear test; Pull-out test; Seepage test
排水性沥青路面防水粘结层材料性能试验研究
王伟，刘鹏，王鹏
长安大学，教育部道路工程重点实验室，西安，陕西，中国，710064
渗水类型 中面层渗水
材料类型
试验
中面层涂粘层 材料渗水试验
表面层渗水 试验
SBS 改性乳化沥青 基本无渗水
无渗水
无渗水
SBR 改性乳化沥青 基本无渗水
无渗水
无渗水
橡胶乳化沥青 基本无渗水
无渗水
无渗水
路桥防水涂料 基本无渗水
无渗水
无渗水
以上实验结果表明，中面层在没有涂粘结层材料 时，因其是 AC-20 密级配沥青混凝土，具有良好的防 水作用，所以基本不渗水；在涂上粘结层材料后，试 件无渗水，说明粘结层材料防水效果显著；最后再在 其上碾压排水性沥青混凝土后，试件仍然无渗水，说 明碾压过程未刺破粘结层。因此，这四种粘结层材料 的防水性能均满足路面防水要求。
4 结论
(1)排水性沥青路面的粘结层，对改善层间粘结能 力和防水功能方面都具有重要的作用。
(2)综合比较四种材料，路桥防水涂料各项指标都 显著偏低，显然不适合做沥青粘结层材料；橡胶沥青 虽然粘韧性较好，但材料来源较少，价格较贵，因此 从经济性上考虑，不适于大规模排水性沥青路面施工 使用；SBR 改性乳化沥青粘韧性、抗剪强度等指标均 远低于 SBS 改性乳化沥青，且层间粘结强度的提高效 果不明显，所以排水性沥青路面实际工程中推荐使用
第三，能够具有良好的防水能力，面层之间的粘层 材料如果没有足够的防水能力，雨水将会浸入中下面
978-1-935068-93-8 © 2011 SciRes.
956
Proceedings of the 2011 3rd International Conference on Information Technology and Scientific Management (ICITSM 2011)
另外，粘层材料耐老化性能要好，材料的弹性、韧 性、强度不能在温度和环境的影响下过快老化，同时要 施工简便，工艺简单，不污染环境。
2 粘层材料的选择
综上所述，要保证路面良好的工作状态，就要改 善中、上面层的接触状态。通过对国内外类似工程设 计情况的了解，对代表性防水粘结层的调查，分析了 防水粘结材料的使用状况，选择了四类防水粘结选材 料：橡胶乳化沥青，路桥防水涂料，SBR 改性乳化沥 青，SBS 改性乳化沥青。分别对其材料的基本性能和 路用性能进行室内试验研究，分析试验结果，总结出 排水性沥青路面防水粘结层材料常用的试验方法和性 能要求，为工程实践中粘结层材料的选择及施工提供 一定的参考。
Table 3. Pull-out test results 表 3. 拉拔试验结果
室内指
标
SBR
橡胶乳化 路桥防水 未设粘结
SBS
沥青
涂料
层
抗拔强
度（MPa） 0.23
0.27
0.36
0.23
0.23
上表可以看出，设置粘结层后，SBS 改性乳化沥
青和橡胶乳化沥青层间粘结强度有一定的提高，其中 橡胶乳化沥青最优，SBS 次之。 SBR 改性乳化沥青 和路桥防水涂料对提高粘结强度效果不明显。
3 防水粘结层性能试验
3.1 原材料性能试验
四种材料均为改性沥青乳，因此根据我国《公路 沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中规定的 改性乳化沥青的试验方法对下列粘结材料进行检验。 不同改性沥青乳的性能试验结果见表 1。
Table 1. Properties of cohesive materials 表 1. 粘结材料原材料性能