沥青路面层间粘结检测方法分析
沥青路面结构层间结合效果评价的研究

[ 基金项 目] 东北林业大学研究生科技 创新项 目
后 , 在其表 面涂抹 改性沥青 , 质性沥青 , 分别 基 同步 碎
石 完全滑动型路面层 间结构 : ③ 在进行底层沥青混合
料填装 碾 压 后 , 其 表 面 打磨 光 滑 , 其 上 撒 厚 度 将 在
二 者的效 果都 比撒布 同步碎石要好。
4 结 语
( ) 沥青 路面的动稳定 度大小 与其层 间结合形 1
式 密切相关 , 间结合形 式 的改善 对于提 高层 间抗剪 层
图 2 剪切试验
强度从 而提高沥青路面的动稳定度较 有意义。 ( ) 在 试验 中得 到 了 以下 抗剪 强度关 系 : 全 2 完
高老 旧路面改造工程 的路 面动稳定 度提供理论依据 。
【 关键词】 沥青路面; 沥青混合料; 层间结合; 动稳定度 【 中图分类号】 T 584 U 2.2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 10 — 842 1 )3 06 — 2 01 66 (0 10 — 08 0
6 8
低
温
建
筑
技
术
2 1 年第 3 总第 1 3 ) 01 期( 5期
沥 青 路 面 结构 层 间结 合 效 果 评 价 的研 究
尚涤非, 程培峰
( 东北林业大学 土木工程学院 。 哈尔滨 10 4 0 0) 5
【 摘 要】 沥青路面不同层次之间联结主要有三种形式, 即完全连续型、 半连续半滑动型、 完全滑动型。本
随 着公路 的质量 的 日益提高 , 们对 路面 的质 量 人 也提出了越来 越高 的要求 , 路面 的动稳定 度是衡 量路
CRC+AC层间粘结材料路用性能试验分析

加 铺 后 的路 面 强度 、 定 性 及 耐 久 性 产 生很 大 的影 响 。针 对 粘结 材 料 存 在 的 问题 , 用 几 种 常 用 的粘 结材 料 进 行 试 稳 选
凝 土 面层铺 筑后 对 原有 C C R P路 面 的影 响很 大 , 其
中一方 面表 现为 连续 配筋混 凝土 层 与沥青 混凝 土层 之 间的层 问粘结 问题 。刚柔 复合 式路 面层 间粘 结处
性 ;② 良好 的粘 结 性 能 ;③ 良好 的耐 高温 性 、 刺 耐 穿 、 碾压 性 能 和 低 温抗 裂 性 ;④ 良好 的耐 久 性 ; 抗
C C+AC复 合式 沥青 路 面 是将 连u l ifre o cee 的 高 C C n i o s Re o cd C n rt) n y n
理想 的粘结 材料 应具 有 良好 的粘结 性 能 , 沥 青 混 使
凝 土 面层 与连续 配 筋混 凝 土 层 形成 整 体 , 分 发 挥 充
验 研 究 , 出相 应 的 控 制 指 标 , 粘 结层 设 计 与施 工提 供 试 验 依 据 。 提 为
关键 词 : 续 配筋 ; 连 复合 式 ; 结 材 料 , 粘 剪切 试验 , 拔 试 验 拉 中 圈分 类 号 : 1. 1 U4 6 2 文献标志码 : A 文 章 编 号 :0 85 9 (0 10 —0 50 10 —6 6 2 1 )50 1—4
Ab ta t As h l o c e e p v m e ta t rt e p v d h sf g e ti fu n eo h r i a sr c : p a tc n r t a e n fe h a e a r a n l e c n t eo i n l l g CRCP,rg d fe i i i- l x —
探析沥青路面层间粘结材料的施工技术

探析沥青路面层间粘结材料的施工技术作者:周建坤来源:《华东科技》2012年第12期【摘要】文章重点阐述了当前公路沥青路面层间粘结材料施工质量控制及管理中的不足,针对透层沥青、道路石油沥青下封层和乳化沥青粘层施工质量控制,研究探讨了施工技术的控制要点。
【关键词】公路;沥青路面;粘层;控制技术1 透层施工质量控制技术透层施工质量控制不但需要对原材料质量和施工工艺进行严格控制,而且承包人和总监办对施工细节管理也应加以重视,这样才能保证施工后的透层能真正达到“透入”的效果。
1.1 透层沥青质量要求和施工管理承包人应按设计文件要求,经调研和抽检后,选择性能较好的透层油的品牌,严禁擅自更改透层油规格或以次充好。
在承包人确定选用透层油的品牌和规格后,上报总监办,经审批同意后材料方可进场。
施工管理要求如下:(1)承包人和总监办应对每批次(20t)的透层沥青进行全套指标检测,检测结果必须符合设计文件和规范的技术要求;(2)在储存期内,承包人每天应对透层沥青的粘度和蒸发残留物进行检测,总监办应每隔3天抽检1次,对抽检不合格的透层沥青应及时清除出场,并将清除处理结果上报总监办核实;(3)喷洒透层沥青应在大面积施工前进行试验段试洒,以确定透层油喷洒工艺、喷洒量和渗透效果等,也应根据洒布车的喷嘴型号、喷洒面积、喷洒高度及行车速度情况,标定不同工况下透层油的喷洒量,以便控制后续透层沥青的喷洒量;(4)基层表面清扫的程度也是影响透层施工质量的一个关键因素,承包人在喷洒前应做好清洁工作,获得驻地监理工程师批准后方可进行喷洒。
1.2 透层施工质量控制要点根据公路路面透层施工存在的普遍问题和质量控制弱点,结合经济性和可行性分析,确定施工和养护过程中透层施工质量控制要点如下:(1)透层沥青洒布宜采用专用沥青洒布车,车辆自身应带有自动控制洒布量的电脑控制系统,洒布宽度和洒布量可调节,每个洒布喷头也应是可控的,从而保证洒布量的稳定和均匀性;(2)为提高透层沥青的渗透效果,通常情况下,应在水泥稳定碎石基层施工完毕并养生3h~6h后进行透层沥青喷洒施工,以水稳基层碾压成型后表面稍变干燥为宜(以表面泛白为度);(3)透层沥青应采用自动沥青洒布车一次喷洒均匀,如有花白遗漏部位由人工补洒,透层沥青洒布后,应渗入基层一定深度,不能形成油膜,若有油膜,应及时刮除;(4)当透层渗透深度达不到要求时,应从透层沥青质量或基层混合料配合比等方面查找原因;(5)透层沥青洒布前,应对人工构造物予以遮盖防护,以免造成污染;(7)喷洒后,为避免透层受到污染,应进行交通管制,禁止车辆通行。
公路沥青材料质量检测

公路沥青材料质量检测1.1.公路工程沥青材料试验一、沥青材料的试验项目沥青是一种在常温下呈固体、半固体或液体状的、黑褐色的有机胶结剂,它由极其复杂的碳氢化合物所组成。
沥青具有良好的粘结性、不透水性、耐化学腐蚀性及气候稳定性,用沥青铺筑的路面具有良好的力学性能,广泛应用于公路与桥梁工程中。
为保证沥青在使用中的性质,应当对沥青的三大技术指标(针入度、延度、软化点)进行检验。
二、沥青材料的取样方法在生产厂、储存或交货验收地点为检查沥青产品质量应当采集具有代表性的样品。
(1)沥青性质常规检验取样数量规定为:粘稠或固体沥青不少于1.5kg ,液体沥青不少于1l ,沥青乳液不少于4l 。
进行沥青性质的非常规检验及沥青混合料性质试验所需沥青的数量,根据实际需要确定。
(2)从无搅拌设备的储油罐中取样1)液体沥青或经加热变成流体的粘稠沥青取样时,应先关闭进油阀和出油阀,然后取样。
2)用取样器按液面上、中、下位置(液面高各为1/3 等分处,但距罐底不得低于总液面高度的1/6)各取规定数量样品。
每层取样后,取样器应尽可能倒净。
当储油罐过深时,亦可在流出口按不同流出深度分三次取样。
3)将取出的三个样品充分混合后取规定数量样品作为试样,样品也可分别进行检验。
(3)从有搅拌设备的储油罐中取样时,应将液体沥青或经加热已变成流体的粘稠沥青充分搅拌后,用取样器从沥青层的中部取规定数量试样。
(4)从槽车、罐车、沥青洒布车中取样1)设有取样阀时,可旋开取样阀,待流出至少4kg 或4l 后再取样。
2)仅有放样阀时,待放出全部沥青的一半时再取样。
3)从顶盖处取样,可用取样器从中部取样。
(5)在装料或卸料过程中取样时,要按时间间隔均匀地取至少3 个规定数量样品,然后将这些样品充分混合后取规定数量样品作为试样。
样品也可分别进行检验。
(6)从沥青储存池中取样时,沥青应加热熔化后经管道或沥青泵流至沥青加热锅之后取样。
分间隔每锅至少取3 个样品,然后将这些样品充分混允后再取规定数量作为试样,样品也可分别进行检验。
沥青标准粘度试验

沥青标准粘度试验一、引言。
沥青是道路建设中常用的材料,其性能直接影响着道路的使用寿命和安全性。
而沥青的粘度是衡量其流动性和变形能力的重要指标,因此对沥青的粘度进行准确的测试和评定具有重要意义。
本文将介绍沥青标准粘度试验的相关内容。
二、试验目的。
本试验的目的是通过测定沥青在一定温度下的粘度,来评定沥青的质量和性能,为道路建设和维护提供参考依据。
三、试验原理。
沥青标准粘度试验是通过在规定温度下,使沥青在规定时间内通过标准粘度计的孔径,根据流出时间来确定其粘度。
通常采用的是锥形和平板式粘度计。
四、试验仪器和设备。
1. 粘度计,包括锥形粘度计和平板式粘度计两种。
2. 恒温水浴,用于保持试验温度恒定。
3. 定时器,用于控制试验时间。
4. 试验容器,用于装载待测沥青。
五、试验步骤。
1. 将粘度计放入恒温水浴中,使其温度稳定在试验温度。
2. 取一定质量的沥青样品,放入试验容器中。
3. 将试验容器放入恒温水浴中,使沥青温度与试验温度相同。
4. 将粘度计放置在试验容器上,开启定时器,记录沥青通过粘度计孔径的时间。
5. 根据记录的时间和粘度计的标准曲线,确定沥青的粘度。
六、试验数据处理。
根据试验记录的数据和标准曲线,计算出沥青的粘度值,并进行比对和评定。
七、试验注意事项。
1. 试验过程中要保持试验温度的稳定。
2. 沥青样品要充分溶解均匀,避免出现气泡和颗粒。
3. 试验操作要规范,确保数据准确可靠。
八、试验结果分析。
通过沥青标准粘度试验,可以得到沥青在特定温度下的粘度数值,根据这一数值可以评定沥青的质量和性能。
通过对不同沥青样品的试验结果进行比对和分析,可以为道路建设和维护提供科学依据。
九、结论。
沥青标准粘度试验是评定沥青质量和性能的重要手段,通过对沥青在特定温度下的粘度进行测定,可以为道路建设和维护提供参考依据。
十、参考文献。
1. 《公路工程沥青和沥青混合料试验规程》。
2. 《沥青材料试验方法》。
3. 《道路沥青工程技术规范》。
沥青路面基-面层间拉拔试验研究

2 . 2 试 验结 果处 理和分 析
试 验过程 中万 能试 验机 软件 系统记 录 了不 同
时间 的负荷 与位 移数据 , 然后 , 采用 Ma t l a b 7 . 0软
O
o
0 . 5
1 . o
1 . 5
2 . o
2 . 5
3 . o
拉拔位移/ m m
态评 价并 未形 成 完 善 体 系 , 造 成 沥 青路 面结 构 的 基 层 与 面层 间联 结 薄 弱 , 降 低 了路 面结 构层 在 荷
标 配合 比设计 报 告 》 、 《 江西 某 高 速公 路 下 面层 5 O
号道 路石 油 沥 青 AC 一 2 5沥 青 碎 石 目标 配 合 比设
载作 用下 的整 体 性 , 是 路 面 早 期 病 害 出 现 的 主要
诱 因, 使 路 面竣 工后 因基 一 面层 间 处治 质量 问题而
计报 告 》 及《 规范》 进行 。级 配 曲线见 图 1 。
出现 的推 移 、 剪 切 或 水 损 破 坏 现象 较 为普 遍 。因 此, 做好 基层 与 面层 间处 治 工 作 对 确保 路 面结 构 远离 水损 害等 早 期 病 害 , 保 证 路 面 结 构 在 运 营期 内优 良的使用 质 量非 常关 键 J 。
1 材 料
量
瓣 捌
赠 疆
1 . 1 沥 青
本研 究采 用 的 AH一 5 0号 沥 青 作 基 质 沥青 和 改性 乳 化沥 青 , 其 技术 指 标测定 结 果符 合《 公路 沥 青路 面施 工技 术 规 范 》 [ ( 以 下 简称 《 规范》 ) 的技 术要 求 。 1 . 2 集 料 本研 究 在实 体 工 程 上 优选 石 灰 岩 , 集 料 的各
半刚性基层沥青路面层间结合问题分析

表 2 车辆荷载计算参数
车 辆 轴 重 ,N l 【 轮压 , a MP lo o 07 7 . O lO 3 07 9 .8 l.5 1 2 4 10 8 08 9 .7 20 3 09 0 . 4 30 o O9 7 .9 1. 2 54 7
当量 圆半 径 /m 1 . O c 06 5
l.6 1 . 7 27 6. 39 5
应 力 朋 P a
O3 -0
路
面 深
度
莹
图 1 正应力随荷载变化情况 ( 层间连续)
仍然允许车辆和行 人经过 , 致使基层顶 面或路 面有许 多尘土 , 在
下 一 结 构 层 施 工 之 前 未 能及 时 清 扫 ,从 而 影 响 了路 面结 构 层 之
据 分析 结 果为 设 计及 施 工提 供 建议 。 关键 词 : 半 刚性 基 层 ; 间结 合 ; 应 力 ; 应 力 层 拉 剪
中图分类号 :U462 7 1.1
文献标识码 :A
文章编号 :o0 8 3 (o83 一 0 1 0 1 0 — 162 0)5 o4 _ 2
近些年来 , 随着我 国道路建设事业 的发展 , 无机 结合料稳定 材料 ( 简称半 刚性材料 ) 修筑路面结构 的基层和底基层 已经得到 了普遍 的推广和应用 ,太原 市高等级公路 的路 面结构也 大都 采 用半 刚性基层沥青路面 ,并将其逐渐发展为唯一 的路 面结构形 式 。然而 , 刚性基层沥青路面 的早期损坏一直是 困扰着道路工 半 作者 的主要问题 , 导致这种早期损坏 的原 因众 多 , 中半 刚性 基 其 层与沥青混凝土面层之间联结不好 、整体性不强是 主要 根源之 文章研究的主要 目的是通 过理论 计算分析基层 间与面层 间 界 面条件变化对路面受力状况的影 响பைடு நூலகம், 确定其 影响规律 。 为路 面 设计和施工提供依据和建议。
沥青路面基面层间结合状态的数值分析

3 石家庄市交通运输局 ,石家庄 00 5) . 50 1 摘 要 :为了真实反 映半刚性基 层沥青路 面层 间黏结状 态,评价 不同处治措施 对基 面层间结合状态的改进情况 .建
层 间直 剪试验 ,对数值 分析 结果进 行试验 验证.研究结果袁 明:逐 渐损伤 的脱层 分析模 型能更本质地反映不 同处治
措施对基 面层 间黏 结强度 的影响 ;采用精 铣刨处治半刚性基层表 面可有 效提 高基 面层间黏结强度 ,与传统撒布基质 沥青 、S S改性沥青、胶粉改性沥青相比 ,其层间黏 结强度 可分别提 高 5 . B 43 %、2 . 0O %和 1.% 25 .
Ab ta t I r e o tuy r fe tte b n ig sae b t e a e a d s ra e c u s s o e ir i a e a p at sr c : n o d rt r l e c h o dn tt ewe n b s n u fc o re fsm -i d b s s h l l g p v m e ta d e au t h m p o e e to i e e tly r ram e t an m eia d lb s d o rd a a g a e n n v l aete i r v m n fdf r n a e ste t n , u rc lmo e a e n g a u ld ma e t e r se tbih d t n lz o d c n a tsae fo t e me o c p c a ge n t i a e , t e a p l, SBS h o y wa sa l e o a ay e r a o tc tt r m h s s o i n l.I h sp p r h shat s m o i e s h l, rb e o i e s h l, a d bo dn te gh b t e n b s n u fc r si td, a d df d ap at u b rm df d ap at n n ig srn t e i i w e a e a d s ra ewe e e t mae n J HY- s e ra p rt swa sd t n p c n e y h rd cin r s l . e rs l h w h tg a u ld m a e A h a p aau su e o is e ta d v nf t ep e it e ut Th e ut s o t a r d a a g o s s
沥青路面层间粘结试验方法比较

沥青路面层间粘结试验方法比较摘要:沥青路面层间粘结质量直接关系到道路的使用性能和服役年限,尤其是长大纵坡路段、小半径路段、交叉口等特殊路段,层间切向剪应力远高于普通路段,沥青路面更容易出现层间剪切破坏的问题,导致路面结构发生层间滑移,甚至断裂分离,引发U形裂缝、坑槽等路面病害,缩短路面的使用寿命。
目前,有关沥青路面层间粘结性能的研究缺乏统一的试验评价体系,试验方法众多。
本文特梳理了国内外沥青路面层间粘结性能测试的方法,旨在为测试的设计及结果比较提供借鉴和依据。
此外,笔者通过研究发现,剪切试验是测试沥青路面层间粘结性能的有效方法。
关键词:沥青路面;层间粘结;试验方法沥青路面因其耐久性强、平整度好及便于养护维修等优点得到了广泛的应用。
根据相关统计,我国现有国省干线公路中90%以上面层为沥青混合料。
随着经济的迅猛发展,货物运输车辆重载、超载、超限的现象越来越普遍,加之气候条件反常,强降雨及高温天气频繁出现,沥青路面在经过重载、雨水及高温外界条件的综合作用下将会发生耦合损伤,沥青混合料路用性能降低,使得路面出现裂缝类病害(如横向裂缝、纵向裂缝等)和面积类病害(如龟裂、块裂、沉陷、坑槽、松散等)。
然而,沥青混合料产生的性能损伤不仅与面层材料、结构有关,而且层间粘结对沥青混合料路用性能有着较大的影响。
一、沥青路面层间粘结性能影响因素目前,我国沥青路面设计采用的是力学-经验法,设计理论为弹性层状体系理论。
其中,部分假设条件为路面在行车荷载的作用下,各结构层材料处于均匀、各向同性的连续状态,层间接触界面上的应力和位移完全连续(连续体系),或竖向应力和位移连续而层间的摩阻力为零(滑动体系)。
然而,层间通常采用黏层材料来粘结上下结构,因施工条件、接触界面均匀性的影响,层间接触界面受到弯拉应力及横向剪切应力作用,变得较为薄弱。
为量化评价沥青路面层间受力情况,通常采用抗剪强度作为评价指标。
沥青混合料的受力情况复杂,不仅受到多种因素的作用,且各作用力之间不是独立的。
公路基层粘结强度试验

公路基层粘结强度试验的目的是检测基层材料之间粘结力的强弱。
这个试验通常在公路修建过程中或者修整后进行,以确保基层的稳固性。
以下是公路基层粘结强度试验的基本步骤:
准备试验样品:从待检测的基层材料中切割出规则的样品,确保样品的尺寸、形状、表面处理等符合试验要求。
安装试验装置:将样品放置在试验装置中,确保样品固定牢固,不会在试验过程中发生位移或滑移。
施加压力:通过试验装置对样品施加一定的压力,模拟基层所承受的实际压力。
观察粘结情况:在施加压力的过程中,观察样品的粘结情况,包括是否有剥离、开裂等现象。
测量粘结强度:根据试验结果,测量样品的粘结强度,通常以单位面积上的力来表示。
数据分析:将试验数据进行分析,计算出基层材料的粘结强度,并与标准值进行比较。
得出结论:根据数据分析结果,得出基层粘结强度的结论,判断是否符合设计要求或标准规范。
需要注意的是,在进行公路基层粘结强度试验时,要遵守相关的安全操作规程,确保试验过程的安全性。
同时,也要遵循相关的质量标准和规范,确保试验结果的准确性和可靠性。
沥青混凝土路面离析现象的检测方法

沥青混凝土路面离析现象的检测方法随着城市化进程的加速和交通运输的发展,路面的质量成为了人们关注的焦点。
而沥青混凝土路面离析现象是一种常见的路面病害,它会给交通运输带来很大的安全隐患。
因此,对于沥青混凝土路面离析现象的检测方法,我们需要有全面的了解。
一、沥青混凝土路面离析现象的定义沥青混凝土路面离析现象是指沥青混凝土路面表层与底层之间的粘结力不足,导致路面表面出现开裂或剥落的现象。
离析现象主要是由于沥青混凝土路面在施工过程中或使用过程中存在一些问题,例如材料质量不佳、施工不规范、车辆超载等。
二、沥青混凝土路面离析现象的危害沥青混凝土路面离析现象会对交通运输带来很大的安全隐患,主要表现在以下几个方面:1.增加车辆行驶阻力,降低行驶速度,影响交通流畅度。
2.路面表面不平整,容易导致车辆失控,发生事故。
3.离析现象会加速路面的老化,缩短路面使用寿命。
三、沥青混凝土路面离析现象的检测方法为了及时发现和解决沥青混凝土路面离析现象,我们需要采用一些有效的检测方法。
目前常用的检测方法主要有以下几种:1.视觉检测法视觉检测法是最常用的一种检测方法,它主要是通过人眼观察路面表面的情况,判断路面是否存在离析现象。
这种方法简单易行,但是准确性较低,只能检测到表面的离析现象,无法检测到深层次的问题。
2.声波检测法声波检测法是一种非破坏性检测方法,它可以通过声波的传播来检测路面的内部结构情况,判断路面是否存在离析现象。
这种方法准确性较高,但是需要专业的设备和技术人员,成本较高。
3.红外线检测法红外线检测法是一种新型的检测方法,它可以通过红外线热像仪来检测路面表面的温度分布情况,判断路面是否存在离析现象。
这种方法准确性较高,而且可以快速地检测大面积的路面,但是需要专业的设备和技术人员,成本较高。
四、结语沥青混凝土路面离析现象是一种常见的路面病害,对交通运输带来很大的安全隐患。
为了及时发现和解决离析现象,我们需要采用一些有效的检测方法。
沥青标准粘度试验

沥青标准粘度试验一、引言。
沥青是道路施工中常用的材料,其质量直接影响着道路的使用寿命和安全性能。
而沥青的粘度是衡量其流动性和适应性的重要指标,通过粘度试验可以评估沥青的质量和性能。
因此,进行沥青标准粘度试验对于保障道路施工质量具有重要意义。
二、试验目的。
本试验旨在通过测定沥青的粘度,评估其流动性和适应性,为道路施工提供质量保障。
三、试验原理。
沥青标准粘度试验采用旋转粘度计进行,通过测定在一定温度下沥青的粘度值来评估其性能。
试验中,将待测沥青样品置于旋转粘度计的容器中,以一定的转速旋转样品,通过测定转子所受阻力来计算沥青的粘度值。
四、试验仪器和设备。
1. 旋转粘度计。
2. 恒温水浴锅。
3. 试验沥青样品。
4. 温度计。
5. 计时器。
五、试验步骤。
1. 将旋转粘度计放置在恒温水浴锅中,待温度稳定后记录温度值。
2. 取适量沥青样品置于旋转粘度计的容器中。
3. 将容器放置在旋转粘度计上,设定转速并开始计时。
4. 在规定时间内,测定转子所受阻力的数值。
5. 根据所测得的数值和试验温度,计算出沥青的粘度值。
六、数据记录与分析。
根据试验得到的数据,绘制沥青粘度与温度的关系曲线,分析不同温度下沥青的粘度变化规律。
七、试验结果与讨论。
根据试验结果,对沥青的粘度进行评价,分析其对道路施工的影响,并提出相应的建议和改进措施。
八、结论。
通过沥青标准粘度试验,得出沥青在不同温度下的粘度值,评估其流动性和适应性,为道路施工提供了重要的参考依据。
九、注意事项。
1. 在试验过程中,严格控制温度和转速的稳定性,保证试验数据的准确性。
2. 每次试验前,需对试验仪器和设备进行检查和校准,确保其正常运行。
3. 对试验沥青样品的选取和保存要求严格,避免外界因素对试验结果的影响。
十、参考文献。
1. 《道路工程沥青及沥青混凝土试验方法》。
2. 《沥青标准粘度试验操作规程》。
十一、致谢。
感谢参与本试验的工作人员和相关专家对本试验的指导和支持。
刚性基层薄层沥青路面层间粘结体系研究

交
通
科
学
与
工
程
Vo 1 . 2 9 No . 2
J OURNAL OF T RANS PORT S CI ENC E AND E NGI NE ERI NG
J u n . 2 0 1 3
文章 编 号 : 1 6 7 4 —5 9 9 X( 2 0 1 3 ) O 2 _ _ O O 0 7 一O 5
中图 分 类 号 : U4 1 6 . 2 1 7 文 献 标 识码 : A
Ri g i d ba s e t h i n l a y e r o f a s p ha l t p a v e me n t o f i nt e r l a y e r b o n di ng s y s t e m
Ab s t r a c t :Pa v i ng a s ph a l t s ur f a c e s o n c e me nt c o nc r e t e p a ve me nt c a n f o r m a r i gi d — f l e x i bl e
摘
要: 在 水 泥 混 凝 土路 面 上 加 铺 沥 青 面 层 可 以 形 成 一 种 刚 柔 相 接 的 复合 式 路 面 结 构 , 而 刚 柔 界 面层
间 粘 结 处 理 技 术 会 成 为 复 合 式 路 面 的 技术 关键 . 针 对 新 建 连 续 配 筋 混 凝 土 刚 性 基层 薄 层 沥 青 路 面 , 通 过 对 不 同 界 面 处 理 方 式 的 室 内剪 切 试 验 和拉 拔 试 验 , 对 比 不 同水 泥 混凝 土板 的处 理 方 式 、 不 同的 粘 结 材 料
沥青路面层间结合的扭剪与拉拔试验分析

沥青路面层间结合的扭剪与拉拔试验分析韩志宇;张新天【摘要】重载道路沥青路面层间结合具有特殊的受力状态.综合基层其抗扭剪性能与抗拉拔性能以及两者之间的相关性可以全面评价层间黏结效应.以简化的结构模型为基础,通过设计实验方法确定基于两指标的黏结层材料洒布量的变化规律,并提出了两者间的关系方程.【期刊名称】《北京建筑大学学报》【年(卷),期】2015(031)002【总页数】8页(P8-14,28)【关键词】层间结结;扭剪试验;拉拔试验;相关性【作者】韩志宇;张新天【作者单位】北京建筑大学土木与交通工程学院,北京100044;;【正文语种】中文【中图分类】U416.031 问题的提出1.1 问题提出的背景沥青路面层间结合的黏结性能检验最早出现在桥面防水材料的检验中.英国于1986年制定了公路施工黏结质量检测规范;至20世纪70年代中后期,德国、法国等大多数欧洲国家均有专门的桥面防水材料选择标准和防水系统黏结性能设计施工规范,加拿大和美国也有近半数的省、州制定了相关标准和规范.而我国到目前为止,还没有制定相应的路面层间黏结性能检测标准与规范,未形成一套适用于评价沥青路面层间黏结以及桥面防水层的检测指标和试验手段[1].《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)要求沥青路面采用分层施工,铺筑某一结构层前要对其下承层进行处理,保持表面清洁,并在基层与面层之间洒铺透层油,在面层之间洒铺黏层油.虽然现行规范对透层油和黏层油的规格和用量进行了规定,但并未规定采用什么评价指标和检测方法来评价联结层的黏结效果.综上所述,国内外对沥青路面层间黏结的检测指标主要有两个:抗剪切强度和黏结强度[2].抗剪切强度指标用于层间黏结状态评价符合车轮荷载作用下路面受力状态,检测方法较多却不统一;黏结强度指标是层间黏结状态的间接评价指标,检测方法简便、统一.1.2 模型的提出汽车在路面行驶时轮胎与路面产生水平摩擦力,从而使路面结构内产生较大的剪切应力.在道路的下坡急拐弯路段、服务区、十字路口等地方,路面结构内产生的剪切应力更大,并且会产生较大的水平力矩作用.目前抗剪强度指标的检测方式有斜剪与直剪两种,抗扭剪强度指标的检测没有得到普遍应用.但随着道路车流量逐渐增大,车辆轴载也不断增加,路面联结层抗扭剪作用表现得更明显,应该得到更为广泛的重视.取受力模型如图1所示圆柱体,表面半径为r,高为联结层厚度.当不考虑垂直荷载,仅仅以表面力矩为研究对象时,施加在表面均布的力矩可等效简化为作用在边缘的力矩,其沿边缘周长连续分布.图1 扭剪试验单元受力示意图其中:P为外力,其大小为;t为层间黏结力;α为截面边缘单元与竖直方向夹角.在联结层边缘任选一点,取其与表面圆心连线所在截面,将其分割成有限个竖直受力单元,如图1所示.假设截面在外力作用下发生微小形变,由于截面从外到内形变呈递减趋势,所以两个相邻单元之间存在相对位移和应力作用,且在无限接近于圆心位置,相对位移和应力作用都趋近于0.由此可以近似认为:外力截面最外侧单元向内部传递[3],截面受力平衡如图2所示.其中:q为截面个单元所受黏结力在水平方向分力.图2 截面水平力受力平衡示意图由图2可知q近似为三角形均布荷载,截面边缘为应力最大位置.当抗扭剪力达到最大时,设截面边缘单元与结构层黏结力为g,则:由图1所示截面边缘受力平衡得到:联结层所受外力力矩M为:得出:路面要保持良好的连续状态,联结层除了要提供足够的抗剪强度外,还要在竖直方向具备良好的黏结强度.层间拉拔试验可以检验路面结构上、下层间的黏结力,反映出路面结构的黏结强度[4].将联结层分割为有限个竖直单元,单元两端由黏结力提供拉力,近似可模拟为以下模型[5]:图3 拉拔试验单元受力示意图由图3可得,所施加外部拉力T0为:由式(4)和式(5)可近似得外部施加扭剪力与拉拔力关系为:即抗扭剪力与抗拉拔力近似关系为:从理论模型上可以看出:1)扭剪试验和拉拔试验均能很好地评价联结层的黏结作用,并且两者之间存在理论上的线性关系.2)两种试验从不同角度对联结层进行评价试验,得出两种表征不同的性能指标,所以,在评价道路结构性能时有必要同时试验.3)在实际情况中,还有其他因素影响联结层黏结性能,设为θ,所以式(7)可表为:图4 试验设备示意图2 试验方案设计2.1 扭剪试验扭剪试验的主要思想是模拟路面层间在受到方向变化的剪切力时的状态,严格来说其试验原理和路面实际受力状况有一定差别.但是通过模型方程来看,其得到的结果仍然是层间平均抗剪强度,并以此来逼近层间的实际受剪状态,且试验方法比较简单,容易控制,因此用它来评价层间的抗剪切性能是可以接受的[6].试验原理如图4所示.将成型好的试件固定在底座上,套上夹具,动力部分通过传力杆向试件施加力矩作用.当试件发生扭剪破坏时,数显窗口会显示向试件所施加的最大力矩值.本试验采用交通运输部科学研究院自行研制的数显扭剪仪,其结构紧凑,可靠程度高,易于上手使用;模块化设计,拆装方便,适合室内及现场检测沥青路面层间结合性能.2.2 拉拔试验拉拔试验是直接检测路面上、下两层间黏结能力的方法,其结果可反映层间结合部位整体不脱离的能力.同时,因为沥青路面层间抗剪强度主要来自于黏结材料的贡献,所以拉拔试验的结果也能部分反映层间的抗剪切变形能力[7].试验原理如图4所示.在底座上固定好试件,套上夹具,放置好千斤顶支座,并安装好千斤顶,在液压控制部分缓慢向试件试压,当试件发生拉拔破坏时,数显窗口显示此时向试件施加的最大拉力值.试验仪器在数显扭剪仪的基础上改装,去掉扭剪动力部分,增加千斤顶和液压装置.2.3 试验条件1)针对透层试验试件,采用“沥青混凝土面层+透层+半刚性基层”组合方式.黏结材料选用基质沥青和改性乳化沥青[8],分别做扭剪试验与拉拔试验.试件成型模具与无侧限抗压试件成型模具相同尺寸,复合试件如图5所示.2)针对下封层试验试件,采用“沥青混凝土面层+透层+下封层+半刚性基层”组合方式.透层采用改性乳化沥青,洒布量为1.5 kg/m2;下封层黏结材料选用基质沥青和改性乳化沥青,在20℃分别做扭剪试验与拉拔试验.上述其他条件不变,试件在40℃分别做扭剪试验与拉拔试验.复合试件如图6所示. 图5 透层复合试件结构模型图6 下封层复合试件结构模型3 试验数据分析3.1 透层试验采用改性乳化沥青,洒布量为0.5 kg/m2、1.0 kg/m2、1.5 kg/m2、2.0kg/m2,对成型好的试件进行扭剪试验和拉拔试验,结果如表1.表1 改性乳化沥青透层扭剪和拉拔试验数据洒布量(kg/m2)0.5 1.0 1.5 2.0扭剪力矩(N·m)113.4 131.6 172.3 139.4拉拔力(kN)1.1 1.5 2.2 1.8当其他条件不变,将黏结材料更换为普通基质沥青,分别做扭剪试验与拉拔试验.所得结果如表2所示.从图7、图8可以看出,黏结材料为改性乳化沥青或是基质沥青时,其抗扭剪性能都随着沥青洒布量的增加呈现先增加后减少的规律,其抗拉拔能力亦是如此.当黏结层改性沥青的洒布量较小时,黏结层油膜较薄,层间的黏结力较小;随着洒布量超过最佳用量后,层间自由沥青增加,黏结力主要由沥青本身提供,且自由沥青在层间起着润滑作用,致使抗剪强度减小.根据曲线峰值可以得出,在水泥稳定碎石基层表面喷洒透层油时最佳洒布量在1.5 kg/m2附近;在洒布量超过最大值后,抗扭剪性能迅速下降,而抗拉拔能力则下降趋势平缓;通过曲线峰值的比较,基质沥青的黏结性能不如改性乳化沥青.表2 基质沥青透层扭剪和拉拔试验数据0.5 1.0 1.5 2.0扭剪力矩(N·m)洒布量(kg/m2)60.5 79.6 114.9 87.4拉拔力(kN)0.8 1.0 1.5 1.3针对两种沥青材料,在不同洒布量条件下做抗扭剪力和抗拉拔力的相关性分析,其结果如图9所示.图7 改性乳化沥青透层扭剪和拉拔试验结果图8 基质沥青透层扭剪和拉拔试验结果从图9可以看出,抗拉拔力和抗扭剪力呈明显的线性关系,也符合力学分析模型的假设.进一步可知,试验所得的抗拉拔能力指标能反映抗扭剪性能指标,即抗拉能力强的材料,其抗扭剪能力也一定强.图9 两种沥青透层扭剪和拉拔试验关系图3.2 下封层1)试验中黏结料为改性乳化沥青,其洒布量分别 0.5 kg/m2、1.0 kg/m2、1.5 kg/m2、2.0 kg/m2,集料粒径为3~5 mm,洒布量为60%,在20℃分别做扭剪试验与拉拔试验.所得结果如表3所示.表3 改性乳化沥青下封层20℃扭剪和拉拔试验数据洒布量(kg/m2)0.5 1.0 1.5 2.0扭剪力矩(N·m)313.4 354.7 447.8 140.4拉拔力(kN)1.2 1.7 2.5 2.0当其他条件不变,将黏结材料更换为普通基质沥青,分别做扭剪试验与拉拔试验.所得结果如表4所示.从图10、图11可以看出,由于集料的存在,黏结层在先洒布透层的情况下增加了沥青用量,并且随着沥青洒布量的增加,抗扭剪性能都随着沥青洒布量的增加呈现先增加后减少的规律,其抗拉拔能力亦是如此.根据曲线峰值可以得出,在水泥稳定碎石基层表面设置下封层时,黏结材料最佳洒布量在1.5 kg/m2附近;在洒布量超过最大值后,抗扭剪性能下降十分明显,而抗拉拔能力则下降趋势平缓;通过曲线峰值的比较,基质沥青的黏结性能不如改性乳化沥青;由于集料的存在,下封层的抗扭剪性能相比透层有很大提高.表4 基质沥青下封层20℃扭剪和拉拔试验数据0.5 1.0 1.5 2.0扭剪力矩(N·m)洒布量(kg/m2)116.9 143.6 224.9 132.4拉拔力(kN)0.8 0.9 1.6 1.3在沥青材料洒布量超过最佳值后,扭剪试验与拉拔试验所得结果出现很大差异,初步认为是由于集料对抗扭剪作用的影响造成的,所以取其从初始洒布量至最佳洒布量之间的变化趋势为研究对象.针对两种沥青材料,在不同洒布量条件下进行抗扭剪力和抗拉拔力的相关性分析.图10 改性乳化沥青下封层20℃扭剪和拉拔试验结果图11 基质沥青下封层20℃扭剪和拉拔试验结果从图12可以看出,抗拉拔力和抗扭剪力呈明显的线性关系,也符合力学分析模型的假设.由于基质沥青的黏结强度较小,其抗拉拔能力和抗扭剪能力变化范围较小,致使两者相关性十分显著.图12 两种沥青下封层20℃扭剪和拉拔试验关系2)其他条件同上,黏结材料选用改性乳化沥青,试件在40℃条件下分别做扭剪试验与拉拔试验.所得结果如表5所示.表5 改性乳化沥青下封层40℃扭剪和拉拔试验数据0.5 1.0 1.5 2.0扭剪力矩(N·m)洒布量(kg/m2)293.9 334.5 439.6 152.3拉拔力(kN)1.3 1.7 2.5 1.9当其他条件不变,将黏结材料更换为普通基质沥青,试件在40℃条件下分别做扭剪试验与拉拔试验.所得结果如表6所示.表6 基质沥青下封层40℃扭剪和拉拔试验数据0.5 1.0 1.5 2.0扭剪力矩(N·m)洒布量(kg/m2)86.9 103.6 146.0 92.4拉拔力(kN)0.5 0.6 0.9 0.7在40℃条件下,相比较20℃温度下的扭剪试验和拉拔试验,当黏结材料为改性乳化沥青时,抗扭剪性能和抗拉拔性能想差无几,这说明改性沥青有着较大的温度适用范围;而普通基质沥青的两个性能指标发生了较大程度下降,这说明基质沥青具有较强的温度敏感性;但随着黏结材料洒布量的增加,抗扭剪性能和抗拉拔性能的变化趋势都与其他条件下相似.图13 改性乳化沥青下封层40℃扭剪和拉拔试验结果图14 基质沥青下封层40℃扭剪和拉拔试验结果仍旧取从初始洒布量至最佳洒布量之间的变化趋势为研究对象.针对两种沥青材料,在不同洒布量条件下进行抗扭剪力和抗拉拔力的相关性分析.图15 两种沥青下封层40℃扭剪和拉拔试验关系从图15可以看出,抗拉拔力和抗扭剪力呈明显的线性关系,也符合力学分析模型的假设.由于基质沥青的温度敏感性,在较高温度条件下黏结强度明显下降,其抗拉拔能力和抗扭剪能力变化范围进一步减小,致使两者相关性更为显著.4 结论:1)试验结果表明扭剪试验和拉拔试验所得应力-洒布量曲线有相似的变化趋势,即都随着沥青洒布量的增加呈现先增加后减少的变化趋势;2)同时验证了联结层的抗扭剪性能和抗拉拔性能在不同的层间处理方式、不同黏结材料、环境温度等条件下,都存在近似的线性关系,所以两者使用于相同条件的联结层黏结强度测试试验;3)扭剪试验结果中,在曲线尾端,变化趋势与拉拔试验结果发生的很大差异,这说明在黏结材料超过最佳洒布量后,有除了黏结力以外的因素显著影响了联结层抗扭剪性能,所以式(8)中θ应该同样为一个可变函数;4)抗拉拔性能主要受材料本身性质的影响,适用于路面层间黏结的普遍检测;抗扭剪性能影响其变化的因素较多,适用于黏结层设计评价和典型路面检测评价等.所以,在实际检测中有必要进行扭剪试验和拉拔试验,以达到综合评价的目的.参考文献:[1]刘丽.沥青路面层间处治研究[D].西安:长安大学,2008[2]张晓燕,韩萍,段丹军.沥青路面层间结合检测方法及指标研究[J].公路交通科技:应用技术版,2009(7):16-18[3]刘奉银,俞茂宏,殷建华.双剪统一强度研究的扭剪试验应力路径与控制[J].岩石力学与工程学报,2005,24(14):2463-2467[4]严二虎,沈金安.半刚性基层与沥青层之间界面条件对结构性能的影响[J].公路交通科技,2004(1):38-41[5]丁浩,黄博,陈云敏,等.浙大空心圆柱扭剪仪功能介绍及动态加荷能力研究[A]∥第25届全国土工测试学术研讨会论文集[C].2008:126-133[6]Mark Everett Woods,Laboratory Evaluation of Tensile and Shear Strength of Asphalt Tack Coats[D].Mississippi State University,2004 [7]刘绍健.沥青路面层间黏结性试验研究[J].华东公路,2010(5):22-27 [8]苏凯,武建民,戴经梁,孙立军.沥青混凝土路面基面层间结合材料的研究[J].公路,2005(6):161-162[9]陈明星,何国花.层间结合检测方法及指标的试验路验证与应用[J].公路交通科技:应用技术版,2009(7):30-33。
桥面沥青铺装防水粘结层的试验方法分析

变 形 的 能 力 ,还 需 要 具 有 平 整 性 、 抗 滑 耐 磨 耗 性 、 防 水 性 等 填 补 裂 纹 , 双 层 防 水 , 大 幅 度 提 高 路 面 附着 系 数 , 无 需 热 沥 特 点,其耐 久性 是大跨径 钢桥建 设 中的一项 高难度 的关键 技 青碎石 拌合及 拌合料 的运输 作用等优 点 , 由于碎石 与沥青 的 术。 可靠粘 结 ,同步碎石 封层 可 以做得 很薄 ,同步碎石 封层施 工 1防水粘结层 的作用 工艺 简单 ,仅 一辆 同步碎石 封层车 便可完 成主要 施工作业 , 桥面铺装层 中的防水粘 结层是确 保其结构耐久性的重大措 而且施 工速度 快 ,同步碎 石能较好 的满足 水泥混 凝土 防水粘 施之 一 。防水粘 结层 的设置对桥 面铺 装十分 关键 。如 果桥 面 结层 的各项功 能要求 ,具有 防水 、阻水功 能,能 与水泥混 凝 铺装 未设 防水层 或者 防水效果 不好 ,则从面层 渗入 的水会 引 土桥面 及沥青 铺装层 牢 固粘 结成为 一个整 体 ,真 正起到 防水 起 面 板 的损 坏 , 甚 至 腐 蚀 主 梁 钢 筋 , 使 钢 筋 生 锈 而 威 胁 主 梁 粘 结 层 的 作 用 。 安 全 。主 梁 下 部 出 现 盐 霜 或 渗 水 现 象 , 也 将 影 响 桥 下 交 通 安 3常用的防水粘结层的试验 全 。如果 所设 防水层 与桥面铺 装层及 桥面板 问粘结 力不足 , 我 国 现 行 沥 青 路 面 设 计 规 范 中采 用 弹 性 层 状 连 续 体 系 理 论 抗 水 平 剪 切 能 力 较 弱 , 在 水 平 方 向上 易 产 生 相 对 位 移 发 生 剪 进行 设计 ,然而实 际的路 面结构在 荷载作 用下 ,其层 间接触 切破 坏 ,产 生推 移 、拥 包等病 害 ,混 凝土 的整体性被 破坏 , 既非 完全连续 ,也非 完全光 滑 ,而 是介于 这两种 极端状况 之 加 上车轮 的剧烈 冲击和 荷载 的作用还 易使桥 面 出现 松散 、剥 间 。力学研 究结果表 明层 间粘结 的好 坏对 于传递 竖 向荷 载及 落 等病 害。可见 ,桥面 铺装层 中 的防水粘结 层是保 证铺装 层 层 间剪应力 至关重要 ,沥 青路面层 间粘结 性能 的好坏直接 影 与桥面板粘结成 一个整体 的关键 。 响路 面使用 性能 。 《 公路钢 箱梁桥 面铺装 设计 与施工技 术指 2桥 面防水粘结层 的材 料 南 》中有关 防水体 系 的性 能检测 指标 ,对 我们研 究水泥 混凝 对 桥 面 防水粘 结层 的性 能要 求如 下 ( 1 ) 较 强 的 抗 渗 能 土桥 的沥青 混合料铺 装也 具有重要 指导作 用 。国 内外学 者早 力; ( 2 )力 学性 能稳 定 ; ( 3 ) 良好 的抗 变形 能力 ; ( 4) 已认 识到层 间粘结 的重要 性 ,在层 间结合 问题上 做 了大量 的 良好的耐 久性 能; ( 5 ) 良好 的协 调性 能; ( 6 )施工操作 性 研究 。 好 。根据 国 内外桥面 防水粘 结材料 的应用情 况和 发展方 向, 3 . 1 室 内 评 价 试 验 选 用S B S 改性 沥 青 ( 撤碎 石 )、环氧 沥 青粘 结材 料 ( 撒 碎 常用 的防水粘结层路用性能室 内评价试验主要包括剪切试 石 ) 、橡胶 沥 青 ( 撒 碎 石 ) 、 乳 化 沥 青 稀 浆 封 层 等 粘 层 材 验 以及 拉 拔 试 验 。 料。 3 . 1 . 1 剪 切 试 验 2 . 1涂膜 类防水粘结材 料 混凝土桥面沥青混凝土铺装最主要 的病害是面层沥青混凝
路面层间粘结层的应用及粘结强度的评价

路面层间粘结层的应用及粘结强度的评价摘要:分析了粘结层种类、用量、混合料类型、试验温度及法向压力等 5 种因素对粘结强度的影响, 目的是确定评价路面层间粘结强度的最佳试验条件。
试验结果表明这些因素对粘结强度都有重要影响, 其中试验温度的影响最显著, 粘结强度随着试验温度的升高迅速下降;法向压力在高温时对粘结强度的影响较大;粘结层类型及用量对粘结强度的影响随混合料类型的不同而不同。
通过试验室研究最终确定了粘结强度试验的最佳条件。
关键词:粘结层;粘结强度;用量;试验温度;法向压力1 前言沥青路面层间粘结性能的好坏直接影响使用性能, 车辆变速或转弯处的路面滑移破坏是最常见的粘结力不足问题, 有研究指出这种破坏是由于剪力过大、层间接触面粘结强度不足而导致的。
一些其他的路面问题, 如压实困难、早期疲劳、Top-Down裂缝及面层剥离也可能与层间粘结力不足有关。
在路面层间设置粘结层的目的是为了提高层间粘结性能, 各种不同的沥青类材料被用作粘结层材料, 其中最常见的是乳化沥青。
道路石油沥青和稀释沥青也可用作粘结层材料, 但其使用量在近 30 年中已明显减少。
由于粘结材料种类较多, 规范通常只对一类材料提供一个大概的用量范围, 技术人员在使用前还需要确定粘结材料的目标用量。
规范建议在旧路加铺时采用较高的用量, 在新铺路面上采用较低的用量或者不设置粘结层。
乳化沥青的用量可以按乳化沥青的总量计, 也可以按沥青残留量的重量计。
最小沥青残留量百分比随着乳化物等级的不同而不同, 通常“-1”级的最小残留量为55%~57%,“-2”级的最小残留量约为65% 。
路面准备不当或施工经验不足也可能导致一些问题出现,涂敷粘结层前必须清理路面, 使路面保持洁净, 但是人工清扫往往不能完全清除所有有害物质。
2 试验方案按照常规的Superpave设计方法成型直径150mm、高115 mm的圆柱体试件, 然后将试件沿横向切成两半, 在没有切的面上涂上一定量的粘结材料。
粘层油实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本研究旨在通过实验,探究改性乳化沥青粘层油在不同温度和压力条件下的性能,分析其剪切强度、拉拔强度、软化点、针入度、延度、弹性恢复率、动力粘度、韧性和粘韧性等指标,为南方高温多雨地区沥青路面施工提供技术参考。
二、实验材料1. 改性乳化沥青:SBS改性乳化沥青,符合国家标准。
2. 实验仪器:层间材料剪切试验仪、拉拔试验仪、温度控制箱、针入度仪、延度仪、弹性恢复率仪、动力粘度仪、韧性和粘韧性测试仪等。
三、实验方法1. 样品制备:按照国家标准制备改性乳化沥青粘层油样品,确保样品均匀一致。
2. 性能测试:将样品分别置于层间材料剪切试验仪、拉拔试验仪、温度控制箱等仪器中进行剪切强度、拉拔强度、软化点、针入度、延度、弹性恢复率、动力粘度、韧性和粘韧性等指标的测试。
3. 数据记录:详细记录实验数据,包括测试条件、测试结果等。
四、实验结果与分析1. 剪切强度:在60℃条件下,改性乳化沥青粘层油的剪切强度随软化点的提高而增大,呈正相关关系。
结果表明,提高软化点可以有效提高粘层油的剪切强度,增强层间粘结力。
2. 拉拔强度:在25℃条件下,改性乳化沥青粘层油的拉拔强度随针入度的增大而减小,呈负相关关系。
同时,25℃时的拉拔强度与5℃时的拉拔强度呈正相关关系。
这说明提高针入度可以降低粘层油的拉拔强度,降低层间滑移风险。
3. 软化点:根据实验结果,建议将改性乳化沥青粘层油的软化点指标调整为55℃。
4. 针入度:根据实验结果,建议将改性乳化沥青粘层油的针入度指标调整为40~100dmm。
5. 延度:在5℃条件下,改性乳化沥青粘层油的低温拉拔强度随延度的提高而增大,呈正相关关系。
因此,提高延度可以增强粘层油的低温抗裂性能。
6. 弹性恢复率:在25℃条件下,改性乳化沥青粘层油的弹性恢复率与车辙原板、轮碾板的25℃拉拔强度呈强正相关关系。
这说明提高弹性恢复率可以增强粘层油的抗车辙性能。
7. 动力粘度:在25℃和60℃条件下,改性乳化沥青粘层油的动力粘度与剪切强度呈强正相关关系。
高速公路沥青路面结构层层间粘接状态的研究

Re e r h o n e l y r Bo i t t f As h l v m e t s a c n I t r a e nd ng S a e o p a t Pa e n
S r c ur o p e s y t u t e f r Ex r s wa
大缩 短半 刚性基 层 沥青路 面 的疲 劳 寿命 。
的界面条 件 , 就不可 能 继 续 保 持路 面 刚建 成 时 的连
续状 态 , 而保证 完全 连 续 的 界 面条 件 对 于 沥青 路 面
1 关 于 沥 青 路 面 层 问 粘 结 条 件 存 在 的 问题
及 相 关 调 查
不 连续 的现象 。许 多 高速 公 路 轮迹 带 ( 别 是 长上 特 坡路 段 ) 出现 早 期 疲 劳龟 裂 和 车 辙 的 病 害 , 而 大 从
青路 面 的使 用 寿命 有 很大 的关 系 。在半 刚性 基层 沥 青路 面 中有 一个不 可忽 视 的缺 点就 是 : 刚性 基 层 半
[ y w rs i el e o dn tt;cmpe l cnio s ;c m l e l ;sdn ;ce i Ke o d ] n r y rb n igs e o l e ot u e o pe l s p l i t a a ty n ty i i g of- f
ii n ;f t u ie ce t a i e lf g
目前 我 国 高 速 公 路 建 设 中 已 比较 重 视 层 间 粘 结 , 多高速 公路 建设 中重视 粘 层油 的洒布 , 大 从高 速 公 路施 工过 程 中的钻 芯取样 可 以看 出沥青上 、 、 中 下 面层基 本上 能钻 出完 整 的芯 样 。然而 在半 刚性基层
沥青与集料的粘附性分析沥青与集料粘附性试验

沥青与集料的粘附性分析沥青与集料粘附性试验沥青混合料的抗水损坏能力是决定路面水稳定性的根本性因素,它主要取决于矿料的性质、沥青与矿料之间相互作用的性质,以及沥青混合料的空隙率、沥青膜的厚度等。
沥青混合料水稳定性的评价方法,通常分两个阶段进行:①第一阶段是评价沥青与矿料的粘附性。
②第二阶段是评价沥青混合料的水稳定性。
文章主要就沥青与矿料的粘附性进行了研究,论述了沥青与集料的几种粘附性理论,分析了粘附性的影响因素,并比较了目前常用的几种粘附性试验方法的优劣。
1沥青与集料粘附性基本理论 1.1力学理论沥青与集料之间的粘附性主要是由于其间分子力的作用[1]。
从微观角度看,集料的表面是粗糙和高低不平的,这种粗糙增加了集料的表面积,使沥青和集料的粘合(界)面积增大,提高了两者之间总的粘结力。
此外,集料的表面存在着各种形状、各种取向、各种大小的孔隙和微裂缝,由于吸附与毛细作用,沥青渗入上述孔隙与裂缝,增加了两者结合的总内表面积,从而提高了总的粘结力。
再者,沥青在高温时以液相渗入骨料孔隙与微裂隙中,当温度降低后,沥青则在孔隙中发生胶凝硬化,这种锲入与锚固作用,增强了沥青与集料之间的机械结合力[2]。
1.2化学反应理论沥青与集料之间的粘附性是由于沥青中的表面活性物质对集料表面的定向吸附而形成的。
如果一个分子中的正电荷与负电荷排列不对称,就会引起电性不对称,因而分子的一部分有较显著的阳性,另一部分有较显著的阴性,这些分子能互相吸引而成较大的分子。
表面活性物质的分子是由极性基和非极性基组成的不对称结构,偶极矩较大,故能表现出力场。
沥青可视为表面活性物质在非极性化合物中的溶液,根据所含表面活性物质数量的不同而具有不同活性。
沥青粘附在集料表面后,沥青在石料表面首先发生极性分子定向排列而形成吸附层,与此同时,在极性力场中的非极性分子,由于得到极性的感应而获得额外的定向能力,从而构成致密的表面吸附层。
因此认为,沥青的极性是黏附的本质,是导致集料吸附沥青的根本原因。
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沥青路面层间粘结检测方法分析
作者:景凯丽刘庆武王娅
来源:《卷宗》2019年第20期
摘要:随着交通量的迅速增长以及重轴载车辆的增多,沥青面层由于层间粘结差而产生的开裂、推移、车辙等病害逐渐增多,如何改善层间粘结效果,并对层间粘结效果进行合理评价是保证沥青路面层间粘结的质量关键。
关键词:沥青路面;层间粘结性能;检测方法
1 沥青路面层间粘结层材料功能分析
基层与面层之间的粘结层材料受力情况比较复杂,主要包括压应力、拉应力和剪应力三类受力,另外,由于道路处于自然环境中,不可避免的受到日照、温度、水等因素的影响,所以粘结层材料应该具有以下两个重要功能:1)抗拔能力,由于汽车轮胎在行驶过程中与路面的摩擦会影响层间的粘结效果,另外启程行驶中的后轮产生的真空泵吸作用也会造成层间粘结的减弱,所以在粘结层材料选择时要注意材料的抗拔能力,否则很容易产生层间分离现象;2)抗剪能力,如果抗剪能力不足,基层和面层之间往往会出现推移、拥包、两层皮等病害,轻者会影响路面的使用性能,严重的话会威胁到路面使用者的行车安全,所以粘结层材料还要具有较高的抗剪能力。
2 沥青路面层间粘结检测方法
沥青路面结构是多层弹性体,其层间粘结性能对整个路面结构的连续性和耐久性具有重要作用。
在外界环境和行车荷载的反复作用下,如果层间处理不当,极易造成路面结构层间破坏,因此开展沥青路面层间粘结性能影响因素研究非常有必要。
本文采用路面多功能层间剪切强度试验仪,通过成型双层复合式车辙板的方法,考虑粘层油种类、温度、竖向荷载与层间污染等,研究影响层间粘结效果的关键因素,对实际道路施工具有很好的指导意义。
2.1 粘层材料对层间抗剪性能影响
1)粘层油。
基质沥青为SK90#道路石油沥青,粘层油以粘结为主,本文选择常用的粘层材料及SuperPCR改性乳化沥青,对比分析不同粘层材料对层间抗剪性能的影响,粘层材料分别为:Super PCR改性乳化沥青、SBR改性乳化沥青、普通乳化沥青,热沥青和SAMI应力吸收层(胶粉改性沥青选用40目橡胶粉和90#AS基质沥青,胶粉掺加量20%)五种。
2)不同粘层油抗剪强度试验。
(1)试件成型。
为了真实模拟实际路面的摊铺与碾压过程,采用双层车辙板取芯方法制作剪切试验所需试件。
由于试验主要研究层间粘结效果,为了成型试件方便,采用双层AC-13沥青面层组合,上、下层各厚5cm。
先成型下层结构,静置24h左右脱模,接着用油漆刷在脱了模的下层车辙板表面均匀涂抹定量粘层材料,待乳化沥青
完全破乳后,把其平顺的放进双层车辙板模子中;再在其上成型上面层车辙板。
双层车辙板试件成型24h后脱模,并将其按照试验要求进行切割。
(2)剪切试验。
为了较好地模拟沥青路面实际受力特点,采用多功能层间剪切强度试验仪进行沥青路面抗剪强度的测定,试验温度的调节范围在-10~100℃,测试精度0.1KN。
研究五种不同透层油的抗剪切性能是为了确定最优的粘层材料,试验温度选用25℃,竖向压应力取标准轮载0.7MPa,选取水平剪切力时考虑到拉伸速率过大会影响数据的稳定性,故将拉伸加载速率设定为1.2mm/min,该值是设备允许的最小值。
依据室内以已确定的粘层油最佳洒布量,乳化沥青洒布量为0.8kg/m2,热沥青洒布量为0.4kg/m2,橡胶沥青的洒布量应控制在2.6kg/m2~2.8kg/m2,碎石粒径采用10~15mm,洒布量为19kg/m2。
(3)试验结果分析。
经检测可知,同一温度下,抗剪切强度从大到小依次为:Super PCR改性乳化沥青>SAMI应力吸收层>SBR改性乳化沥青>普通热沥青>普通乳化沥青。
由此可见,Super PCR改性沥青的综合性能均优于SBR改性沥青和普通乳化沥青。
2.2 竖向荷载对层间粘结性能的影响
研究竖向荷载对层间粘结性能的影响时,竖向荷载分别为1.1MPa、0.9MPa、0.7MPa、0.5MPa和0.35MPa模拟标准轴载作用于路面上。
粘层材料为Super PCR改性乳化沥,为了避免透层油洒布量对竖向荷载的影响,透层油洒布量分别为0.4kg/m2、0.6kg/m2、0.8kg/m2、1.0kg/m2、同一竖向应力同一洒布量下三个平行试验取其平均值。
经试验检测可知,当竖向荷载相同时,透层油洒布量小于1.0kg/m2,层间抗剪强度随着透层油洒布量的增加而增加,透层油洒布量大于最佳洒布量时,层间抗剪强度基本没有变化,原因可能是在一定的竖向荷载作用下,透层油洒布量过大其在层间起到粘结作用的同时也起到了润滑作用;当竖向应力为
0.35MPa、0.5MPa、0.7MPa时,抗剪强度增幅比较明显,之后随着竖向荷载的增大抗剪强度增加幅度明显减小;由此可见:当作用于沥青路面的竖向荷载过大时,其层间抗剪强度主要由层间摩擦力提供,且当竖向应力增加到一定程度后,粘层油洒布量对层间抗剪强度的影响会逐渐减小。
2.3 固含量對层间粘结性能的影响
相同洒布量的乳化沥青会因其固含量的变化而改变实际留在路面上的有效沥青含量。
为了进一步研究固含量对沥青面层间粘结性能的影响,本实验选用25℃、45℃和60℃三种温度,50%、55%、60%和65%四个固含量,粘结材料为Super PCR改性乳化沥青,洒布量为
0.8kg/m2,竖向压应力为0.35MPa,每种工况做三个平行试件进行剪切试验取其平均值。
经试验检测可知,无论在25℃、45℃,还是60℃时,层间抗剪强度随着乳化沥青固含量的增大逐渐呈现上升趋势。
但是固含量越高,沥青乳化难度越大,施工时洒布需要的温度越高,由试验结果可知,乳化沥青中固含量增大没有使抗剪强度呈相应比例的提升。
从经济和乳化沥青制备的角度而言,建议施工时采用50%固含量的改性乳化沥青,以便降低乳化沥青制备难度及施工成本。
2.4 层间污染对粘结性能的影响
层间污染直接影响层间粘结能力,因此研究了砂性土、油污对沥青路面层间抗剪强度的影响。
试件制作与以上试验统一,粘层材料为Super PCR改性乳化沥青,其洒布量为0.8kg/m2,的和油污(柴油)不同的污染程度分别用无污染、0.1kg/m2、0.2kg/m2、0.4kg/m2的污染量来表示。
砂性土是磨细后均匀撒布的,试验温度为25℃,竖向应力为0.35Mpa。
经检测可知,泥土污染和油污染都会使层间抗剪强度下降,相同污染量下,油污比泥土污染更显著。
原因可能是:干燥的泥土颗粒分散在层间并没有粘性,剪切过程中自由的土颗粒促使静摩擦变成滑动摩擦,同时泥土颗粒还阻碍了上面层与粘层的粘结,使得上、下面层之间的有效接触面积减小,层间抗剪强度下降。
层间抗剪强度随着泥土污染量的增加呈逐渐下降趋势。
油污多为柴油或机油,在本次试验中采用柴油作为油污。
从其化学组成来分析,柴油与沥青材料中饱和烃的成分相同,主要为烷烃和环烷烃。
因此,柴油对沥青材料具有很高的溶解力和渗透力,当粘层受到柴油污染后,柴油便渗入粘层材料,使粘层材料中沥青的油分含量增加,粘层材料粘度减小,从而层间抗剪强度降低。
另外,油污进一步阻碍上下两层之间的粘结,在层间不但没有起到粘结作用反而起到一定的润滑作用,导致层间抗剪强度大幅下降,0.2kg/m2的油污使抗剪强度下降了49.4%,等同于0.3kg/m2泥土达到的污染程度。
3 结束语
综上所述,因沥青路面属于分层施工的多层体系,必然会导致层间成为薄弱环节。
若路面层间粘结不好,将对传递竖向及层间剪力造成严重影响,甚至会出现层间滑动现象,从而加速疲劳破坏。
目前,在沥青路面层间结合研究中,有关层间粘结试验的方法多种多样,且粘层材料对层间抗剪性能等均会造成不同程度的影响,为此,必须充分掌握沥青路面层间粘结性能,提高层间粘结强度,只有这样才能最大限度保证路面质量。
参考文献
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