瀝青路面基面層間界面加強(qiáng)技術(shù)研究

陳 寶

（1.長(zhǎng)安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710064；2.河南省交通運(yùn)輸廳公路管理局，河南 鄭州 450052）

瀝青路面層間處理的好壞關(guān)系到路面整體結(jié)構(gòu)的耐久性，研究調(diào)查顯示，瀝青路面的推移、擁包、開裂和車轍等早期病害很大一部分是由于基面層間結(jié)合不良引起的[1-3].因此，實(shí)際工程中采取措施加強(qiáng)面層與基層層間粘結(jié)，對(duì)路面的使用性能和使用壽命十分重要.綜觀國(guó)內(nèi)外研究，在瀝青路面基面層間應(yīng)用技術(shù)方面，大多研究針對(duì)粘層、透層、封層、防水層等經(jīng)典的層間材料，研究其撒布時(shí)間、撒布量等施工工藝以及層間處治效果[4-6]，其中關(guān)于封層與防水層的研究主要集中于“一油一料”表面處治、乳化瀝青或改性乳化瀝青稀漿封層、SBS改性瀝青防水層（應(yīng)力吸收層）及同步碎石封層等[7-10].而且以往半剛性基層路面施工中基層表面一般不采取特殊處理，只做簡(jiǎn)單的清掃處理，容易誘發(fā)基面層間的推移破壞.

因此，本文將從基層表面處治技術(shù)與新型層間封層技術(shù)兩方面出發(fā)，并提出“兩油一料”的新型層間施工工藝，通過(guò)剪切試驗(yàn)及拉拔試驗(yàn)，對(duì)比分析瀝青路面基面層間在兩種封層施工工藝與3種基層表面處治方式組合下的粘結(jié)效果，為瀝青路面基面層間加強(qiáng)技術(shù)的選擇提供參考.

1 基面層間界面加強(qiáng)技術(shù)試驗(yàn)方案

基層表面分別采用未處治、拉毛和刻槽3種處治方式，層間封層分別采用“一油一料”（瀝青一次撒布后撒布碎石）和“兩油一料”（瀝青分別在碎石撒布前后先后兩次撒布），按照不同封層施工工藝下3種基層表面處治方式分別制備雙層車轍試件，然后將車轍試件鉆芯后分別進(jìn)行基面層間的剪切及拉拔試驗(yàn).每塊車轍試件可以鉆4個(gè)芯樣，試件制作過(guò)程主要包括：

1）預(yù)制水泥穩(wěn)定碎石板.用輪碾儀碾壓成型12塊水泥穩(wěn)定碎石板，水泥穩(wěn)定碎石基層配合比見表1，水泥劑量6%，試件干密度2 335 kg/m3.其中4塊表面進(jìn)行拉毛處治，4塊表面進(jìn)行刻槽處治，刻槽型式初步定為矩形槽，槽深5mm，槽間距10mm，剩余的4塊表面未處治.所有水泥穩(wěn)定碎石板在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)7 d，風(fēng)干后備用.

表1 水泥穩(wěn)定碎石配合比Tab.1 Them ixture ratio of cementstabilized gravel

2）噴灑透層油.在試件表面處治一面噴灑煤油稀釋瀝青，用量為0.7kg/m2，灑布不宜過(guò)量.

3）鋪設(shè)碎石封層.試件噴灑透層油后放置24 h，待煤油完全揮發(fā)同時(shí)達(dá)到了最好的滲透效果.將試件平均分為2組，一組封層施工工藝采用“一油一料”，另一組封層施工工藝采用“兩油一料”.其中碎石撒布量按8 kg/m2，“一油一料”瀝青撒布量為1.4 kg/m2，“兩油一料”下層瀝青撒布量為1 kg/m2，上層瀝青撒布量為0.5 kg/m2，這種室內(nèi)試驗(yàn)方法只能近似模擬施工現(xiàn)場(chǎng)的攤鋪狀況，因?yàn)樵谑覂?nèi)試驗(yàn)無(wú)法達(dá)到瀝青與石料“同步”的要求，所以將石料加熱可以填補(bǔ)瀝青損失的溫度，使其能更加接近施工方式的要求.

4）加鋪瀝青混凝土層.按照《公路瀝青混凝土路面施工技規(guī)范》（JTG F40-2004）[11]標(biāo)準(zhǔn)配制并拌合AC-25改性瀝青混凝土，油石比4.2%，瀝青為90號(hào)道路石油瀝青，檢測(cè)結(jié)果均符合規(guī)范要求.

用輪碾儀在同步碎石封層上成型AC-25瀝青混凝土板，成型時(shí)混合料碾壓溫度為140～150℃.試件成型12 h后，將試塊從試模中取出.

表2 AC-16瀝青混合料級(jí)配Tab.2 Thegradation of AC-16 asphaltm ixture

5）鉆取試件.在成型好的板上鉆芯，芯體為圓柱體，直徑10 cm.整個(gè)成型過(guò)程如圖1所示.

2 基層表面處治抗滑性能檢測(cè)

在基層表面撒布透層之前，對(duì)基層板進(jìn)行抗滑性能檢測(cè)，分析基層表面經(jīng)不同處治方式后基層表面摩擦系數(shù)的變化，試驗(yàn)儀器采用擺式摩擦系數(shù)儀，測(cè)試結(jié)果見圖2.

由圖2可以看出，基層表面經(jīng)處治后摩擦系數(shù)明顯增大，其中基層表面拉毛后比層間表面未處治的摩擦系數(shù)增大了13%；基層表面刻槽后比基層表面未處治的摩擦系數(shù)增大了20%，同時(shí)比基層表面拉毛后的摩擦系數(shù)增大了5.49%.

3 基面層間加強(qiáng)技術(shù)效果對(duì)比分析

3.1 層間抗剪性能對(duì)比

層間剪切試驗(yàn)采樣JHY-A結(jié)構(gòu)材料剪切儀，主要用于橋面防水粘結(jié)層的剪切試驗(yàn)，也可用于路面、建筑防水層的剪切試驗(yàn).如果路面基面層間的抗剪能力不足，必然會(huì)造成瀝青面層的擁包、剝落、松散等病害，事實(shí)上這也是瀝青路面最主要的病害.所以路面基面層之間的抗剪能力的大小，是考查路面性能優(yōu)劣的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo).本試驗(yàn)要對(duì)比兩種封層施工工藝與3種基層表面處治方式組合下的基面層間抗剪切性能.試驗(yàn)溫度為25℃，試驗(yàn)結(jié)果見表3、表4與圖3.

抗剪試驗(yàn)結(jié)果表明：1）封層采用“一油一料”時(shí)，基層表面拉毛處治的抗剪切強(qiáng)度較基層表面未處治的抗剪切能力提高了14.33%，基層表面刻槽處治的抗剪切強(qiáng)度比基層表面未處治的抗剪切能力提高了24.46%，比基層表面拉毛處治的抗剪切能力提高了8.85%；2）封層采用“兩油一料”時(shí)，基層表面拉毛處治的抗剪切強(qiáng)度較基層表面未處治的抗剪切能力提高了14.97%，基層表面刻槽處治的抗剪切強(qiáng)度比基層表面未處治的抗剪切能力提高了26.13%，比基層表面拉毛處治的抗剪切能力提高了9.71%；3）與“一油一料”相比，封層為“兩油一料”時(shí)，基層表面采用表面未處治、拉毛處治與刻槽處治的基面層間抗剪性能分別提高12.25%、12.87%、13.76%.

表3 基于“一油一料”的不同基層表面處治方式剪切試驗(yàn)結(jié)果 MPaTab.3 Shear test results for differentbase surface treamentbesed on"one oil layerand onegravel layer"

表4 基于“兩油一料”的不同基層表面處治方式剪切試驗(yàn)結(jié)果 MPaTab.4 Shear test results for differentbase surface treamentbesed on"two oil layerand onegravel layer"

3.2 層間抗拉性能對(duì)比

層間拉拔試驗(yàn)采用LGZ-1結(jié)構(gòu)層材料強(qiáng)度拉拔儀.試驗(yàn)溫度為常溫25℃，試驗(yàn)結(jié)果如表5、表6與圖4.

抗拉試驗(yàn)結(jié)果表明：1）封層采用“一油一料”時(shí)，基層表面拉毛處治的抗拉強(qiáng)度較基層表面未處治提高了16.02%，基層表面刻槽處治的抗拉強(qiáng)度比基層表面未處治提高了21.02%，比基層表面拉毛處治的抗剪切能力提高了4.31%；2）封層采用“兩油一料”時(shí)，基層表面拉毛處治的抗拉強(qiáng)度較基層表面未處治提高了18.62%，基層表面刻槽處治的抗拉強(qiáng)度比基層表面未處治提高了25.57%，比基層表面拉毛處治提高了3.01%；3）與“一油一料”相比，封層為“兩油一料”時(shí)，基層表面采用表面未處治、拉毛處治與刻槽處治的基面層間抗拉性能分別提高32.99%、35.97%、37.98%.

圖3 瀝青路面基面層間不同加強(qiáng)技術(shù)抗剪效果對(duì)比Fig.3 The contrastof shear effectw ith differentstrengthen technical of asphaltpavementbaseand surface

表5 基于“一油一料”的不同基層表面處治方式抗拉試驗(yàn)結(jié)果 MPaTab.5 Tensile test results for differentbase surface treamentbased on"one oil layerand one gravel layer"

表6 基于“兩油一料”的不同基層表面處治方式抗拉試驗(yàn)結(jié)果 MPaTab.6 Tensile test results for differentbase surface treamentbased on"two oil layerand one gravel layer"

4 結(jié)束語(yǔ)

1）層間的粘結(jié)性能主要依靠熱改性瀝青粘層油的粘聚力以及基層表面和同步碎石的摩擦嵌擠力，在采用相同層間材料時(shí)基層表面拉毛和刻槽處治后，煤油瀝青透層油的滲透效果更好，可以有效的提高粘層油的粘聚力性能；同時(shí)基層表面拉毛刻槽處治后，表面的摩擦系數(shù)會(huì)明顯提高，能明顯提高基層表面和同步碎石封層的摩擦嵌擠力，從而有效的提高層間的粘結(jié)性能.

2）封層采用“一油一料”時(shí)，水泥穩(wěn)定碎石基層表面拉毛處治較基層表面未處治的基面層間抗剪切性能與抗拉性能分別提高了14.33%、16.02%，基層表面刻槽處治比基層表面未處治的基面層間抗剪切性能與抗拉性能分別提高了24.46%、21.02%.

3）封層采用“兩油一料”時(shí)，水泥穩(wěn)定碎石基層表面拉毛處治較基層表面未處治的基面層間抗剪切性能與抗拉性能分別提高了14.97%、18.62%，基層表面刻槽處治比基層表面未處治的基面層間抗剪切性能與抗拉性能分別提高了26.13%、25.57%.

4）相同基層表面處治方式下，采用“兩油一料”比采用“一油一料”增加了同步碎石封層和面層的粘結(jié).與“一油一料”相比，封層為“兩油一料”時(shí)，基層采用表面未處治、拉毛處治與刻槽處治的基面層間抗剪性能與抗拉性能平均分別提高13.0%、35.6%.

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