纖維瀝青應(yīng)力吸收層抗?jié)B性能實(shí)驗(yàn)研究

郟付堂+王海有+張丹+楊松

【摘要】利用室內(nèi)滲水試驗(yàn)：暴露輪碾滲水試驗(yàn)和熱碾壓后抗?jié)B性實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)力吸收層的抗?jié)B水性能作更加合理地評(píng)價(jià)，提出抗?jié)B水壓強(qiáng)指標(biāo)。結(jié)果表明當(dāng)纖維瀝青應(yīng)力吸收層達(dá)到最佳粘結(jié)性能時(shí)確定出其組成材料的最佳用量：纖維用量為 120 g·m-2，纖維長(zhǎng)度為 6～8cm，改性乳化瀝青用量為 1.2Kg·m-2 時(shí)纖維瀝青應(yīng)力吸收層具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下滲。

【關(guān)鍵詞】纖維瀝青;應(yīng)力吸收層;抗?jié)B性能;實(shí)驗(yàn)研究

Experimental study of the performance of the fiber layer of impervious asphalt stress absorbing

Jia Fu-tang1，Wang Hai-you2，Zhang Dan3，Yang Song4

（1.Pingdingshan Highway Administration Central LaboratoryPingdingshanHenan467000;

2.Pingdingshan City Highway AdministrationPingdingshanHenan467000 ;

3.Forest Road， Pingdingshan Highway Administration OfficePingdingshanHenan467000;

4.Pingdingshan Highway Traffic Survey and Design InstitutePingdingshanHenan467000）

【Abstract】Use of indoor water seepage test： Exposure wheel grinding and hot rolling after seepage test impermeability to water permeability properties of the experimental stress-absorbing layer for a more rational assessment， water impermeability put pressure indicators. The results show that when determining the fiber asphalt stress absorbing layer to achieve the best performance out of its optimum dosage bonding material composition： fiber dosage 120 g · m-2， a fiber length of 6-8cm， modified asphalt emulsion in an amount of 1.2Kg · m-2 the fiber asphalt stress absorbing layer has a good waterproof properties， can effectively prevent water infiltration.

【Key words】Fiber asphalt;Stress-absorbing layer;Impermeability;Experimental Research

1. 引言

（1）對(duì)于瀝青路面結(jié)構(gòu)組成而言，不但要求層間處置材料必須具有良好的粘結(jié)性能，使得整個(gè)路面系統(tǒng)在行車荷載的作用下保持良好的整體性，還要求層間處置材料必需具備優(yōu)良的不透水性，以保證外界水分無(wú)法滲透到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部。所以，選取一種指標(biāo)來(lái)作為評(píng)價(jià)纖維瀝青應(yīng)力吸收層的抗?jié)B性能評(píng)價(jià)指標(biāo)十分必要。

圖1抗?jié)B儀

（2）纖維瀝青應(yīng)力吸收層是處于面層與基層之間的層狀結(jié)構(gòu)，它所承受的水損害是經(jīng)過(guò)面層中的微通道進(jìn)入并積累的水，而在車輪的作用下，會(huì)使這部分水產(chǎn)生一定的壓力，因此傳統(tǒng)的滲水試驗(yàn)已不能夠切合實(shí)際的衡量封層的抗?jié)B性能。故本文設(shè)計(jì)了一種新型的室內(nèi)滲水試驗(yàn)，并開(kāi)發(fā)了新型的試驗(yàn)設(shè)備，以對(duì)應(yīng)力吸收層的抗?jié)B水性能作更加合理地評(píng)價(jià)，提出了抗?jié)B水壓強(qiáng)指標(biāo)。

2. 試驗(yàn)方案簡(jiǎn)介

2.1試驗(yàn)器具。

本實(shí)驗(yàn)用到的試驗(yàn)儀器主要有：硫酸紙、鋼絲網(wǎng)布（孔徑為 0.6mm）、釉面磚、瀝青混合料拌和機(jī)、碾壓成型機(jī)、車轍試驗(yàn)儀、恒溫室、混凝土抗?jié)B儀（如圖1）等。

2.2試件成型。

（1）纖維瀝青應(yīng)力吸收層是鋪設(shè)在舊路面和瀝青混凝土加鋪層之間的一個(gè)薄層，為了模擬實(shí)際工程中應(yīng)力吸收層結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，試驗(yàn)采用“舊瀝青路面AC-13+瀝青纖維應(yīng)力吸收層+ SMA-10薄層罩面”的結(jié)構(gòu)。

圖2成型的滲水試件

（2）纖維瀝青應(yīng)力吸收層由改性乳化瀝青和無(wú)堿玻璃纖維組成，影響其粘結(jié)性能的主要因素是改性乳化瀝青的用量、無(wú)堿玻璃纖維用量和無(wú)堿玻璃纖維長(zhǎng)度，故本文選擇這三個(gè)為因素 ，各因素選擇四個(gè)水平，通過(guò)16次試驗(yàn)來(lái)完成正交設(shè)計(jì)。纖維瀝青應(yīng)力吸收層的成型為達(dá)到最佳粘結(jié)性能時(shí)確定出其組成材料的最佳用量：纖維用量為 120 g·m-2，纖維長(zhǎng)度為 6-8cm，改性乳化瀝青用量為 1.2Kg·m-2。纖維瀝青封層成型：將硫酸紙放在釉面磚上，在涂抹改性乳化瀝青前鋪一薄層紙（如面巾紙），鋪在成型試件周圍，主要為了便于將夾層單獨(dú)分離出來(lái)并起不到加筋和防水作用，然后將改性乳化瀝青和玻璃纖維分次涂抹在 300 300mm 的硫酸紙上，涂刷量為：纖維用量為 120 g·m-2，改性乳化瀝青用量為1.2Kg·m-2，纖維長(zhǎng)度為 6-8cm，即在 瀝青纖維增強(qiáng)封層 夾層到達(dá)最佳粘結(jié)性能狀態(tài)下的所用量，每一種樣品準(zhǔn)備三個(gè)試件，試件厚度為 2mm 左右。在室溫下，放置8h后再進(jìn)行試驗(yàn)（至少保證破乳），試驗(yàn)要求所用的試件直徑為 190mm，故將 300 300mm 的正方形剪成直徑為 190mm 的圓形見(jiàn)圖2，再進(jìn)行試驗(yàn)。endprint

3. 試驗(yàn)成型及結(jié)果

3.1暴露輪碾滲水試驗(yàn)。

將單獨(dú)成型的纖維瀝青應(yīng)力吸收層固定在舊路面上，為了防止纖維瀝青應(yīng)力吸收層黏在輪上，撒少量單一粒徑的碎石（2.36mm），在車轍儀中（0.7MPa）碾壓 100 次，由于試驗(yàn)輪輪寬為 50mm，要保證輪碾在夾層上加載的均勻性，然后將纖維瀝青封層單獨(dú)取出。用混凝土滲水儀進(jìn)行滲水試驗(yàn)，為了防止薄的夾層周邊被破壞，在試件上加一塊相同尺寸、孔徑為 0.6mm 的鋼絲網(wǎng)布，然后將模座放在上面，為了保證之間的密閉性，放置橡膠皮墊，觀察試件在0.3MPa水壓下的滲水情況。在試驗(yàn)過(guò)程中，隨時(shí)觀察試件表面是否滲水，進(jìn)行 3 次平行試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，要保證密閉性，水不能從試件周圍滲出，否則重新試驗(yàn)。同時(shí)進(jìn)行三次平行試驗(yàn)，夾層都不滲水，故暴露輪碾下纖維瀝青應(yīng)力吸收層不滲水。

3.2熱碾壓后抗?jié)B性實(shí)驗(yàn)。

（1）待舊路面完全干燥后，將單獨(dú)成型的纖維瀝青封層固定在舊路面上，為了防止夾層與上面的熱碾壓瀝青混凝土粘結(jié)，中間用一層防粘紙和報(bào)紙隔開(kāi)（加入熱瀝青混合料時(shí)，防粘紙和報(bào)紙被軟化，起不到加筋作用，對(duì)試驗(yàn)沒(méi)影響）。試件制備好后趁熱將上面的瀝青混凝土小心移除，取出中間的纖維瀝青應(yīng)力吸收層。將試件在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下放置不少于 4h，用混凝土抗?jié)B儀進(jìn)行試驗(yàn)。將試件放入抗?jié)B儀，確保密閉性，開(kāi)始試驗(yàn)，在0.1MPa下保持 30min，觀察試件表面是否有滲水跡象。

（2）同時(shí)進(jìn)行三次平行試驗(yàn)，試件表面均無(wú)水跡，表明都不滲水。注意在試驗(yàn)過(guò)程中，一定保持良好的密封性，不能從周邊滲水，且要保持壓力為 0.1MPa。通過(guò)暴露輪碾滲水試驗(yàn)和熱碾壓后抗?jié)B性試驗(yàn)，對(duì)只涂SBS 粘層油的夾層進(jìn)行抗?jié)B性能檢驗(yàn)，試件表面均有滲水。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，表明瀝青纖維增強(qiáng)應(yīng)力吸收層夾層具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下滲 。

4. 小結(jié)

利用室內(nèi)滲水試驗(yàn)：暴露輪碾滲水試驗(yàn)和熱碾壓后抗?jié)B性實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)力吸收層的抗?jié)B水性能作更加合理地評(píng)價(jià)，提出抗?jié)B水壓強(qiáng)指標(biāo)。結(jié)果表明當(dāng)纖維瀝青應(yīng)力吸收層達(dá)到最佳粘結(jié)性能時(shí)確定出其組成材料的最佳用量：纖維用量為 120 g·m-2，纖維長(zhǎng)度為 6-8cm，改性乳化瀝青用量為 1.2Kg·m-2 時(shí)纖維瀝青應(yīng)力吸收層具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下滲。

參考文獻(xiàn)

[1]趙曉亮. 瀝青纖維增強(qiáng)封層配合比設(shè)計(jì)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2010.

[2]陳華鑫， 張爭(zhēng)奇， 胡長(zhǎng)順. 纖維瀝青混合料的低溫抗裂性能[J]. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，（04）.

[3]孫雅珍， 趙穎華. 新型纖維增強(qiáng)瀝青路面的研究[J]. 華東公路， 2002，（02）.

[4]申愛(ài)琴等.瀝青路面層間處置新材料及施工關(guān)鍵技術(shù)研究[R].2009.2.

[5]朱春鳳.玻璃纖維改善瀝青混凝土性能的理論和試驗(yàn)研究[D].吉林：吉林大學(xué)，2007.

[6]沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防[M].北京：人民交通出版社，2001.

[7]劉中林，田文，史建方，譚發(fā)茂.高等級(jí)公路瀝青混凝土路面新技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2002.

[8]JTG? F40-2004.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[9] JTG? H10-2009.公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[基金項(xiàng)目]河南省2013年科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（132102210464）：瀝青路面纖維增強(qiáng)封層關(guān)鍵技術(shù)研究。

[文章編號(hào)]1619-2737（2014）10-20-817

[作者簡(jiǎn)介] 郟付堂（1969-），男，籍貫：河南上蔡人，職稱：高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事公路工程技術(shù)工作。endprint

3. 試驗(yàn)成型及結(jié)果

3.1暴露輪碾滲水試驗(yàn)。

將單獨(dú)成型的纖維瀝青應(yīng)力吸收層固定在舊路面上，為了防止纖維瀝青應(yīng)力吸收層黏在輪上，撒少量單一粒徑的碎石（2.36mm），在車轍儀中（0.7MPa）碾壓 100 次，由于試驗(yàn)輪輪寬為 50mm，要保證輪碾在夾層上加載的均勻性，然后將纖維瀝青封層單獨(dú)取出。用混凝土滲水儀進(jìn)行滲水試驗(yàn)，為了防止薄的夾層周邊被破壞，在試件上加一塊相同尺寸、孔徑為 0.6mm 的鋼絲網(wǎng)布，然后將模座放在上面，為了保證之間的密閉性，放置橡膠皮墊，觀察試件在0.3MPa水壓下的滲水情況。在試驗(yàn)過(guò)程中，隨時(shí)觀察試件表面是否滲水，進(jìn)行 3 次平行試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，要保證密閉性，水不能從試件周圍滲出，否則重新試驗(yàn)。同時(shí)進(jìn)行三次平行試驗(yàn)，夾層都不滲水，故暴露輪碾下纖維瀝青應(yīng)力吸收層不滲水。

3.2熱碾壓后抗?jié)B性實(shí)驗(yàn)。

（1）待舊路面完全干燥后，將單獨(dú)成型的纖維瀝青封層固定在舊路面上，為了防止夾層與上面的熱碾壓瀝青混凝土粘結(jié)，中間用一層防粘紙和報(bào)紙隔開(kāi)（加入熱瀝青混合料時(shí)，防粘紙和報(bào)紙被軟化，起不到加筋作用，對(duì)試驗(yàn)沒(méi)影響）。試件制備好后趁熱將上面的瀝青混凝土小心移除，取出中間的纖維瀝青應(yīng)力吸收層。將試件在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下放置不少于 4h，用混凝土抗?jié)B儀進(jìn)行試驗(yàn)。將試件放入抗?jié)B儀，確保密閉性，開(kāi)始試驗(yàn)，在0.1MPa下保持 30min，觀察試件表面是否有滲水跡象。

（2）同時(shí)進(jìn)行三次平行試驗(yàn)，試件表面均無(wú)水跡，表明都不滲水。注意在試驗(yàn)過(guò)程中，一定保持良好的密封性，不能從周邊滲水，且要保持壓力為 0.1MPa。通過(guò)暴露輪碾滲水試驗(yàn)和熱碾壓后抗?jié)B性試驗(yàn)，對(duì)只涂SBS 粘層油的夾層進(jìn)行抗?jié)B性能檢驗(yàn)，試件表面均有滲水。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，表明瀝青纖維增強(qiáng)應(yīng)力吸收層夾層具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下滲 。

4. 小結(jié)

利用室內(nèi)滲水試驗(yàn)：暴露輪碾滲水試驗(yàn)和熱碾壓后抗?jié)B性實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)力吸收層的抗?jié)B水性能作更加合理地評(píng)價(jià)，提出抗?jié)B水壓強(qiáng)指標(biāo)。結(jié)果表明當(dāng)纖維瀝青應(yīng)力吸收層達(dá)到最佳粘結(jié)性能時(shí)確定出其組成材料的最佳用量：纖維用量為 120 g·m-2，纖維長(zhǎng)度為 6-8cm，改性乳化瀝青用量為 1.2Kg·m-2 時(shí)纖維瀝青應(yīng)力吸收層具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下滲。

參考文獻(xiàn)

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[文章編號(hào)]1619-2737（2014）10-20-817

[作者簡(jiǎn)介] 郟付堂（1969-），男，籍貫：河南上蔡人，職稱：高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事公路工程技術(shù)工作。endprint

3. 試驗(yàn)成型及結(jié)果

3.1暴露輪碾滲水試驗(yàn)。

將單獨(dú)成型的纖維瀝青應(yīng)力吸收層固定在舊路面上，為了防止纖維瀝青應(yīng)力吸收層黏在輪上，撒少量單一粒徑的碎石（2.36mm），在車轍儀中（0.7MPa）碾壓 100 次，由于試驗(yàn)輪輪寬為 50mm，要保證輪碾在夾層上加載的均勻性，然后將纖維瀝青封層單獨(dú)取出。用混凝土滲水儀進(jìn)行滲水試驗(yàn)，為了防止薄的夾層周邊被破壞，在試件上加一塊相同尺寸、孔徑為 0.6mm 的鋼絲網(wǎng)布，然后將模座放在上面，為了保證之間的密閉性，放置橡膠皮墊，觀察試件在0.3MPa水壓下的滲水情況。在試驗(yàn)過(guò)程中，隨時(shí)觀察試件表面是否滲水，進(jìn)行 3 次平行試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，要保證密閉性，水不能從試件周圍滲出，否則重新試驗(yàn)。同時(shí)進(jìn)行三次平行試驗(yàn)，夾層都不滲水，故暴露輪碾下纖維瀝青應(yīng)力吸收層不滲水。

3.2熱碾壓后抗?jié)B性實(shí)驗(yàn)。

（1）待舊路面完全干燥后，將單獨(dú)成型的纖維瀝青封層固定在舊路面上，為了防止夾層與上面的熱碾壓瀝青混凝土粘結(jié)，中間用一層防粘紙和報(bào)紙隔開(kāi)（加入熱瀝青混合料時(shí)，防粘紙和報(bào)紙被軟化，起不到加筋作用，對(duì)試驗(yàn)沒(méi)影響）。試件制備好后趁熱將上面的瀝青混凝土小心移除，取出中間的纖維瀝青應(yīng)力吸收層。將試件在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下放置不少于 4h，用混凝土抗?jié)B儀進(jìn)行試驗(yàn)。將試件放入抗?jié)B儀，確保密閉性，開(kāi)始試驗(yàn)，在0.1MPa下保持 30min，觀察試件表面是否有滲水跡象。

（2）同時(shí)進(jìn)行三次平行試驗(yàn)，試件表面均無(wú)水跡，表明都不滲水。注意在試驗(yàn)過(guò)程中，一定保持良好的密封性，不能從周邊滲水，且要保持壓力為 0.1MPa。通過(guò)暴露輪碾滲水試驗(yàn)和熱碾壓后抗?jié)B性試驗(yàn)，對(duì)只涂SBS 粘層油的夾層進(jìn)行抗?jié)B性能檢驗(yàn)，試件表面均有滲水。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，表明瀝青纖維增強(qiáng)應(yīng)力吸收層夾層具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下滲 。

4. 小結(jié)

利用室內(nèi)滲水試驗(yàn)：暴露輪碾滲水試驗(yàn)和熱碾壓后抗?jié)B性實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)力吸收層的抗?jié)B水性能作更加合理地評(píng)價(jià)，提出抗?jié)B水壓強(qiáng)指標(biāo)。結(jié)果表明當(dāng)纖維瀝青應(yīng)力吸收層達(dá)到最佳粘結(jié)性能時(shí)確定出其組成材料的最佳用量：纖維用量為 120 g·m-2，纖維長(zhǎng)度為 6-8cm，改性乳化瀝青用量為 1.2Kg·m-2 時(shí)纖維瀝青應(yīng)力吸收層具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下滲。

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[3]孫雅珍， 趙穎華. 新型纖維增強(qiáng)瀝青路面的研究[J]. 華東公路， 2002，（02）.

[4]申愛(ài)琴等.瀝青路面層間處置新材料及施工關(guān)鍵技術(shù)研究[R].2009.2.

[5]朱春鳳.玻璃纖維改善瀝青混凝土性能的理論和試驗(yàn)研究[D].吉林：吉林大學(xué)，2007.

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[7]劉中林，田文，史建方，譚發(fā)茂.高等級(jí)公路瀝青混凝土路面新技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2002.

[8]JTG? F40-2004.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[9] JTG? H10-2009.公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[基金項(xiàng)目]河南省2013年科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（132102210464）：瀝青路面纖維增強(qiáng)封層關(guān)鍵技術(shù)研究。

[文章編號(hào)]1619-2737（2014）10-20-817

[作者簡(jiǎn)介] 郟付堂（1969-），男，籍貫：河南上蔡人，職稱：高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事公路工程技術(shù)工作。endprint