降溫稀漿封層路用性能研究

馮煒殷衛(wèi)永王朝輝王新岐

文章編號(hào)：1000033X（2016）12005303

收稿日期：20160529

摘要：為研究稀漿封層的降溫功效與路用性能，制備了2種降溫稀漿封層，通過(guò)構(gòu)造深度試驗(yàn)、擺值試驗(yàn)、濕輪磨耗試驗(yàn)、輪轍變形試驗(yàn)、滲水系數(shù)試驗(yàn)等方法，全面評(píng)價(jià)了降溫稀漿封層各項(xiàng)路用性能。結(jié)果表明：不同類型降溫稀漿封層降溫幅度隨外界環(huán)境溫度的升高逐漸增大，降溫幅度約為3 ℃～5 ℃；不同類型降溫稀漿封層具有良好的抗滑性能、耐磨耗性能、高溫穩(wěn)定性能、抗?jié)B水性能和粘結(jié)性能，均能滿足技術(shù)指南和工程應(yīng)用的要求。

關(guān)鍵詞：道路材料；降溫稀漿封層；設(shè)計(jì)級(jí)配；路用性能

中圖分類號(hào)：U416.03文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

Research on Pavement Performance of Cooling Slurry Seal

FENG Wei1，YIN Weiyong2， WANG Chaohui2， WANG Xinqi1

（1. Tianjin Municipal Engineering Design & Research Institute， Tianjin 300051， China；

2. School of Highway， Changan University， Xian 710064， Shaanxi， China）

Abstract： In order to study the cooling effect and pavement performance of slurry seal， two kinds of cooling slurry seal were prepared. The pavement performance of the cooling slurry seal was thoroughly evaluated by structural depth test， BPN test， wet abrasion test， rut deformation test and permeability test etc. The results show that the cooling range of slurry seal is about 3 ℃5 ℃， increasing when the ambient temperature rises. The cooling slurry seal has good performance in skid resistance， wear resistance， stability at high temperature， antipermeability and bonding， which all meet the requirements of technical specification and practical applications.

Key words： road material； cooling slurry seal； design gradation； pavement performance

0引言

稀漿封層作為一種技術(shù)成熟的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，以其良好的防水、抗滑、耐磨耗、修復(fù)車轍、恢復(fù)路表功能等優(yōu)良性能被廣泛應(yīng)用[13]。目前，關(guān)于稀漿封層的研究主要集中于稀漿封層最佳使用時(shí)間、路用性能及其施工工藝等[45]，關(guān)于稀漿封層降低路面溫度的相關(guān)研究未見(jiàn)報(bào)道。研發(fā)具有降溫功效的稀漿封層，不僅有助于處治路面病害，還能進(jìn)一步緩解路面高溫病害，顯著提高路面服務(wù)水平，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的社會(huì)效益。

為此，本文制備2種具有降溫功效的稀漿封層，通過(guò)構(gòu)造深度試驗(yàn)、擺值試驗(yàn)、濕輪磨耗試驗(yàn)及輪轍變形試驗(yàn)、滲水系數(shù)試驗(yàn)等方法，全面評(píng)價(jià)降溫稀漿封層的各項(xiàng)路用性能，確保降溫稀漿封層在實(shí)際工程中具有良好的應(yīng)用效果。

1降溫稀漿封層的制備

優(yōu)選材料A為降溫基礎(chǔ)材料，材料A經(jīng)粉碎研磨、機(jī)械活化等工藝優(yōu)化，并進(jìn)行表面處理后，得到具有降溫功效的功能性微粉WHT和功能性集料WHTA，其中微粉粒徑小于0075 mm，集料粒徑在015～03 mm之間。依據(jù)《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》，結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮施工和應(yīng)用效果，確定降溫稀漿封層的設(shè)計(jì)級(jí)配（表1）。利用降溫功能性材料分別替代稀漿封層混合料中的填料和相同粒徑集料，得到不同類型的降溫稀漿封層，功能性材料摻加方式和比例如表2所示。本研究所用瀝青為普通乳化瀝青，技術(shù)指標(biāo)如表3所示。乳化瀝青用量為7.3%，加水量為7%。

2降溫稀漿封層的降溫性能研究

按標(biāo)準(zhǔn)方法制作車轍板試件，并在車轍板中心位置預(yù)埋數(shù)字式溫度計(jì)，將不同類型降溫稀漿封層攤鋪于車轍板表面，于通風(fēng)陰涼處自然風(fēng)干。在室外選擇陽(yáng)光充足、通風(fēng)良好的地方作為測(cè)試地點(diǎn)，在測(cè)試地點(diǎn)預(yù)先鋪設(shè)20 cm厚的粘土，然后將攤鋪降溫稀漿封層的車轍板試件放置于粘土中，四周和底部用泡沫塑料隔熱，試件底部和表面均放置數(shù)字式溫度計(jì)。選擇10：00～15：00為測(cè)試時(shí)間，每隔05 h讀取車轍板表面、中部和下部溫度。不同類型降溫稀漿封層降溫效果如圖1所示。

由圖1可知，不同類型降溫稀漿封層降溫幅度隨外界環(huán)境溫度的升高逐漸增大，試件表面、中部和下部降溫幅度逐漸增大。相同溫度條件下，（WHT+WHTA）稀漿封層降溫效果優(yōu)于WHT稀漿封層。在65 ℃條件下，WHT稀漿封層底部降溫幅度超過(guò)4 ℃，（WHT+WHTA）稀漿封層底部降溫幅度超過(guò)5 ℃。

3降溫稀漿封層的路用性能研究

3.1抗滑性能

利用構(gòu)造深度試驗(yàn)和擺值試驗(yàn)測(cè)試降溫稀漿封層的抗滑性能。采用輪碾法成型標(biāo)準(zhǔn)車轍板試件，按照《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》中的方法在測(cè)試板表面攤鋪降溫稀漿封層，在強(qiáng)度形成后測(cè)試試件表面構(gòu)造深度和擺值。試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

由表4可知，普通稀漿封層和2種降溫稀漿封層的構(gòu)造深度和擺值分別在0.75 mm和75 BPN以上，顯著高于《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》的要求，表明降溫稀漿封層具有良好的抗滑性能。

3.2耐磨耗性能

采用濕輪磨耗試驗(yàn)測(cè)試降溫稀漿封層的耐磨耗性能，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

由表5可知，普通稀漿封層和2種降溫稀漿封層的1 h濕輪磨耗質(zhì)量損失保持在560 g·m-2左右，均遠(yuǎn)小于《微表處及稀漿封層技術(shù)指南》中的限值，表明降溫稀漿封層具有良好的耐磨耗性能。

3.3高溫穩(wěn)定性能

采用輪轍變形試驗(yàn)測(cè)試降溫稀漿封層的高溫穩(wěn)定性能。制備輪轍變形試驗(yàn)試件，待強(qiáng)度形成后，在60 ℃條件下將試件保溫6 h，然后采用負(fù)荷輪載試驗(yàn)儀對(duì)試件進(jìn)行輪轍變形試驗(yàn)，測(cè)試輪跡寬度變化率及車轍深度變化率，結(jié)果如表6所示。

由表6可知，普通稀漿封層和2種降溫稀漿封層在經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)重輪碾壓后，輪跡寬度變化率均小于6%，車轍深度變化率基本保持在15%左右，表明降溫稀漿封層具有良好的高溫穩(wěn)定性能，能夠滿足實(shí)際道路應(yīng)用要求。

3.4抗?jié)B水性能

降溫稀漿封層應(yīng)具有良好的抗?jié)B水性能，以防止水滲入路面。本研究采用滲水系數(shù)試驗(yàn)測(cè)試攤鋪降溫稀漿封層前后車轍板試件滲水系數(shù)的變化規(guī)律，從而評(píng)價(jià)降溫稀漿封層的抗?jié)B水性能。滲水系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。

由表7可知，在攤鋪普通稀漿封層和2種降溫稀漿封層后，車轍板試件的滲水系數(shù)能夠滿足《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》要求，且試件滲水系數(shù)均出現(xiàn)大幅度下降，降低幅度均在50%以上，表明降溫稀漿封層能夠顯著改善路面的抗?jié)B水性能。

3.5粘結(jié)性能

采用粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)試降溫稀漿封層與瀝青路面之間的粘結(jié)性能。在成型車轍板表面攤鋪不同類型降溫稀漿封層，并采用輪轍成型儀碾壓，待乳化瀝青完全破乳且強(qiáng)度形成后，用粘結(jié)劑將直徑150 mm圓形拉頭與試件表面粘結(jié)，養(yǎng)生24 h后進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果如表8所示。

由表8可知，降溫稀漿封層與普通稀漿封層粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果無(wú)顯著差異，粘結(jié)力均在58 kN以上，粘結(jié)強(qiáng)度均在03 MPa以上，滿足道路應(yīng)用的要求。

4結(jié)語(yǔ)

（1）優(yōu)選降溫基礎(chǔ)材料，優(yōu)化處理后得到降溫功能性微粉和集料，在此基礎(chǔ)上制備出2種降溫稀漿封層。

（2）不同類型降溫稀漿封層降溫幅度隨外界環(huán)境溫度的升高逐漸增大，試件底部降溫幅度最大，降溫幅度約為3 ℃～5 ℃。

（3）2種降溫稀漿封層均具有良好的抗滑性能、耐磨耗性能、高溫穩(wěn)定性能、抗?jié)B水性能和粘結(jié)性能，滿足技術(shù)指南和工程應(yīng)用的要求。

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