喬 維

(中咨公路養(yǎng)護(hù)檢測(cè)技術(shù)有限公司)

1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及試件制作

1.1 試驗(yàn)方案

以SBS 改性瀝青灑布量和7.2～9.5 mm 的單粒徑玄武巖碎石撒布量為主要因素，分析不同用量時(shí)粘結(jié)防水層的力學(xué)指標(biāo)變化規(guī)律，具體設(shè)計(jì)方案見表1。

1.2 試件制作

為了模擬青銀高速公路超薄磨耗層工程中的路面結(jié)構(gòu)，即由7.5 cm 的瀝青(AC20)混凝土(由舊瀝青路面做主要成分)+薄粘結(jié)防水層+2.5 cm 厚的溫拌SAC10(薄層罩面)組成，鋸開GTM 試件，取試件高為7.5 cm，用毛刷將其糙面均勻涂刷上熱的SBS 改性瀝青(瀝青用量以面積計(jì)算)涂抹一定要均勻，然后將粒徑在7.2～9.5 mm 的碎石(碎石用量依照面積設(shè)計(jì)采用)均勻、緊密地鋪放在熱瀝青薄層上，將弄好的試件裝入GTM 試模，再加入135 ℃的溫拌SAC10 瀝青混合料(混合料用量按毛體積密度計(jì))，啟動(dòng)GTM 旋轉(zhuǎn)剪切壓實(shí)試驗(yàn)機(jī)將試件壓實(shí)成型。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

剪切試驗(yàn)和拉拔試驗(yàn)的試驗(yàn)溫度分別為60 ℃和20 ℃，試驗(yàn)速率為5 mm/min，試驗(yàn)結(jié)果匯總列入表1。

表1 層間強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

2.1 SBS 改性瀝青灑布量的影響

由圖1 知:

(1)隨著增加SBS 改性瀝青的灑布量，試件的直剪強(qiáng)度一開始先增大，之后又逐步減小，SBS 改性瀝青灑布量為1.6～1.8 kg/m2時(shí)，試件的直剪強(qiáng)度達(dá)到最大值，為230 kPa。而橡膠改性瀝青隨灑布量的增加，直剪強(qiáng)度逐漸增大，峰值為241 kPa。

(2)本試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)過程中所取的SBS 改性瀝青的灑布用量使試件的45°斜剪強(qiáng)度呈不斷增大趨勢(shì)，當(dāng)灑布用量為2.0 kg/m2時(shí)試件的45°斜剪強(qiáng)度達(dá)到最大值1 545 kPa。

(3)隨SBS 改性瀝青的灑布量自2.0 kg/m2慢慢減少，試件的抗拉拔強(qiáng)度隨之增大，當(dāng)灑布量到1.4 kg/m2時(shí)，試件的拉拔強(qiáng)度達(dá)到最大，當(dāng)繼續(xù)減少時(shí)強(qiáng)度又迅速減小，從這方面考慮，薄粘結(jié)防水層用SBS 改性瀝青的最佳灑布量推薦在1.2～1.6 kg/m2范圍內(nèi)。

2.2 碎石撒布量對(duì)層間強(qiáng)度的影響

由圖2 知，隨粒徑在7.2～9.5 mm 的碎石的撒布含量的增大，試件的直剪強(qiáng)度及45°斜剪強(qiáng)度都呈現(xiàn)出先增大隨之又逐漸減小的變化規(guī)律，試件的直剪及45°斜剪強(qiáng)度指標(biāo)的最大值也一致出現(xiàn)在當(dāng)撒布量為55%時(shí)，分別為236 kPa 和1 349 kPa。

隨粒徑大小在7.2～9.5 mm 的碎石撒布量的增加，試件拉拔強(qiáng)度亦先增大而后又隨之減小的變化規(guī)律，在撒布量在50%－55%之間時(shí)，出現(xiàn)拉拔強(qiáng)度極值。

2.3 層間剪切強(qiáng)度受環(huán)境溫度的影響

以質(zhì)量計(jì)，取熱的SBS 改性瀝青做試件，其灑布量為1.8 kg/m2，單粒徑大小在7.2～9.5 mm 的玄武巖碎石灑布量為55%，外荷載加載速率取50 mm/min。試驗(yàn)溫度分別取50 ℃、60 ℃和70 ℃。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 50 ℃、60 ℃和70 ℃環(huán)境溫度下試件層間剪切強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果

圖1 SBS 改性瀝青灑布量－層間強(qiáng)度變化曲線

圖2 碎石撒布量－拉拔強(qiáng)度變化曲線

表2 表明，環(huán)境溫度的升高對(duì)試件直剪強(qiáng)度和45°斜剪強(qiáng)度均不利。試件直剪強(qiáng)度在60～70 ℃溫度區(qū)間內(nèi)下降很大，而試件45°斜剪強(qiáng)度在50～60℃溫度區(qū)間內(nèi)下降幅度較大。這一試驗(yàn)結(jié)果說明高溫季節(jié)及時(shí)進(jìn)行灑水降溫作業(yè)十分必要。

3 結(jié) 論

(1)本實(shí)驗(yàn)增加SBS 改性瀝青灑布量，試件的直剪強(qiáng)度呈現(xiàn)先升后降的結(jié)果，當(dāng)灑布量在1.6～1.8 kg/m2內(nèi)時(shí)達(dá)到試件直剪強(qiáng)度的最大值230 kPa;而其45°斜剪強(qiáng)度則不斷增大，在2.0 kg/m2達(dá)到最大值1545 kPa;拉拔強(qiáng)度與直剪強(qiáng)度一樣，而其達(dá)到最大值時(shí)，灑布量為1.4 kg/m2。結(jié)合試件外觀狀況，建議實(shí)際應(yīng)用中SBS 改性瀝青灑布用量取1.4 kg/m2。

(2)隨粒徑7.2～9.5 mm 的碎石在試件中撒布量的增加，試件的直剪強(qiáng)度跟45°斜剪強(qiáng)度都表現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，試件的直剪及45°斜剪強(qiáng)度指標(biāo)的最大值也一致出現(xiàn)在當(dāng)撒布量為55%時(shí)，分別為220 kPa 和1 050 kPa。同時(shí)試件的拉拔強(qiáng)度也呈先增后減的趨勢(shì)，拉拔強(qiáng)度極值出現(xiàn)在撒布量為50%～55%區(qū)間，綜上取碎石撒布量在55%作為最佳用量。

［1］馮德成，宋宇.瀝青路面層間結(jié)合狀態(tài)試驗(yàn)與評(píng)價(jià)方法研究［J］.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，39(4).

［2］林秀賢.關(guān)于瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)中抗剪指標(biāo)的建議［J］.公路，2004，(12):66－70.

［3］交通行業(yè)規(guī)范.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTGF40－2004)［S］.北京:人民交通出版社，2004.