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        路面霧封層的研發(fā)及性能評(píng)價(jià)

        2017-02-06 00:25:49毋曉琛
        黑龍江交通科技 2017年12期

        毋曉琛

        (山西交通科學(xué)研究院,山西 太原 030000)

        1 原材料及實(shí)驗(yàn)方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        ESSO重交瀝青、型號(hào)PG-94為基質(zhì)瀝青、環(huán)氧樹(shù)脂、BE-3X瀝青乳化劑,粗集料采用陜西省興達(dá)采石場(chǎng)生產(chǎn)的斜長(zhǎng)角閃巖集料,細(xì)集料采用陜西省洛南縣正泰礦業(yè)有限公司加工的9.5~19 mm石灰?guī)r,礦粉也是采用此公司生產(chǎn)的4.75~9.5 mm石灰?guī)r礦粉,瀝青采用韓國(guó)雙龍(S-OIL牌)A級(jí)70#道路石油瀝青,纖維采用天堯牌木質(zhì)纖維。

        1.2 試驗(yàn)過(guò)程

        (1)新型路面霧封層的制備

        將確定好量的ESSO重交基質(zhì)瀝青加熱到130 ℃,然后依次緩慢添加重交瀝青、環(huán)氧樹(shù)脂,并對(duì)其攪拌混合均勻,制成一種改性瀝青,在150 ℃溫度下對(duì)其保溫。然后再稱取BE-3X瀝青乳化劑,加水?dāng)嚢鑾追昼?,直到完全溶解,制備成一種復(fù)合的水溶液,在70 ℃下對(duì)其加熱。加熱水預(yù)熱后,把改性瀝青和復(fù)合的水溶液添加到一塊進(jìn)行乳化,制備成新型的路面霧封層。靜置1 h供分析用。

        (2)車轍板試件制備

        抗滑性能、耐磨耗性能以及霧封層與瀝青路面的粘附性能等試驗(yàn),均在噴灑霧封層的車轍板上進(jìn)行。車轍板制作方法按照公路工程規(guī)范中的輪碾壓法進(jìn)行。

        霧封層車轍板試件制備過(guò)程如下:

        ①車轍板成型48 h后脫模,供涂層試驗(yàn)使用;

        ②用毛刷將車轍板試件表面的灰塵清掃干凈;

        ③將制備好的霧封層乳液按照設(shè)定的量噴灑到車轍板表面;

        ④霧封層固化后,即可進(jìn)行路用性能的測(cè)試。

        2 霧封層路用性能評(píng)價(jià)

        霧封層的主要功用之一就是防水,一般的霧封層在開(kāi)始施工過(guò)程中抗滑性能不滿足要求,耐久性也很差,因此,新制備的霧封層應(yīng)該滿足防水、抗滑、抗剝落和耐磨的要求。

        2.1 霧封層耐久性

        采用長(zhǎng)安大學(xué)自行研發(fā)的瀝青路面小型四輪加速磨耗儀,模擬行車荷載對(duì)涂層表面的磨耗作用。室內(nèi)加速磨耗儀采用實(shí)心聚氨酯輪胎,比橡膠輪胎更耐磨、更減震,直徑200 mm,寬度45 mm。通過(guò)調(diào)荷圓盤施加荷載給底部的輪組,通過(guò)不斷地調(diào)整荷載使輪胎的平均荷載為標(biāo)準(zhǔn)軸載0.7 MPa。加速磨耗儀以5 000轉(zhuǎn)/h的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng),輪子線速度約為84.78 km/h,與高等級(jí)公路平均速度相當(dāng)。試驗(yàn)采用的是車轍板試件,數(shù)量4個(gè)。

        具體試驗(yàn)步驟如下:

        ①用小毛刷將待測(cè)試件表面清掃干凈后,稱量其原始質(zhì)量。

        ②將待測(cè)試件放置在自制的瀝青路面小型四輪加速磨耗儀下,并將四周固定起來(lái),防止車輪轉(zhuǎn)動(dòng)期間車轍板試件移動(dòng)。

        ③啟動(dòng)開(kāi)關(guān),對(duì)試件進(jìn)行耐磨性能試驗(yàn)。本文設(shè)置加速磨耗儀轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)50 000圈。

        ④轉(zhuǎn)動(dòng)約10 h后,試驗(yàn)儀器停止轉(zhuǎn)動(dòng)。稱量已測(cè)試試件的質(zhì)量,并計(jì)算試件的質(zhì)量損失。

        磨耗前后不同試件的質(zhì)量損失見(jiàn)表1,試驗(yàn)時(shí),磨耗圈數(shù)采用50 000轉(zhuǎn)。

        表1 磨耗前后試件的質(zhì)量損失

        由表1可知,磨耗50 000轉(zhuǎn)后各試件均有一定的質(zhì)量損失,但損失量都非常小,不超過(guò)1 g,磨耗損失率不超過(guò)1.2%;且霧封層試件損失質(zhì)量小于未涂霧封層試件的損失量,表明霧封層具有良好的耐磨性能。

        2.2 抗拉拔試驗(yàn)評(píng)價(jià)霧封層的黏附性

        霧封層僅是噴灑在瀝青路表面的一層薄層,因此霧封層與路表面之間要有較高的粘結(jié)強(qiáng)度,本文通過(guò)拉拔試驗(yàn)對(duì)噴層的粘附性進(jìn)行測(cè)試。拉拔試驗(yàn)是測(cè)試材料粘附性能常用的方法,該試驗(yàn)以測(cè)試材料與基體拉離時(shí)的力為直接目的,單位面積上的受力就可以評(píng)價(jià)霧封層的粘結(jié)性能。

        試驗(yàn)過(guò)程如下:

        (1)清掃待測(cè)試件,保證表面清潔,并在待測(cè)試件中心噴灑適量上述噴料,同時(shí)在拉頭底面也噴灑適量噴料,將拉頭放置在待測(cè)試件中心處;

        (2)待霧封層完全的固化以后,就可以進(jìn)行拉拔試驗(yàn)。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

        表2 拉拔強(qiáng)度結(jié)果

        從表2可知,噴灑霧封層的試件抗拉拔強(qiáng)度是0.78 MPa,滿足黏附性能的要求。

        2.3 防水性能

        路面老化的裂縫會(huì)使水往下滲,集料與瀝青的裹覆會(huì)受到很大的影響。這就要求新制備的霧封層必須具有良好的抗水性能。實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較噴灑前后試件的滲水系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)防水性。

        (1)技術(shù)要求

        按照我國(guó)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中成型車轍試件,脫模后再進(jìn)行滲水試驗(yàn), 滲水系數(shù)的一些要求見(jiàn)表3。

        表3 滲水系數(shù)技術(shù)要求

        按照規(guī)范成型SMA-13車轍試件,待冷卻后脫模,然后試件使用路面滲水測(cè)試儀進(jìn)行滲水實(shí)驗(yàn)。待試件干燥后,噴灑霧封層,然后進(jìn)行滲水系數(shù)測(cè)試。

        測(cè)試時(shí),車轍試件固定在滲水測(cè)試儀上,表面與測(cè)試儀緊密接觸。底部開(kāi)關(guān)關(guān)閉后,就開(kāi)始向量筒內(nèi)注水。打開(kāi)開(kāi)關(guān),水面緩緩下降,啟動(dòng)秒表,每隔1 min記錄一次儀器管刻度,當(dāng)水面下降至500 ml時(shí)停止計(jì)時(shí)。當(dāng)水面下降快時(shí),下降至100 ml時(shí),記錄3 min即可。到了一定刻度水面不動(dòng),如果出現(xiàn)這種情況,說(shuō)明試件不透水。 滲水系數(shù)按照下列計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算

        式中:Cw為瀝青混合料試件的滲水系數(shù),ml/min;V1為第一次讀數(shù)時(shí)的水量(通常為100 ml),ml;V2為第二次讀數(shù)時(shí)的水量(通常為500 ml),ml;T1為第一次讀數(shù)時(shí)的時(shí)間,s;T2為第二次讀數(shù)時(shí)的時(shí)間,s。

        品牌的資產(chǎn)評(píng)估有比較成熟的模型可以借鑒,在沒(méi)有統(tǒng)一的閱讀推廣評(píng)估系統(tǒng)情況下,品牌資產(chǎn)評(píng)估不失為閱讀推廣服務(wù)直觀的評(píng)估方式。

        按上述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行滲水系數(shù)測(cè)試,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。

        表4 滲水系數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        結(jié)果表明:

        (1)霧封層材料均具有一定的封水性能;

        (2)從表中噴灑前后的滲水系數(shù)值可以看出,霧封層材料的抗?jié)B效果很好。

        2.4 抗滑性能

        一般來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)的霧封層技術(shù)對(duì)路面抗滑性能有明顯降低。但是含砂霧封層可以較好地解決這一問(wèn)題,本試驗(yàn)采用擺式摩擦儀測(cè)試路面摩擦系數(shù)評(píng)價(jià)霧封層路面抗滑性能。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5。

        表5 不同試件類型擺值

        普通路面的擺值是86 BPN,霧封層路面的擺值是60 BPN,滿足規(guī)范要求。

        3 結(jié) 語(yǔ)

        (1)以ESSO重交瀝青,型號(hào)PG-94為基質(zhì)瀝青,環(huán)氧樹(shù)脂為瀝青改性劑,BE-3X瀝青乳化劑為瀝青乳化劑,采用先對(duì)其改性,然后采用乳化方法,制備了一種新型路面霧封層。

        (2)制備的霧封層乳化瀝青具有較好的封水性能、耐磨性能、抗滑性能、黏附性能。對(duì)于延長(zhǎng)道路的使用年限,優(yōu)化道路工作環(huán)境有著積極的作用,是一種具有實(shí)用性的霧封層。

        (3)開(kāi)發(fā)的霧封層還起到抗老化、防松散、美化路面的作用。

        [1] 龔睿,等.乳化瀝青霧封層性能評(píng)價(jià)及試驗(yàn)方法探討[J]. 公路交通技術(shù),2012.

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        [3] 陳萍.高速公路路面早期損壞及防治措施[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2006.

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